GERADOR DE VAN DER GRAAFF E GLOBO DE PLASMA

Prévia do material em texto

1 
 
 
FACULDADE ESTÁCIO SÃO LUÍS 
ENGENHARIA CIVIL 
 
ANDRÉ ADONAY COSTA TORRES 
DIEGO PASSOS FURTADO 
DIOGO FERREIRA COELHO 
FILIPE HENRIQUE PINHEIRO 
ROBERTO CARLOS SILVA ROCHA 
 
 
 
 
RELATÓRIO TÉCNICO CIENTÍFICO 
GERADOR VAN DER GRAAFF E GLOBO DE PLAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO LUÍS-MA 
19/08/2019 
2 
 
INTRODUÇÃO 
 
Trataremos neste trabalho, sobre a utilização do gerador de Van Der Graaff e o Globo 
de Plasma, tal experimento feito pelos alunos. Será descrito a modalidade da atividade pratica 
no laboratório mostrando a atuação do professor e dos alunos e desenvolvendo resultados e 
discussões, afim de construir um relatório do determinado tema. 
O criador do gerador de Van Der Graaff foi um físico americano, Robert Jemison Van 
Der Graaff, e assim o equipamento leva o seu nome. Nessa época havia necessidade de construir 
um gerador de altas voltagens, pois seria útil para acelerar partículas e energia suficiente para 
desintegrar o núcleo atômico. O primeiro gerador foi construído para atingir ate 80.000V e foi 
construído em 1929. Já em 1933, o físico construiu um gerador que alcançava até 7 milhões de 
volts. 
Foi exposto os conceitos sobre a transferência de carga, condutibilidade elétrica e a uti-
lização do material como isolantes ou condutores de eletricidade, assim caracterizando a funci-
onalidade e conceitos na pratica, obtendo a interação da eletricidade de várias formas e a ioni-
zação dos gases dentro do qual a energia eletrostática armazenada antes da descarga está sendo 
convertida em outras formas de energia e processos de eletrização. 
O processo de eletrização para serem produzidos são necessários de 3 processos (atrito, 
contato e indução) e é utilizado o gerador de Van Der Graaff que é um equipamento com correia 
móvel para acumular tensão eletrostática que seja até muito alta na cavidade de uma esfera de 
metal, armazenando grandes quantidades de cargas elétricas, podendo gerar alta tensão (cerca 
de 1000 volts). Desse modo realizaremos demonstrações que contextualizam diversos aspectos 
dos fenômenos eletrostáticos (SAVIO, PALMA E KOJICOVSCI, 2015). 
Eletrização por atrito quando dois corpos inicialmente estão neutros, e no começo desse 
processo vai ser transferido elétrons de um corpo para o outro, até que um dos corpos fique 
eletrizado positivamente e o outro negativamente, e fica mais forte quando é feita por dois cor-
pos isolantes. 
Eletrização por contato quando encostamos as duas esferas, e a diferença de potencial 
existente entre elas, faz com que os elétrons da esfera carregados negativamente passem livre-
mente para esfera neutra. 
Eletrização por indução acontece quando ligamos um condutor até a terra, as cargas 
negativas que foram repelidas, escoarem para terra de forma natural, de maneira que a esfera já 
fique eletrizada positivamente. 
3 
 
Globo de plasma tem um circuito eletrônico que o sinal de alta tensão e sob o efeito de 
um intenso campo elétrico que cerca o eletrodo central do globo, ocorrendo a ionização rarefeito 
e observamos um faiscamento entre esse eletrodo central e o globo de vidro, ao potencial elé-
trico do solo. 
Esse gerador existe uma correia de material isolante usada para transportar cargas elé-
tricas que são acumuladas nessa esfera metálica, e esta correia é movimentada por um pequeno 
motor, e também, existem dois pentes metálicos, que respondem pela troca de carga entre a 
terra e a correia, já parte de baixo e entre a correia e a esfera metálica, na parte de cima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
OBJETIVO 
Este trabalho tem por objetivo ampliar o conhecimento acerca dos processos de eletri-
zação, observando experimentalmente os fenômenos de eletrização por atrito, indução e contato 
e ionização dos gases, bem como seus efeitos e utilidades, além de mostrar o funcionamento do 
Gerador de Van De Graaff e do globo de plasma. 
Objetiva ainda compreender visualmente as fórmulas utilizadas, demonstrando, por 
exemplo, a proporcionalidade inversa entre a força eletrostática e a distância entre duas cargas 
elétricas. 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
MATERIAL UTILIZADO 
 
Para este experimento foram utilizados os seguintes materiais: 
 Gerador de Van Der Graaff 
 Globo de plasma 
 Lâmpada de Led 
 Lâmpada Fluorescente 
 Bastão metálico 
 
6 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
O processo metodológico deu-se através da aplicação dos materiais para obtermos os 
dados necessários que foram realizados, e assim chegando aos resultados almejados. 
Os componentes do gerador são: 
 Uma esférica metálica oca, chamada cúpula; 
 Um motor; 
 Dois roletes; 
 Uma correia feita de um material isolante; 
 Uma coluna de sustentação isolante; 
 Chapas metálicas contendo dentadas na forma de pentes. 
Com o uso do Gerador de Van Der Graaff, obtivemos a realização do experimento com 
esses materiais utilizados no contexto ou com a própria mão e aproximamos na parte superior 
do gerador, na esfera, local onde se acumula as cargas. Nessa aproximação aumentamos a ten-
são do gerador para obter a diferença de potencial da fonte e as trocas de cargas elétricas, até 
que atinja a mesma o mesmo potencial elétrico da fonte. 
7 
 
OBTENÇÃO E ANALISE DE RESULTADOS 
 
Durante o experimento, foram apresentadas situações que influenciaram na procura dos 
resultados representados através das medidas expostas pelos componentes da equipe. 
Entretanto, alguns fatores contribuíram para que a solução e a exatidão ocorressem da 
forma almejada. 
Quando aproximamos o bastão elétrico formou-se um arco elétrico, que é formado pela 
ruptura dielétrica no ar a sua volta, ocasionado uma descarga elétrica. Foi visto tanto o arco 
elétrico que foi gerado, quanto o som parecido como um de um trovão. Esse som é gerado por 
uma onda de pressão que é aquecida repetidamente, ou seja, quando a descarga elétrica causa 
uma ruptura dielétrica no ar, porque o ar sofreu um aumento de pressão naquele espaço. 
 
Bastão Metálico 
 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
Ruptura dialetrica 
 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
Gerador de Van Der Graaff 
 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
Utilizamos também para o experimento uma lâmpada Led e outra fluorescente, que ao 
aproximarmos do gerador houve uma transferência de elétrons, assim excitando o gás iônico 
existente na lâmpada fluorescente e acionando os diodos existente na lâmpada de Led e ambas 
ficaram oscilando, assim estando energizadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 
Lâmpada fluorecente 
 
Fonte: Sérgio Van 
 
 
Lâmpada de Led 
 
Fonte: Boreal Led 
 
11 
 
No experimento com o Globo de Plasma, ao colocarmos a mão, o campo elétrico fica 
mais intenso entre o eletrodo central e o local onde a tua mão se encontra. Ocorrendo as des-
cargas elétricas preferencialmente nessa zona, formando feixes elétricos mais intensos. 
Globo de Plasma 
 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
CONCLUSÃO 
Neste experimento pudemos desenvolver o conhecimento adquirido na aula teórica e 
aplicamos na pratica, observando os resultados das experiências com o gerador de Van der 
Graaff e Globode Plasma para comprovar a teoria estudada, podendo assim ter a compreensão 
visual dos experimentos decorrentes de cargas iguais opostas e os efeitos geradores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
 BIBLIOGRAFIA 
 
UFSM. Disponível em: < http://coral.ufsm.br/cograca/rot03.pdf> Acesso em: 19/08/2019. 
Campus UFRR. Disponível em: < http://www1.fisica.org.br/mnpef/sites/default/files/disserta-
cao_damiao.pdf> Acesso em: 19/08/2019. 
Revista Saberes. Disponível em: <http://revista.ajes.edu.br/index.php/rsd/arti-
cle/viewFile/68/14 > Acesso em: 19/08/2019 
IFSC. Disponível em: < http://www.ifsc.usp.br/~strontium/Teaching/Material2010-
2%20FFI0106%20LabFisicaIII/App01b%20Eletrostatica.pdf > Acesso em: 19/08/2019]