Relatório Gerador de Van der Graaff FSMA Física - Princípios, Corrente Elétrica e Geradores

Relatório O Gerador de Van der Graaff FSMA Física 25 pág Prévisualização Página 2 de 4 sentido os materiais nos quais as cargas elétricas se movem com facilidade são chamados de condutores ex cobre e os materiais nos quais as cargas elétricas não podem se mover são chamados isolantes ou não condutores ex plástico Há também os materiais semicondutores ex silício com propriedades elétricas intermediárias e os supercondutores com os quais as cargas elétricas se movem sem encontrar nenhuma resistência2 Idem p 3 O fluxo de cargas elétricas em alguma região do espaço é chamado de corrente elétrica ou simplesmente corrente De acordo com Raymond A Serway e John W Jewett Jr Sempre que uma carga está fluindo dizse que existe uma corrente Para definir matematicamente a corrente suponha que partículas carregadas estão se deslocando perpendicularmente em relação a uma superfície de área A Essa área poderia ser a área de seção transversal de um fio por exemplo A corrente é definida como a taxa que a carga elétrica flui através dessa superfície3 SERWAY Raymond A JEWETT John W Jr Princípios de Física Eletromagnetismo 3ª ed São Paulo Cengage Learning 2004 767 p Passase então para o estudo de geradores de corrente elétrica 22 Geradores de Corrente Elétrica Inicialmente é imprescindível que se saiba o que é um gerador de corrente elétrica a função do mesmo e qual tipo de gerador foi utilizado neste experimento A potência elétrica total gerada Pg por um gerador é absolutamente proporcional à intensidade de corrente elétrica Ou seja Pg f em i Onde f em é a constante de proporcionalidade chamada de força eletromotriz e i é a intensidade de corrente elétrica entre os terminais do gerador Portanto a força eletromotriz de um gerador pode ser definida pelo quociente Tendo consciência que a potência elétrica é dada em watts W e a intensidade é dada em ampère A temse Desta forma a unidade de medida da força eletromotriz no sistema internacional é o volt V No interior do gerador existe uma pequena resistência conhecida como resistência interna que é representado com o seguinte símbolo em um circuito elétrico Figura 1 Representação da Resistência Interna Onde i E representa a força que tende a estabelecer a corrente elétrica mais conhecia como eletromotriz anteriormente citada ii r representa a resistência interna do gerador iii U representa a diferença de potencial entre os polos do gerador e iv i que representa a própria corrente elétrica 23 Gerador de Van der Graaff Entendendo basicamente sobre um gerador elétrico e seu funcionamento podese dissertar acerca do gerador eletrostático de correia mais conhecido como Gerador de Van der Graaff O físico americano Robert Van de Graaff construiu o primeiro destes geradores em 1931 com o propósito de produzir uma diferença de potencial muito alta na ordem de 20 milhões de volts para acelerar partículas carregadas que se chocavam contra blocos fixos O resultado de tais colisões informam as características dos núcleos do material que constituem o bloco O Gerador de Van der Graaff é um gerador eletrostático que possui uma correia móvel acoplada a uma roldana de plástico utilizada para transportar cargas elétricas que são acumuladas em uma esfera metálica Esta correia é movimentada por um pequeno motor O gerador é composto ainda por dois pentes metálicos que respondem pela troca de carga entre a terra e a correia na parte de baixo e entre a correia e a esfera metálica na parte de cima conforme figura abaixo Figura 2 Estrutura básica do Gerador de Van der Graaf Figura 3 Gerador utilizado no experimento No momento em que a roldana é acionada pelo motor a correia fricciona a roldana de plástico realizando a transferência de cargas negativas que se acumulam e induzem cargas positivas na escova de metal O campo elétrico entre a roldana e a escova aumenta e o ar à volta da escova Ionizase Assim as cargas positivas das moléculas de ar são repelidas da escova e transferidas para a superfície da correia sendo transportadas para dentro da cavidade da esfera de metal o que permite acumular uma grande quantidade de cargas positivas na superfície esférica Entendido o funcionamento do gerador de Van der Graaff passase para o relato do procedimento adotado durante o experimento 24 Campo elétrico Um campo elétrico é formado por uma carga elétrica isolada ou por um sistema de cargas Em um campo elétrico as cargas elétricas estão sujeitas a uma força deles o valor do campo elétrico e a carga de prova revela a existencia deste campo pela força nela exercida4 NUSSENZVEIG H Moyses Curso de Física Básica Eletromagnetismo São Paulo Blücher 1997 15 p Como o campo elétrico é uma grandeza vetorial é portanto representado por um vetor que tem sempre a mesma direção da força que a carga está sujeita O sentido do vetor será o mesmo da força se a carga se a carga de prova estiver carregada positivamente ou contraria à força caso a carga de prova esteja carregada negativamente A direção e o sentido de um campo podem ser determinados através das linhas de força que são definidas como uma curva tangente em cada ponto à direção do campo neste ponto As linhas de força saem de cargas positivas e chegam em cargas negativas sendo que duas linhas de força jamais se cruzam5 Idem 20 p Por fim é importante destacar que a intensidade do campo elétrico é proporcional à concentração das linhas de força 3 PROCEDIMENTOS Através do atrito entre dois materiais é possível fazer a separação de cargas ou seja podese deixalo eletricamente carregado Quando um material tem mais elétrons do que prótons ele se encontra negativamente carregado e quando tem menos elétrons do que prótons ele se encontra positivamente carregado Cada material isolante possui sua determinada rigidez por exemplo temse que o sapato é um isolante no entanto é considerado isolante até determinado ponto Caso uma pessoa encoste em um fio de alta tensão da rua ainda que calçando um sapato considerado isolante levará um choque Isso porque a diferença de potencial é tão grande que faz com que a rigidez do material isolante seja rompida O material deixa de ser um isolante e passa a ser um condutor ocorrendo assim descarga elétrica Em relação ao ar atmosférico considerando sua resistência muito alta podese dizer que o mesmo impede que a corrente elétrica passe por ele Contudo há situações em que o ar atmosférico passa a ser um condutor por exemplo na ocorrência de raios A depender da pressão atmosférica o ar pode ser considerado condutor ou isolante Nesse sentido a condutividade do ar aumenta quando a pressão diminui e a condutividade diminui quando a pressão aumenta Utilizando um exemplo do trovão podese dizer que o ruído ocorre durante a descarga na natureza devido à energia liberada e o canal ionizado serem muito maiores do que ocorre em um gerador de Van Der Graaf ou seja quando ocorre o trovão 02112022 2101 Relatório O Gerador de Van der Graaff Física 2 passeidireto Utilizamos cookies essenciais e tecnologias 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