7/26/2019 Lab 1 Gerador de Van de Graaff (Respostas)

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ROTEIRO PARA AULA DE LABORATRIOCurso: Engenharias Turma:

Disciplina: Fsica III Professor: Slvia Lobato

Experimento: era!or !e "an !e raaff

S#rie: $% rupo:

Data:

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Gerador de Van de Graaff:

Experimento 01:A descarga em gases sob presso atmosfrica.

Ao trmino desta atividade o aluno dever ter competncia para:

Identificar os eletrodos nodo e ctodo;

Este equipamento foi desenvolvido pelo Engenheiro americano

Robert Jemison Van de Graaff (1901 19!" que# motivado por

uma confer$ncia que assistira de %arie &urie# passou a se

dedicar a pesquisas no campo da 'sica )t*mica+ ,ma dasconsequ$ncias destes estudos - a constru./o do gerador que

leva seu nome# o qual teve aplica./o direta em vrias reas do

conhecimento como na medicina e na indstria+

2as escolas# este aparelho - destinado ao estudo e3perimental

da eletrosttica+ ,m motor movimenta uma correia isolante que

passa por duas polias# uma delas acionada por um motor el-trico

que fa4 a correia se movimentar+ ) segunda polia encontra5se

dentro da esfera metlica oca+ )trav-s de pontas metlicas a

correia recebe carga el-trica de um gerador de alta tens/o+ )

correia eletri4ada transporta as cargas at- o interior da esfera

metlica# onde elas s/o coletadas por pontas metlicas econdu4idas para a superfcie e3terna da esfera+

'onte6 777+infoescola+com

1. Objetivo:

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Classificar os gases como condutores de terceira espcie, dentro da famlia dos condutores;

Reconhecer a importncia da presso e da distncia entre eletrodos na capacidade de condu!o eltrica num

gs;

"escrever as condi!#es necessrias para $ue se esta%ele!a uma descarga eltrica num gs so% presso

atmosfrica&

Quantidade Descriminao do Material Especificao (se houver)

01 Gerador eletrosttico de correia

01 Esfera auxiliar de descarga01 Cabo preto com pinos banana 4mm

Fundamentos tericos.

'essa atividade, duas esferas metlicas imersas no ar atmosfrico, sero su%metidas a uma diferen!a de potencialna ordem de ()*,*** volts& +ssas esferas, denominadas eletrodos, sero conectadas ao gerador eletrosttico eafastadas entre si de uma distncia d&

eletrodo c!todo e o eletrodo "nodo.

A ca%e!a esfrica do gerador funcionar como um eletrodo denominado c!todoeletrodo positivo-, sua %ase inferior#sem liga$o terra% o eletrodo denominado "nodoeletrodo negativo-&

Fatores &ue influenciam na conduti'idade de um g!s.

"iminuindo a presso, a condutividade eltrica do gs aumenta&

.ara uma presso fi/a, diminuindo a distncia entre os eletrodos, a capacidade do gs se tornar condutor

aumenta&

0ontagem:

+/ecute a montagem conforme a figura a%ai/o:

2. Material utilizado:

. De!"ri#$o da Pr%ti"a:

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1%serve o fen2meno e procure 3ustific4lo&O funcionamento do gerador de o efeito Faraday da eletriza!o" onde as cargas eltricas em

excesso se distribuem pela superf#cie externa do condutor" estas se distribuem de modo $ue o campoeltrico resultante interno se%a nulo& 'este modo" se um condutor receber uma fa#sca eltrica e ficareletrizado" as cargas se alo%am na superf#cie externa do condutor&

5ustifi$ue o fato da mistura gasosa envolvente ar atmosfrico- passar de isolante para condutora de eletricidade&

O ar tem uma resist(ncia muito alta" impedindo $ue a corrente passe por ele& )as para tens*es muitoaltas +como exemplo" um raio, o ar -ira um condutor& Comportamento semel.ante de um materialdieltrico& /m gerador de an de Graaff produz uma tens!o alta o suficiente para atra-essar o ar&

'o momento em $ue o gs dei/a de ser isolante, o campo eltrico possui certo valor entre os eletrodos&

Como denominamos o maior valor $ue o campo eltrico E pode assumir so%re um material isolante, sem $ue este materialcondu6a a eletricidade72 rigidez dieltrica de certo material um -alor limite de campo eltrico aplicado sobre a espessura domaterial +3m," sendo $ue" a partir deste -alor" os tomos $ue comp*em o material se ionizam e omaterial dieltrico deixa de funcionar como um isolante&

5ustifi$ue o rudo e a cor a6ulada verificados durante a descarga eltrica ocorrida no ar&

5uando ocorre a descarga atra-s da forma!o de um fino canal ionizado no ar" o ar no interior dessecanal atinge temperaturas muito ele-adas" de mil.ares de graus Celsius& Esse mesmo ar no interior do

canal esta-a na temperatura ambiente antes da descarga e" portanto . uma rapid#ssima ele-a!o datemperatura do gs dentro do canal no momento da descarga& 2o aumentar bruscamente a temperaturade um gs" a press!o cresce& 6ortanto" o ar dentro do canal" de-ido 7 ele-a!o da press!o se expande-iolentamente" produzindo uma expans!o brusca&O estalo $ue ou-imos decorr(ncia dessa expans!o brusca" uma pe$uena explos!o $ue gera uma ondasonora& 5uando a energia passa por ele" ioniza as molculas de ar& Os tomos estimulados recebemenergia suficiente para liberar eltrons permitindo a passagem da corrente& 5uando os eltrons -oltampara sua respecti-a camada de -al(ncia" emitem de -olta a energia em forma de luz -is#-el" no caso"numa fre$8(ncia azulada&

Como denominamos o rudo e o claro de cor a6ulada $ue surgem durante a descarga $uando o fen2meno

ocorre na nature6a75uando a descarga ocorre de-ido 7 eletricidade esttica em nu-ens" o canal ionizado muito maior e aenergia liberada muitas ordens de grandeza maior do $ue a energia liberada em um pe$ueno geradorde -an der Graaff& 2 expans!o brusca do canal ionizado ent!o uma -erdadeira explos!o" gerando umaonda sonora de grande intensidade" o tro-!o& Ou se%a" os estalos do gerador s!o tro-*es em miniatura&9 exatamente o $ue acontece com um raio num dia c.u-oso" mas em propor*es bem menores&