Gerador de Van de Graff

GERADOR DE VAN DE GRAAFF
O Gerador eletrostático tipo Van der Graff, tem capacidade para 200 kV, sua esfera tem 18 cm de
diâmetro, é removível e dispõe de conexões para aterramento. A sustentação é construída em acrílico
e possui articulação na ligação com a base, mede 45 cm de altura. A correia de borracha tem 6 cm de
largura e se movimenta sobre 4 polias (19 mm de diâmetro), acionada por um motor elétrico de 1/8 de
HP funcionando em 110 ou 220 V, conforme a sua rede local de energia e é munido de controle
eletrônico da velocidade de rotação do motor. O conjunto está fixado em uma base metálica cujas
dimensões são (40x30x2)cm. O conjunto é integrado por uma cuba de vidro, 7 eletrodos, 2 fixadores
de eletrodos, 2 cabos de ligações e torniquete eletrostático.
1. PARTES DO GERADOR
a. Esfera de alumínio polido.
b. Polias.
c. Conexão na esfera.
d. Escova superior.
e. Correia de borracha.
f. Escova metálica intermediária.
g. Polia de acrílico.
h. Conexão de fio terra (inferior).
i. Escova metálica inferior.
ATENÇÃO
Antes de ligar ou religar o gerador descolar os dois lados da correia de borracha.
A esfera é de alumínio, na sua limpeza utilizar somente um pano limpo e seco. Não utilizar produto
químico.
Manter as escovas metálicas 4,6 e 9 limpas e secas.
Lubrificar as polias periodicamente.
2. LIMPEZA
Na produção de um alto potencial eletrostático é necessário bom isolamento. Consegue-se isso
mantendo as partes do gerador limpas e secas (esfera, escovas, correia de borracha e polias).
3. AJUSTE DE CORREIA
Retirando a esfera colocar a correia e tracionar a mesma levemente através dos parafusos existentes na
parte superior.
.
4. FUNCIONAMENTO
-
- Aterrar o ponto h em um objeto qualquer ou ligar ao fio neutro da rede elétrica.
- Ao ligar o gerador utilize o controlador de velocidade colocando o para funcionar em velocidade
média.
- Ajustar as escovas d, f e i de tal modo que fiquem levemente em contato com a correia de borracha e. - Deixar o gerador
funcionar na velocidade média por alguns minutos. Para facilitar a eletrização
coloque o dedo próximo da borracha e junto da escova metálica f, este procedimento facilita a eletrização do gerador.
- Com o gerador em funcionamento o atrito da borracha com a polia g (acrílico ou nylon) eletriza a polia
positivamente e por indução a escova i, transferindo desta forma elétrons para a correia de borracha
que as transporta para a esfera.
A escova d retira os elétrons da correia e transfere para a esfera que fica eletrizada negativamente.
A escova f retira a sobra de elétrons da correia, deixando-a neutra, para receber carga da escova i.
5. DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS ELÉTRICAS NOS CORPOS.
5.1. PROCEDIMENTOS
Material Necessário:
-gerador eletrostático;
-controlador de velocidade;
-cuba de vidro;
-tiras de papel laminado;
-2 cabos de ligação;
-fita adesiva;
-torniquete eletrostático;
a. Cortar tiras de papel alumínio (5mm x 60mm) e fixar na superfície externa da esfera com fita adesiva.
b. Ligar o gerador eletrostático e regular para uma velocidade média de rotação do motor.
c. Qual é a direção do campo elétrico criado em torno da esfera?
d. Pegar com a mão "fiapos" de algodão e aproximá-los da esfera do gerador, mantendo a mão numa posição próxima. O que
ocorre? Porque?
6. O PODER DAS PONTAS
6.1. procedimentos
a. Colocar o torniquete ligado à esfera do gerador.
b. Ligar o gerador eletrostático e regular para velocidade de rotação média.
c. Comentar o que ocorreu e justificar o fato.
d. Aproximar uma lâmpada fluorescente da esfera do gerador eletrostático em funcionamento, segurando-a com uma mão. O
que acontece? Justificar.
e. Fazer uma pessoa que esteja com os cabelos bem secos ficar em pé sobre a base isolada (isopor) com as mãos em contato
com a esfera de gerador. ligar o gerador observando o que acontece com os cabelos da pessoa. Explique o "fenômeno.
f. Quais são as conclusões que se pede tirar?
7. LINHAS DE FORÇA EM UM CAMPO ELÉTRICO
Material Necessário
-
- gerador eletrostático;
- eletrodos de várias formas;
- cuba de vidro;
- 1 vidro de óleo de rícino;
arroz moído ou semente de grama;
fixadores de eletrodos;
- 2 cabos de ligações;
- retroprojetor;
7.1. PROCEDIMENTOS
a. Fazer uma proteção de cartolina sobre o retroprojetor e recortar no centro um retângulo com as dimensões da cuba de vidro.
b. Fixar dois eletrodos e fazer a montagem sobre o retroprojetor.
C. Colocar óleo de rícino na cuba de acrílico, uma camada de aproximadamente 3 mm, de modo a cobrir os eletrodos.
d. Espalhar sobre o óleo um pouco do arroz moído ou da farinha de mandioca.
e. Ligar o retroprojetor focalizando os acessórios e as partículas espalhadas sobre o óleo de rícino.
f. Ligar o gerador eletrostático e regular para uma velocidade média de rotação. Observar o aspecto que apresenta o campo
elétrico que irá aparecer entre os dois eletrodos, cuja configuração se materializará pela distribuição adquirida pelas partículas
no óleo. Se houver dificuldade em estabelecer o campo elétrico, deve-se isolar com esmalte as partes dos eletrodos que ficam
imersas no interior do óleo.
g. Fazer o mesmo procedimento para os demais pares de eletrodos.
h. Faça figuras representando as linhas de força observadas.
8. DESCARGA EM GASES A ALTA PRESSÃO
Objetivos:
identificar os eletrodos ano do e catodo:
classificar os gases dentro da família dos condutores:
concluir a importância da pressão (a que um gás é submetido) e da distância entre os eletrodos sobre a capacidade de
condução elétrica do gás:
descrever as condições necessárias para uma descarga elétrica através de um gás a alta pressão.
Material necessário:
gerador de correia;
1 conexão de fio;
1 esfera com cabo isolante.
Montagem:
Execute a montagem conforme a figura ao lado.
8.1- PROCEDIMENTOS
Ligue o aparelho e aproxime o bastão de teste da cabeça do gerador. Observe o fenômeno e procure justificá-la.
Justifique o comportamento do gás (ar atmosférico) de isolante para condutor.
No momento em que o gás deixa de ser condutor, o campo elétrico possui um certo valor entre os eletrodos.
Como denominamos ao maior valor que o campo elétrico (atuante sobre um dielétrico) pode assumir, sem que o
isolante conduza?
Justifique o ruído e a cor azulada, verificada durante a descarga.
Quando este fenômeno ocorre na natureza, como denominamos o ruído e a cor azulada?