Fisica

CENTRO UNIVERSITÁRIO FACEX

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

LABORATORIO MULTIDISCIPLINAR 3 – UNIDADE I

ATIVIDADE EXPERIMENTAL

DE

ELETRICIDADE E MAGNETISMO 4° SEMESTRE

“Gerador Eletrostático.”

PROF. JOHNSON RODRIGUES

ANDRÉ AUGUSTO

REGILSON CARNEIRO

ROGER MARQUES

ROGER PAULINO

NATAL/RN

Objetivo

Neste experimente você descreverá o funcionamento do eletroscópio de folhas. Reconhecerá que as cargas (estáticas) se distribuem na superfície externa do condutor. Descreverá o motivo desta distribuição. Identificará os eletrodos ânodos e cátodos. Classificará os gases como condutores de terceira espécie, dentro da família dos condutores. Reconhecerá a importância da pressão e da distância entre os eletrodos na capacidade de condução elétrica num gás. Descreverá as condições necessárias para que se estabeleça uma descarga elétrica num gás sob pressão atmosférica. E descreverá o funcionamento torniquete elétrico em função do poder das pontas, da ionização das moléculas de ar e da terceira lei de Newton.

Figura 01: aparato experimental usado no estudo do Gerador de Van De Graaf.

Material necessário.

Para realizar esta pratica de forma satisfatória, o aparelho ilustrado na figura deve estar disponível em sua bancada. Verifique se a lista de itens abaixo está sob sua bancada.

1. Gerador eletrostático;

2. Esfera auxiliar de descarga;

3. Cuba cilíndrica;

4. Conexões elétricas preta e vermelha com pinos de pressão;

5. Eletrodo com gancho e lâmina de alumínio 10mm X 180mm (dobrada ao meio);

6. Torniquete elétrico com pivô.

Procedimento experimental

Introdução

A aula de laboratório se resume em três experimentos, o funcionamento do eletroscópio de folhas, descargas em gases sob pressão atmosférica, e o torniquete elétrico. Na atividade 1, que diz respeito ao eletroscópio de folhas, executamos a Montagem de acordo com o orientado. Conectamos os eletrodos ao gerador eletrostático, e ligamos a chave do gerador. Regulamos a pressão dos pentes metálicos sobre a correia de borracha, assim aumentamos o atrito, de modo que a correia não pare de se movimentar.

Fixamos o eletrodo com gancho e a folha de alumínio na esfera do gerador, especificamente no pedaço de cobre, e ligamos o aparelho. Observamos que o comportamento da folha é de repulsão, porem ao desligar o aparelho a folha abaixa lentamente e ao tocar a cuba com a esfera auxiliar a folha se fecha rapidamente.

Ao ligarmos o eletroscópio atritamos dois corpos de substâncias diferentes inicialmente neutros (a correia de plástico e os pentes metálicos) haverá transferência de elétrons de um para o outro, ao passo que o outro estará recebendo elétrons ficando eletrizado positivamente, caracterizando uma eletrização por atrito.

A segunda atividade referente a descarga em gases sob pressão atmosférica, duas esferas metálicas imersas no ar atmosférico, serão submetidas a uma diferença de potencial na ordem de 400.000 volts. Estas esferas, chamamos eletrodos, serão conectadas ao gerador eletrostático e afastadas entre si a uma distância. Ligamos novamente o gerador e observamos que o atrito dos pentes metálicos com a correia de plástico fazia com que as cargas positivas se acumulassem na parte exterior da cuba e ao aproximarmos a esfera auxiliar da cuba eletrizada verificamos a transferência visível de elétrons, uma descarga.

Por fim realizamos a terceira atividade, o torniquete elétrico, seguindo o roteiro, utilizamos um gerador de Van Der Graaff para gerar eletricidade estática, ligamos novamente o gerador. O torniquete apresentou um movimento giratório no sentido oposto ao das pontas, acontece devido a eletrização do torniquete e o acúmulo de carga nas pontas do torniquete. As cargas de mesmo sinal tendem a se concentrar nas partes mais extremas dos objetos, neste caso as pontas, e devido à alta tensão aplicada, a atmosfera ao redor da ponta se ioniza e é empurrada para frente, esta massa de ar empurra a ponta seguinte, e a ponta seguinte empurra mais ar, assim o sistema se mantem acelerando cada vez mais.

Atividade 1: O princípio do funcionamento do eletroscópio de folhas e a distribuição de cargas.

1. Quando o aparelho é ligado por alguns minutos e depois desligado, como você pode justificar o observado em termos de distribuição de cargas?

Ao ligar o gerador eletrostático, percebemos que o metal ao entrar em atrito com a esteira de borracha ocorre uma eletrização por atrito, no qual o metal tende a ganhar elétrons e a borracha tende a perder, ficando então, eletrizada positivamente. No topo do gerador existe uma esfera metálica eletricamente neutra em contato com uma cuba cilíndrica. Entre o topo da esteira e a cuba cilíndrica (neutra) ocorre uma eletrização por indução, onde os ions positivos da esteira atraem os íons negativos da cuba, deixando toda a superfície que está em contato com a cuba, através de um pino de cobre, eletrizada positivamente. Ao colocarmos uma haste metálica e na sua ponta uma lâmina de alumínio dobrada, este fica eletrizado positivamente por estar em contato com a superfície da esfera, pois os dois