Experiencia 02 - Descarga Eletrica

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL 3
Turma nº 3077
Experiência nº 02
Data: 06/03/2015 
Nome da experiência: Descarga em Gases Sob Pressão Atmosférica
	Professor: Loudes
	Alunos: Charles L. Araújo
	Manoela do Prado
	 Jean de C. Lima
INTRODUÇÃO
Esta experiência tem como objetivo entender o conceito de carga elétrica, entendermos o fenômeno de geração de carga elétrica em gerador de Van de Graaf, como a pressão é sempre a mesma, que a pressão atmosférica, a distancia que mas influenciou a condutividade elétrica.
MATERIAL UTILIZADO
Um gerador eletro eletrostático do tipo van de Graaff.
Uma esfera Metálica com bastão.
Uma conexão com pinos banana.
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
A atividade consistiu em, duas esferas metálicas sob pressão atmosférica, onde são submetidas a uma diferença de potencial. As esferas, são denominadas eletrodos, onde foram conectadas ao gerador de Van de Graaff e afastada entre si por uma distancia d. Onde a cabeça esférica do gerador de Van de Graaf é o eletrodo cátodo e a sua base e o ánodo. Como nosso experimento foi realizado em ambiente de pressão atmosférica, a pressão é constante, por isso não ocorreu aumento da condutividade elétrica, logo o que influenciou a passagem de condutividade elétrica foi a distancia entre os eletrodos. 
Objetivos: 
- Entender o conceito de carga elétrica;
- Descrever e entender o fenômeno da geração decargas elétricas em um gerador do tipo Van der Graaff;
- Entender o fenômeno da descarga elétrica e o mecanismo de transporte de cargas na atmosfera.
- Reconhecer a importância da pressão e da distância entre os eletrodos na capacidade de condução elétrica num gás.
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
O que se entende por campo elétrico?
O campo elétrico é a região ao redor de uma carga, que pode ser positiva ou negativa, na qual, ao se colocar eletrizado, este fica sujeito a uma força elétrica.
Por que dizemos que o campo elétrico e um campo conservador?
Segundo o experimento realizado, o campo elétrico é um campo de força provocada pelo atrito exercida pela correia esticada do Gerador de Van de Graaff, transportando assim as cargas armazenadas em sua superfície, disponibilizando uma ação da força elétrica da atração e da repulsão. Pelo fato de não ter alterado a energia mecânica do corpo que se desloca e porque existe um potencial associado a cada ponto do campo, ou a existência de superfícies equipotenciais dizemos que o campo elétrico é um campo conservativo, ou seja, não dissipa a energia, a conserva.
O que se entende por linhas de força de um campo elétrico?
As linhas de força são uma representação geométrica para indicar a presença de campo elétricos, que são representadas por linhas que tangenciam os vetores dos campo elétrico resultante em cada ponto, logo, jamais se cruzam.
Cite Três propriedades das linhas de força do campo elétrico?
Duas linhas de forças nunca se cruzam.
As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico.
Saem de cargas positivas e chegam nas cargas negativas.
Assinale a região onde o campo elétrico e mais intenso?
Quanto mais próxima de Q mais intensa será a força sobre a "carga de prova q" e, inversamente, será tanto menos intensa quanto mais afastada de Q.
Desenhe a orientação do vetor campo elétrico E nos pontos assinalados de P1 a P5?
Lei do Inverso do Quadrado da Distância: (1/d²). No exemplo da figura temos P3 como região mais intensa do campo elétrico.
Caso abandonássemos uma carga no interior deste campo, trace a possível trajetória que a mesma teria se: 
Carga fosse positiva:
 
Carga fosse negativa:
Explique o processo de formação e acumulo de cargas no gerador eletrostático?
Quando se introduz um condutor carregado dentro de outro oco e é posto em contato, toda a carga do primeiro passa ao segundo, qualquer que seja a carga inicial do condutor oco. Teoricamente, o processo poderia se repetir muitas vezes,aumentando a carga do condutor oco indefinidamente. Mas, existe um limite devido às dificuldades de isolamento da carga. Quando é elevado o potencial, o ar que o rodeia se torna condutor e começa a perder carga.
Descreva e explique o fenômeno ocorrido ao se aproximar a esfera metálica da cúpula do gerador eletroestatico?
Quando o bastão de metal é colocado perto da Esfera de metal se a diferença de tensão entre o bastão de metal e a esfera de metal. Uma corrente flui da esfera de metal para o bastão de metal, através do ar seco.
Justifique o fato da mistura gasosa envolvente ( ar atmosférico) passar de isolante para a condutora de eletricidade. Faça uma comparação com o fenômeno dos relâmpagos que ocorrem durante uma tempestade?
Suponhamos que um campo elétrico seja aplicado a um corpo isolado, colocando-o entre dois pólos eletrizados e de sinais opostos (no caso em questão, o chão e as nuvens). Nestas condições, uma força elétrica atuará sobre todos os elétrons do isolante, o ar, tendendo a arrancá-los dos seus átomos. Sendo o campo aplicado suficientemente intenso, os elétrons serão arrancados e tornam-se elétrons livre, criando-se assim um grande número de íons no ar, alguns positivos e outros negativos. Devido aos íons presentes no ar, ele se torna condutor de eletricidade, permitindo assim o surgimento da corrente elétrica (no caso em questão, do raio). Processo semelhante pode ocorrer em qualquer outro isolante, dependendo apenas do valor do campo elétrico aplicado.
Justifique o ruído e a cor azulada verificada durante a descarga elétrica ocorrida no ar. Qual é o sentido do raio azulado produzido ( da cúpula para o bastão ou do bastão para a cúpula)?
A coloração azulada da descarga se dá pelo fato de ser um "jato" de grande intensidade em um curto intervalo de tempo, e de acordo com o espectro das cores, tons azulados demonstram maior intensidade, o que acontece em nossa descarga. O ruído grave que escutamos é devido ao rápido aquecimento e expansão das moléculas de ar ao redor da esfera, isso no momento em que sua rigidez é quebrada.
Explique o movimento de cargas durante a produção da descarga elétrica.
Essas descargas elétricas se dão pelo fato de que ambas as esferas estão em potenciais diferentes, e elas nada mais são do que um "salto de elétrons" de uma esfera para a outra, numa tentativa de equilibrar as cargas delas; o corpo "neutro" ou menos carregado é induzido por aquele que possui mais elétrons livres (está mais carregado), eletrizando-o pelo processo de indução, havendo então a descarga. No momento da mesma, o ar deixa de ser um isolante e passa a ser um condutor, pois tem sua rigidez dielétrica quebrada, sendo o meio material onde a descarga se propaga.
Como denominamos o ruído e a cor azulada que surgem durante a descarga quando este fenômeno ocorre na natureza?
Na natureza denominamos Raio e Trovões.
Como denominamos o maior valor que o campo elétrico E pode assumir sobre um material isolante, sem que este material conduza eletricidade?
Utilizando a fórmula: E= KQ/r², onde:
 K= constante eletrostática
 Q= valor da carga
 R= raio
CONCLUSÃO
Nesta experiência com o bastão, foi visualizado que a transferência de elétrons pelo ar, através da cor azulada, onde este feixe evidencia uma descarga elétrica. O gerador de Van de Graaff, que é produzir diferença de potencial. Como experimento didático experiência mostrou diversos ensinamentos como: orientação das linhas de forças, passagem de elétrons, a estrutura do campo elétrico e etc. 
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