Experimento com Gerador de Van der Graaf


No experimento foram definidos os sinais das cargas de diferentes elementos por meio de métodos de eletrização, sendo o método principal através do atrito.

Poderá ser observado também, como atua o gerador de Van de Graaf em que se achou a carga máxima e também foi computada a voltagem extrema reunida no gerador. Sendo provável definir um potencial elétrico de alta voltagem.

O caso da carga elétrica se transmite totalmente de um corpo para outro quando existe toque interno, estabelecendo a regra básica do gerador de Van der Graaf, no qual o equilíbrio de um condutor pequeno de carga positiva no campo elétrico é igual a zero. Um condutor pequeno de carga q está localizado dentro do buraco de um condutor de grandes dimensões.

Gerador de Van der Graaf

Conforme a capacidade do condutor vai aumentando, a intensidade de repulsão realizada em cima de cada carga contínua dirigida próxima a si também cresce. A carga é transmitida constantemente através de uma corrente transportadora.

Procedimento e resultados

Conforme os dados que foram passados em um primeiro instante para o experimento, a seda quando recebe atrito por meio de um bastão de vidro leva uma carga negativa e o bastão, por sua vez, positiva.

Com base nesse dado é viável estabelecer quais os elementos que se carregam com carga negativa ou positiva, quando atritados com base na seda e/ou no vidro.

Para definir se os elementos estavam carregados, é necessário a utilização de uma estrutura giratória, onde coloca-se o bastão de vidro que apresenta carga positiva em cima do mesmo.

A indicação da carga no meio dos elementos era definida por meio da estrutura giratória onde o bastão de vidro estava acostado. Logo, se existisse a aversão entre o elemento atritado e o bastão de vidro, a carga do elemento possuiria a mesma indicação que a carga do bastão, isto é, positiva; acontecendo a atração, pode-se comprovar que o elemento posto perto do bastão apresentaria uma carga oposta ao mesmo.

O mesmo método, e a mesma linha de pensamento, são pertinentes a seda, percebendo-se que a mesma apresenta carga negativa.

A estratégia abaixo sintetiza os atritos entre os devidos elementos e suas cargas obtidas:

– Seda com bastão de plástico = seda (+)/bastão (-)

– Seda com bastão de plástico transparente = seda (+)/ bastão (-)

– Peliça com bastão de plástico = peliça (+)/ bastão (-)

– Carpete com bastão de plástico = carpete (+)/ bastão (-)

– Carpete com bastão de plástico transparente = carpete (+)/ bastão (-)

Acompanhando o plano experimental, o procedimento seguinte foi definir a carga extrema que o gerador pode acumular.

O produto da carga dissipada na esfera metálica é transmitido para o suporte do gerados de Van de Graff, e por meio da expressão abaixo, é possível definir a carga retida no gerador, que está ligada com o tamanho da esfera metálica:

Qmáx = A . dmáx

Análise

O primeiro processo estava apoiado em atritar diversos elementos, carregando-os através do atrito, permanecendo eletrizados, conseguindo indicações de cargas negativas e positivas. Certos elementos quando em contato ficaram positivos e em outra extremidade ficaram negativos, alterava conforme as particularidades desses elementos.

Pode-se assemelhar esses desfechos com a sequência triboelétrica, onde da uma noção, com um suporte de orientação não adequado, porém uma boa proximidade do que se aguardar.

Com base na seqüência triboelétrica, tem-se:

Vidro – mica – lã – seda – algodão – madeira – âmbar – enxofre – metais

Isto é, quando analisados da direita para a esquerda os elementos tendem a dissipar elétrons e de maneira oposto, da esquerda pra direita, os elementos tendem a receber elétrons.

Para que ocorra eletrização através do atrito, uma circunstância fundamental é que os corpos devem ser de elementos diversos, isto é, eles não podem apresentar a mesma disposição em perder ou ganhar elétrons. Se os elementos forem os mesmos, não demonstram eletrização entre eles, isso foi comprovado.

Conclusão

Desse modo, é possível concluir que os corpos podem se carregar positiva ou negativamente, sendo nessa ordem, a dissipação ou recebimento de elétrons, e depende da origem do elemento. Foi observado que corpos fabricados do mesmo material não recebem eletricidade quando atritados, conforme o que é esclarecido nas literaturas.

Também é possível concluir que a capacidade elétrica do gerador de Van de Graaf está propriamente ligada com a carga que ele conserva, possibilitando a esfera metálica carrega com uma carga não detectada, no qual o campo elétrico extremos para a consistência dialétrica muda conforme a umidade do ar.

No dia que o experimento foi feito, a umidade do ar estava quase muito alta para a efetuação do mesmo. O monitor tirou a borracha que estava no gerador e a colocou em uma estufa para remover a água que possivelmente estaria armazenada na mesma.

O gerador de Van de Graff não tem um bom funcionamento em dias úmidos devido as suas partículas de água dificultar o transito de elétrons, pois a água é isolante.

Por fim, foi possível concluir que para diversas configurações de eletrodos, os traços de forças mudam conforme a figura do eletrodo e as fases externas equipotenciais, de fato estão arrumadas verticalmente em relação os traços de campo elétrico. Os traços de forças encontram-se no mesmo sentido do campo elétrico e a direção muda conforme o potencial, positivo ou negativo.

Resumindo, os traços de campo elétrico iniciam no ponto positivo e acabam no ponto negativo, por designação.