Eletrostática E Gerador Eletrostático De Correia "Gerador De Van De Graaff"

Eletrostática e gerador eletrostático de correia “Gerador de Van de Graaff”

A eletrostática é um campo da física que se dedica em estudar as cargas elétricas em repouso. Desde filósofos como Tales de Mileto, a eletrostática vem evoluindo seus conhecimentos e fundamentos. Inicialmente, acreditava-se que os fenômenos elétricos estavam separados dos fenômenos magnéticos, contudo, Maus Christian Oersted, um dinamarquês, percebe em uma aula ex-perimental que uma corrente elétrica gera um campo magnético em seu entor-no. Assim, no experimento específico, irá se observar alguns fenômenos e pro-priedades da eletrostática.

O Gerador de Van de Graafe tem como princípio primordial de funcio-namento a energização por atrito e é composto por uma correia que possui um material isolante, dois roletos, uma cápsula metálica (condutora) de descarga, um motor, duas encovas ou pentes metálicos e uma coluna de apoio. Seu fun-cionamento baseia-se no motor que gira os roletes, eletrizando-os, o que faz atrair as cargas opostas para a superfície externa das correias e estas, por sua vez, transportam essas cargas entre a terra e a cúpula, que faz com que as cargas elétricas em seu exterior não gerem campo elétrico sobre o rolete supe-rior.

Experimento 1: Distribuição de cargas em condutor e princípio do funcionamento de eletroscópio de folhas.

Materiais utilizados: tiras de papel alumínio, gerador eletrostático de van de graaff com esfera auxiliar, eletroscópio de folhas, tiras de papel alumínio, fita adesiva, tesoura e pedaços de algodão.

a) Qual a direção do campo elétrico entorno da casca esférica?

a. As tiras tendiam a orientar-se na direção radial a esfera, no senti-do do afastamento e tal processo é conhecido como eletrização por contato. Como o campo elétrico é perpendicular à superfície da esfera, o papel alumínio ficará eletricamente carregado e tam-bém perpendicular à esfera.

b) Desligue o gerador e encoste a esfera auxiliar na casca esférica do ge-rador. Em seguida retire as tiras de papel de alumínio. Ligue novamente o gerador, pegue com a mão fiapos de algodão e aproxime da esfera do gerador, mantendo a mão numa posição próxima, o que ocorre? Por-que?

a. Os fiapos de algodão foram atraídos em direção a esfera, pois a esfera estava carregada eletricamente e o algodão neutro.

c) Fixar o eletroscópio de folhas na parte superior do gerador eletrolítico, li-gar o gerador. Observar o comportamento das folhas do eletroscópio, explique sucintamente o fenômeno observado.

a. Como o eletroscópio estava sendo posicionado no topo da esfera, as cargas estavam se concentrando nele e, por sua vez, ele estava passando elétrons para o papel luminoso causando uma nítida repulsão entre as tiras, devido, a aplicabilidade de cargas de mesmo sinal por meio da eletrização por contato

d) Toque na esfera auxiliar a casca esférica do gerador, justifique o fenô-meno observado.

a. Tocando a casca esférica do gerador com a esfera auxiliar, a casca torna-se descarregada devido a esfera auxiliar não estar carregada e elas procurarem entrarem em equilíbrio elétrico, ou seja, fazendo com que a casca transfira suas cargas para a esfe-ra auxiliar até que as duas estejam equilibradas ou neutras.

Experimento 2: descarga em gases de alta tensão

Materiais utilizados: gerador eletrostático de van de graaff com esfera au-xiliar e conexões de fio tipo “banana”.

a) Observe o fenômeno e justifique o ocorrido, considerando que o ar at-mosférico torna-se condutor de cargas elétricas.

a. Observou-se que quando aproximava-se a esfera auxiliar da cas-ca ocorria uma transferência visível de elétrons. E essa transfe-rência é denominada de descarga elétrica, ou seja, o rompimento de elétrons no ar.

b) No momento em que o gás (ar atmosférico) deixa de ser isolante o cam-po elétrico possui um certo valor entre as esferas e como denominamos, em física, o maior valor que o campo elétrico (E) pode assumir sobre uma substancia isolante, sem que este material conduza