Física Experimental III – 2015/1

Prof. Marcio Sampaio

Relatório 10

Experimento: GERADOR DE VAN DE GRAAFF

Relatório 10 - Física Experimental III

Experimento: Gerador de Van de Graaff

2015/1:

Grupo:

Jorge Gustavo Kuhnen

Fernando Boeger Tezza

Felipe Pergentino

Eduardo Lisboa

1. INTRODUÇÃO

Robert Jemison Van de Graaff (1901-1967) foi um físico americano e construiu o gerador que leva

seu nome. O gerador básico com excitação por atrito 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 na correia são o acrílico ou o PVC. Os roletes são de materiais diferentes, ao menos

um deles condutores(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 continuam a ser extraídas da correia como se estivessem indo para terra, e tensões

muito altas são facilmente alcançadas.

Figura 1 – Esquema de um gerador de Van de Graaff

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Experimento: GERADOR DE VAN DE GRAAFF

Nesta atividade, as duas esferas serão submetidas a uma diferença de potencial da ordem de 240.000

volts.

2. OBJETIVOS

Avaliar o funcionamento de um gerador de Van de Graaff.

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

O aparato experimental foi montado como na figura abaixo e então foi ligado o motor. Foi necessário

esperar alguns instantes até que o gerador fosse carregado.

Figura 2 – Esquema do sistema montado.

Então, um bastão foi aproximado da esfera maior a uma distância suficiente para produzir

uma pequena descarga.

4. ANÁLISE DE DADOS

Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, ou por

sistemas delas. Cargas elétricas colocadas em um campo elétrico estão sujeitas à ação de forças

elétricas, de atração e 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.

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Experimento: GERADOR DE VAN DE GRAAFF

As linhas de força de um campo elétrico têm as seguintes propriedades:

- Saem das cargas negativas e chegam nas cargas positivas;

- As linhas são tangenciadas pelo campo elétrico;

- Linhas de força nunca se cruzam;

- A intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força.

A rigidez dielétrica de um certo material é um valor limite de campo elétrico aplicado sobre um

material, sendo que, a partir deste valor, os átomos que compõem o material se ionizam e o

material dielétrico deixa de funcionar como um isolante.

O valor da rigidez dielétrica depende de diversos fatores como:

- Temperatura;

- Tempo de aplicação da diferença de potencial;

- Taxa de crescimento da tensão;

- Para um gás, a pressão é fator importante.

A faisca de cor azulada e o ruido são resultado da diferença de potencial entre a bola de metal

utilizada e o gerador de Van de Graaff, e quando esse fenômeno ocorre espontaneamente na natureza é

chamado de relâmpago.

5. CONCLUSÕES

De acordo com as bibliografia usadas e com a analise feita no decorrer do experimento temos que o

gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática de grande uso pois tem a capacidade de produzir

grandes tensões, e tem sido bastante usado na area da fisica nuclear. Portanto durante o experimento

utilizamos um gerador de Van de Graaff para provar a existência de uma tensão sendo formada pelo gerador,

a descarga em forma de faisca azul mostra a existência de uma ddp entre o gerador e a bola metálica, assim

provando a eficiência do gerador de Van de Graaff de gerar grandes tensões.

6. REFERÊNCIAS

[1] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl; Fundamentos da física, volume 3: Eletromagnetismo.

Vol. 3. Rio de Janeiro: LTC. 2012.