Gerador de van der graaff

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
CENTRO DE ENGENHARIAS
ENGENHARIA INDUSTRIAL MADEIREIRA
DISCIPLINA DE FISICA EXPERIMENTAL II
PROFESSOR JAVIER

ROTEIRO II

Carga Elétrica e Gerador Eletrostático

Acadêmica:

Carolina Gonçalves

Pelotas, 2 de abril de 2012
1 Objetivos

O presente trabalho tem o objetivo de estudar a interação entre cargas elétricas de mesma natureza e de naturezadistinta; compreender o funcionamento de um gerador eletrostático de correia (Van der Graaff); analisar o comportamento de alguns materiais condutores e isolantes; e compreender os processos de eletrização em materiais condutores e isolantes.

2 Fundamentação Teórica

O gerador eletrostático de correia (gerador Van der Graaff) é um equipamento destinado ao estudo da eletrostática, desde a leidas cargas, eletrizações por atrito, contato, indução, descargas em gases à alta pressão, configuração de linhas de força, etc, até a análise parcial do campo elétrico entre elétrodos de diferentes formatos. O gerador eletrostático de correia é um equipamento de grande utilização didática devido à facilidade com que introduz, via audiovisual, conceitos fundamentais como os referentes à lei dascargas, configuração das linhas de força do campo elétrico, etc.
A cabeça esférica do gerador (pólo negativo) funcionará como um elétrodo denominado cátodo, sua base inferior (sem ligação terra) é o elétrodo positivo, denominado ânodo.

3 Relação do Material Necessário

O presente experimento é realizado com um gerador eletrostático de correia (tipo Van der Graaff) e acessórios.

4 MontagemExperimental

Figura 1: gerador eletrostático de Van de Graaff
Conecta-se o gerador à rede elétrica, liga-se o aparelho e deixa-se funcionar por alguns instantes. Logo após aproxima-se a esfera metálica menor da cabeça ao gerador e descreve-se o observado. A seguir aproxima-se um dos terminais de uma lâmpada ao gerador. E por fim aproxima-se um fio de cabelo ao gerador.

5 ProcedimetosExperimentais

Procura-se desmontar a cabeça esférica do gerador eletrostático para verificar suas conexões e entender o princípio de funcionamento do mesmo.

6 Questões Relativas ao Experimento

a) Qual é a função da cinta de borracha do gerador?

A utilização da borracha como material para confecção justifica-se devido ao fato de ser um material isolante (não condutor), podendo assim acumularcargas geradas por atrito.

b) Como se distribuem as cargas elétricas na cabeça esférica do gerador?

A correia, carregada positivamente, atrai elétrons para a ponta da escova superior. Novamente, os átomos do ar são ionizados: os elétrons do ar se movem para a correia, e os átomos positivos são atraídos para a escova. Quando um objeto carregado toca o lado de dentro de um material condutor,este irá retirar toda a carga, deixando o objeto neutro. Esse excesso de carga vai para a superfície mais externa do condutor. Portanto, a esfera metálica fica positivamente carregada.

c) Qual(is) é(são) o(s) processo(s) de eletrização empregado(s) durante a eletrização do gerador? Exemplifique-os.

O processo de eletrização pode ocorrer de três maneiras: atrito, contato e indução.
1-Eletrização por Atrito: tem-se a eletrização por atrito quando atrita-se dois corpos . Ex.: pegando-se um canudinho de refrigerante e atritando-o com um pedaço de papel (pode ser higiênico); observa-se através de experimentos que ambos ficam carregados com a mesma quantidade de cargas , porem de sinais contrários.
2- Eletrização por Contato: quando dois corpos condutores entram em contato, sendo umneutro e outro carregado, observa-se que ambos ficam carregados com cargas de mesmo sinal. Ex.: tendo-se um bastão carregado e uma esfera neutra inicialmente, ao tocar-se as esfera com este bastão verifica-se que a esfera adquire a carga de mesmo sinal daquela presente no bastão.
3- Eletrização por Indução: A indução ocorre quando se tem um corpo que esta inicialmente eletrizado e é colocado...
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