Gerador de van de graaf

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Gerador de Van de Graaff
O que é?
O gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática que foi inventada pelo engenheiro estado-unidense descendente deholandeses, Robert Jemison van de Graaffpor volta de 1929. A máquina foi logo empregada em física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas.
Como Funciona?
O gerador básico com excitação poratrito é composto por uma correia de material isolante, dois roletes, uma cúpula de descarga, um motor, duas escovas ou pentes metálicos e uma coluna de apoio. Os materiais mais usados para coluna são oacrílico ou o PVC. Os roletes são de materiais diferentes, ao menos um deles isolante (como Teflon e alumínio), para que se eletrizem de forma diferente devido ao atrito de rolamento com a correia.O motor gira os roletes, que ficam eletrizados e atraem cargas opostas para a superfície externa da correia através das escovas. A correia transporta essas cargas entre a terra e a cúpula. A cúpula faz com que a carga elétrica, que se localiza no exterior dela, não gere campo elétrico sobre o rolete superior; Assim cargas continuem a ser extraidas da correia como se estivessem indo para terra, etensões muito altas são facilmente alcançadas.
O terminal pode atingir um potencial de vários milhões de Volts, no caso dos grandes geradores utilizados para experiências de física atômica, ou até centenas de milhares de Volts nos pequenos geradores utilizados para demonstrações nos laboratórios de ensino.
Geradores profissionais utilizam sistemas eletrônicos para depositar carga na correia,eliminando assim as instabilidades de desempenho causadas pela excitação por atrito e permitindo regulação precisa da tensão obtida. A operação dentro de câmaras de alta pressão contendo gases especiais permite maior densidade de carga na correia sem ionização, aumentando a corrente que carrega o terminal.
Seu layout básico consiste em:
1. Um domo ou cúpula de descarga;
2. Uma coluna de apoio;
3.Dois roletes (superior e inferior);
4. Dois pentes metálicos (superior e inferior);
5. Uma correia transportadora; e
6. Uma base para alojar o motor elétrico, fixar a coluna e o pente inferior.
Como Montar
Motor
Praticamente todos os pequenos motores disponíveis servirão para esse projeto. Um motor de toca-discos, de ventilador doméstico, de ventilador de computador, de máquina de costuraetc. Como citamos anteriormente, aos poucos, fomos eliminando aqueles que utilizam escovas de carvão. Os motores de indução são os eleitos, mas, talvez, seja difícil achar um com as especificações certas.
Tipicamente, o motor deve apresentar o seguinte:
Velocidade: 3 000 rpm a 5 000 rpm : 1/10 HP a 1/4 HP.Tamanho do eixo: 1/4" a 3/8" de diâmetro x 1,25" a 1,5" de comprimento livre.Montagem: basede fixação plana. Um motor com base de fixação plana é preferível; caso contrário, deve-se recorrer a alças metálicas, as quais podem dar algum trabalho extra.
Cilindros ou Roletes
Os cilindros, junto com a correia, constituem o coração de um GVDG auto-excitado. Como mencionamos anteriormente, geradores eletrostáticos trabalham assentados no efeito triboelétrico. A série triboelétrica (uma listaabreviada é fornecida a seguir) nada mais é que uma lista de materiais ordenados segundo a carga relativa que adquirem quando atritados (ou separados) dois a dois. Os materiais mais comumente escolhidos para os cilindros estão nessa tabela.
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Para um modelo didático, pequeno, os roletes podem ser cilíndricos, com diâmetro ao redor dos 2,5 cm e algo como 3 cm a 4 cmde comprimento. Uma vez aberto o furo central nesses cilindros (no diâmetro correto para passar os eixos), eles devem ser "coroados". Coroar um cilindro é fazer rebaixos nos extremos de maneira que a região central fique ligeiramente mais alta que as extremidades. Esse procedimento manterá a correia centrada sobre o rolete enquanto ele funciona (a correia tende para a parte mais elevada)....
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