Demonstração visual da presença de linhas de força ao exibir o campo elétrico criado pela produção de tensão com um gerador de eletrodo Van de Graaf

1- Objetivo

• Demonstrar visualmente a existência das linhas de força através do mapeamento de campo elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van de Graaf excitando eletrodos de formatos diferentes, interpretando o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes configuração das linhas de forças entre eletrodos de formatos diferentes e Interpretar o comportamento do campo elétrico nas proximidades de dois eletrodos de formatos diferentes.

2- Lista de materiais

• Um gerador eletrostático do tipo Van der Graaff;

• Uma esfera metálica com bastão;

• Uma conexão com pinos banana.

3- Procedimento da experiência

• Nesta atividade, duas esferas metálicas imersas no ar atmosférico, serão submetidas a uma diferença de potencial na ordem de 240.000 volts. Estas esferas, denominadas eletrodos, serão conectadas ao gerador eletrostático e afastadas entre si de uma distância d.

4- Conclusões

• Na seguinte experiência com bastão, visualizou-se a transferência de elétrons pelo ar, através da cor azulada, ou seja, o feixe de luz azulada evidencia uma descarga elétrica. Descobriu-se, também, o propósito do gerador de Van de Graaff, que é produzir diferença de potencial com altíssima voltagem, para fins didáticos.

1) O que se entende por campo elétrico? Por que dizemos que o campo elétrico é um campo conservativo?

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 cargasarmazenadas em sua superfície, disponibilizando uma ação da força elétrica da atração e darepulsão. Pelo fato de não ter alterado a energia mecânica do corpo que se desloca e porque existeum potencial associado a cada ponto do campo, ou a existência de superfícies equipotenciaisdizemos que o campo elétrico é um campo conservativo, ou seja, não dissipa a energia, a conserva.

2) O que se entende por linhas de força de um campo elétrico?

Na lei de Gaus vimos que as linhas de campo de cargas podem ser positivas e negativas.

3) Cite três propriedades das linhas de força de um campo elétrico?

Constatou-se que a linha de força de um campo elétrico,linhas imaginárias, cria umaforma geométrica para se ver um campo elétrico, sendo que em cada um dos seus pontos existeum vetor campo elétrico. o gerador de Van der Graff ,usado no laboratório, mostrou que o atritoda correia junto com um bastão de aço estavam carregados de formas opostas um ao outro,onde acorreia era positiva e o bastão negativo, enxergando-se assim as propriedades de um campo forçaelétrica onde cargas positivas saem e chegam nas cargas negativas, as linhas são tangenciadaspelo campo elétrico, portanto chegamos a conclusão que as linhas de um campo elétrico:

- Não podem ser fechadas

- São sempre perpendiculares

- Não se cruzam

4) Assinale a região onde o campo elétrico representado é 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.

5) Desenhe a orientação do vetor campo elétricoE 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.

6) Caso abandonássemos uma carga no interior deste campo, trace as possíveis trajetórias que a mesma teria se:

• A carga fosse positiva.

• A carga fosse negativa.

Montagem:

1) Explique o processo de formação e acúmulo de cargas no gerador eletrostático

Quando se introduz um condutor carregado dentro de outro oco e é posto emcontato, toda a carga do primeiro passa ao segundo, qualquer que seja a cargainicial do condutor oco. Teoricamente, o processo poderia se repetir muitas vezes,aumentando a carga do condutor oco indefinidamente. Mas, existe um limite devidoàs dificuldades de isolamento da carga. Quando é elevado o potencial, o ar que orodeia se torna condutor e começa a perder carga.

2) Descreva e explique o fenômeno ocorrido ao se aproximar a esferametálica da cúpula do gerador eletrostático.

Quando o bastão de metal é colocado perto da Esfera de metal se a diferença detensão entre o bastão de metal e a esfera de metal chegar a atingir 30,000 Voltspor centímetro de ar seco. Uma corrente flui da esfera de metal para o bastão demetal, através do ar seco.

3) Justifique