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Relatório de física
Tipologia: Provas
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Compartilhado em 23/10/2015
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Demonstrar a existência de cargas elétricas e suas propriedades. Demonstrar visualmente a existência das linhas de força através do mapeamento de campo elétrico gerado pela produção de uma tensão com um gerador de Van de Graaf.
Partes do gerador:
Do ponto de vista moderno, a matéria no seu estado neutro, possui cargas elétricas positivas (prótons) iguais às cargas elétricas negativas (elétrons). Se dois corpos, como o bastão de vidro e a seda, são esfregados um no outro, uma pequena quantidade de carga será transferida entre eles, destruindo a neutralidade elétrica
inicial. Esse processo chama-se eletrização (Halliday-Resnick, 1978). Este é o princípio do funcionamento do gerador de Van de Graaff. No gerador eletrostático, uma correia isolante recebe cargas superficiais que passam a ser transportadas a outro eletrodo, onde são removidas (como uma escada rolante transporta pessoas). Caracterizando-se assim uma corrente elétrica suficiente para gerar uma voltagem elevada por um curto período de tempo. O gerador eletrostático (Van de Graaff) pode ser entendido como uma esfera metálica isolada da terra que é permanentemente carregada (positiva ou negativamente) através desta correia., Por sua vez, esta correia, é carregada pelo atrito entre a polia e a correia (como se alguém continuamente esfregasse um bastão de plástico em um pedaço de feltro e encostasse o bastão na correia). Em pequenos geradores como este, a diferença de potencial é da ordem de KV (Quilovolt), enquanto que nos grandes aceleradores ela pode ultrapassar 10 MV.
força gerada pelo corpo carregado. As características do campo elétrico são determinadas pela distribuição de energias ao longo de todo o espaço afetado. Se a carga de origem do campo for positiva, uma carga negativa introduzida nele se moverá, espontaneamente, pela aparição de uma atração eletrostática. Pode-se imaginar o campo como um armazém de energia causadora de possíveis movimentos. É usual medir essa energia por referência à unidade de carga, com o que se chega à definição de potencial elétrico, cuja magnitude aumenta em relação direta com a quantidade da carga geradora e inversa com a distância dessa mesma carga. A unidade de potencial elétrico é o volt, equivalente a um Coulomb por metro. A diferença de potenciais elétricos entre pontos situados a diferentes distâncias da fonte do campo origina forças de atração ou repulsão orientadas em direções radiais dessa mesma fonte. A intensidade do campo elétrico se define como a força que esse campo exerce sobre uma carga contida nele. Dessa forma, se a carga de origem for positiva, as linhas de força vão repelir a carga de prova, e ocorrerá o contrário se a carga de origem for negativa.
A figura abaixo representa a expressão acima para uma carga positiva:
Relação de Materiais:
Procedimentos:
Conectamos na parte superior da esfera o eletroscópio de folha. Ligamos o gerador eletrostático e regulamos para uma velocidade média à alta de rotação do motor. Observamos o comportamento das laminas de alumínio.
Relação de Materiais:
Procedimentos:
Resultados:
Colocamos sobre o retroprojetor a base acrílica e a cuba de vidro. Fixamos dois eletrodos paralelos sobre o retroprojetor. Conectamos os cabos de ligação nos isolantes de nylon com bornes e no gerador eletrostático (parte da esfera e conexão de fio terra inferior, próximo às polias inferiores). Colocamos uma camada de 3 mm de óleo de rícino na cuba de vidro, de modo a cobrir os eletrodos e espalhar sobre o óleo um pouco de semente de grama. A parte do eletrodo que ficará submersa no óleo deverá ser isolada com esmalte. Ligamos o retroprojetor para facilitar a visualização das partículas espalhadas sobre o óleo de rícino. Ligamos o gerador eletrostático e regulamos para uma velocidade média a alta de rotação. Observamos o aspecto que apresentou o campo elétrico que apareceu entre os dois eletrodos, cuja configuração se materializou pela distribuição adquirida pelas sementes de grama no óleo. Repetimos os mesmos procedimentos para os demais pares de eletrodo.
Resultados:
Os eletrodos possuem cargas elétricas pontuais de mesmo módulo e sinais opostos. Sob a influência do campo elétrico gerado por essas cargas, a farinha foi se orientado de acordo com as linhas de forças, caracterizando a configuração o campo elétrico entre os dois eletrodos.
Linhas de força de dois eletrodos paralelos:
Linhas de força de uma carga isolada
O experimento foi muito satisfatório com aprendizado e como forma de se demonstrar como funciona o Gerador de Van de Graaff e colocar em prática a teoria para se entender melhor os fenômenos físicos. Com o conhecimento teórico de Campo Elétrico obtido a principio, vislumbra-se pelos experimentos realizados sua ação prática que condiz com a ação teórica. Assim, afirma-se o princípio das ações elétricas: que cargas elétricas de sinais iguais se repelem e de sinais contrários se atraem.
