DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS ELÉTRICAS NOS CORPOS
O primeiro experimento teve como objeto de estudo a distribuição das cargas elétricas nos corpos, onde no mesmo a observação do comportamento das cargas elétricas na superfície externa do condutor foi o maior objetivo.
Para a realização de tal experimento, foram-se necessários alguns materiais considerados imprescindíveis para que pudéssemos também obter o êxito desejado no resultado final. Tais materiais podem ser visualizados abaixo:
FOTO (Gerador de Van der Graaff)
( Foto :Alunos Evely Midiã e John Wilker, 3º ano Eletrotecnica, Fotografo: Jefferson)
FOTO (Fita adesiva, tiras de papel laminado, tesoura, algodão)
(Fotografa: Evely Midiã)
Para a iniciação desse experimento, é importante ressaltar como se dar seu procedimento. Primeiramente: A, e em seguida B.
A) Devemos cortar tiras de papel laminado (5mm x 60mm) e fixa-las na superfície externa da esfera juntamente com a fita adesiva, deve-se deixar claro são fixadas apenas as pontas das tiras. A ilustração desse processo fica claro na imagem do item B.
B) Agora se deve ligar o gerador eletrostático, e consequentemente observar o comportamento das tiras de papel laminado, como é mostrado na imagem seguinte.
( Fotografa: Fernanda Figueredo)
Uma observação bastante importante pode ser feita após o gerador ter sido ligado. Primeiramente devemos saber que o gerador ao ser ligado tem o potencial elétrico da esfera igual a zero quando a mesma é devidamente isolada. Dessa forma, se mantermos constante a diferença de potencial da fonte, acontecerá passagens contínuas de cargas elétricas até que a esfera pegue o mesmo potencial elétrico da fonte. Por tanto o campo elétrico será formado devido a essa distribuição regular das cargas no corpo da esfera, e como podemos observar, a direção desse campo se deu perpendicularmente, ou seja, uma direção radial.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DO ELETROSCÓPIO DE FOLHA
Com esse segundo experimento, temos por objetivo descrever na verdade como que se desenvolve o funcionamento do Eletroscópio de Folha. Para a realização de tal experimento faz-se necessário à utilização de materiais, tais como:
Gerador de Van der Graaff
Haste de eletroscópio de folha
Bastão de teste
Como citado no primeiro experimento anteriormente, não é diferente aqui que se realize também um procedimento, programação para que assim seja trabalhado e visto como se desenvolve todo o experimento. O procedimento aqui será o seguinte:
A) Com o gerador desligado, será fixada a haste do eletroscópio de folha onde seu circulo contém duas fitas de papel laminado em paralelo, na cabeça do gerador eletrostático.
B) Agora se liga o gerador eletrostático a fim de se observar o movimento das tiras laminadas. Como mostra na figura abaixo.
( Foto: Fotografa : Aluna Thamires )
Com a ligação do gerador eletrostático observou-se que as duas tiras de papel laminado, as quais estavam em paralelo, se repeliram. Pudemos concluir que o fato aconteceu devido às fitas serem constituídas de um mesmo material, o que nos faz entender que as elas teriam consequentemente também as mesmas cargas. Por tanto como tais fitas estavam colocadas de maneira a ficarem de lados opostos em uma posição paralela uma da outra, ficou nítida a repulsão.
Como curiosidade, utilizamos ainda aqui nesse experimento fiapos de algodão, a fim de indagar o que e porque aconteceria se pegássemos com a mão fiapos do mesmo e aproximássemos da esfera do gerador, mantendo a mão numa posição próxima.
A esfera irá induzir cargas nos fiapos de algodão, atraindo o algodão, que estar com cargas opostas a do gerador, ou seja, as cargas de sinal oposto ao da esfera ficam mais próximas da esfera do que as cargas de mesmo sinal, acarretando em uma atração como resultada. Esse mesmo processo do algodão pode ocorrer com outros materiais e como, por exemplo, nosso cabelo, como mostra a imagem abaixo:
( Aluno: John Wilker, Fotografa: Auna Evely Midiã)
TORNIQUETE ELÉTRICO
No terceiro experimento, nós temos o objetivo de justificar o funcionamento do torniquete elétrico quando acoplado ao gerador de Van der Graaff, juntamente com a explicação do poder das pontas, mas para justificar o fenômeno são necessários os seguintes materiais:
Gerador de Van der Graaff (foto)
( Fotografa: Fernanda Figueredo)
E o torniquete Elétrico que na foto já está inserido ao gerador em funcionamento. (foto 1.1)
( Fotografa : Evely Midiã)
Seguindo a mesma metodologia dos experimentos anteriores utilizaremos agora três procedimentos (A), (B) e (C).
A) Primeiramente conectamos o torniquete elétrico no pólo da esfera do Gerador de Van der Graaff desligado, o torniquete é composto por um conector que é introduzido no orifício do gerador e em cima deste conector há um eixo onde será acoplada a parte que se pretende fazer girar.
B) Ligamos o mesmo e observamos o comportamento do torniquete, após alguns segundos observamos que o mesmo começou a girar, considerando o que o torniquete eletrostático, possui pontas agudas tem, portanto raio de curvatura pequena, o ar atmosférico é ionizado com cargas de mesmo sinal que as do torniquete, provocando a repulsão das pontas explicada pela terceira lei de Newton (ação e reação), e o seu giro que no nosso caso foi no sentido anti-horário. Como mostra no video abaixo:
( Video por: Evely Midiã)
A) Em seguida fizemos outra experiência que nos possibilitou compreender melhor as influências externas na eletrização dos corpos, ou seja, a umidade do ar.
Nós pedimos a um voluntário que estava de cabelos secos que pusesse as mãos sobre as esferas do gerador ( como mostra no vídeo abaixo) e em seguida ligamos o mesmo a fim de saber o que aconteceria com os cabelos desta pessoa. Quando o gerador Van de Graaff começa a carregar, ele transfere a carga para quem o estiver tocando. Como os folículos capilares dessa pessoa estão sendo carregados com o mesmo potencial, eles tentam repelir uns aos outros. É por isso que os cabelos ficam em pé. Enquanto a pessoa estiver isolada, a carga vai aumentar, presumindo, claro, que o cabelo esteja com o mínimo de umidade, pois o gerador de Van der Graaff não funciona bem em dias úmidos porque as partículas de água dificultam a passagem de elétrons. A água é isolante.
( Video por: Evely Midiã)
DESCARGA ELÉTRICA NA ATMOSFERA
Chegando nesse último experimento, que temos por tema “descarga elétrica na atmosfera”, cujo objetivo principal será apresentar quais as condições necessárias para que ocorra uma descarga elétrica, além de observarmos também a capacidade de condução elétrica que o gás possui, teremos a necessidade de alguns materiais:
Gerador de Correia
Uma conexão de fio
Uma esfera de cabo isolante
O procedimento o qual justifica esse experimento será realizar a conexão de fio entre o bastão de teste e a conexão de fio terra, como mostra a figura abaixo. Em seguida, liguemos o gerador eletrostático, e aproximamos o bastão de teste para próximo à esfera do gerador.
Como podemos observar na imagem e no video seguinte:
(Fotografo: Jefferson Coelho)
(Video por Evely Midiã)
Um (1). Com a realização de tal experimento e como também pode ser visualizado no vídeo acima, percebemos que o fenômeno que acontece quando aproximamos o bastão de teste ao gerador é justamente uma transferência de elétrons de um corpo para o outro, o que nos é visível. Por tanto, essa transferência é de fato chamada descarga elétrica, que é o rompimento de elétrons no ar. É importante ressaltar que o gás, ou seja, o ar em questão é o atmosférico.
Dois (2). O ar atmosférico é um dos melhores isolantes entre os que existem em baixas diferenças de potencial, porém em alta diferença de potencial até o mesmo começa a conduzir eletricidade. Vale ressaltar que dielétricas são substâncias nas quais os elétrons estão fortemente ligados aos núcleos dos átomos, isso é, não existem cargas livre na estrutura interna destes materiais. Com a aplicação do campo elétrico ao isolante, nesse caso, o ar atmosférico, colocando-o entre dois polos eletrizados e de sinais opostos, no caso em questão o gerador e o bastão de teste. Nestas condições, notamos a presença de uma força elétrica atuando sobre todos os elétrons do isolante, o ar, tendendo a arrancá-los dos seus átomos. Sendo o campo aplicado suficientemente intenso, os elétrons serão arrancados e tornaram-se elétrons livres, criando-se assim um grande número de íons no ar, alguns positivos e outros negativos. Devido aos íons presentes no ar, ele se torna condutor de eletricidade, permitindo assim o surgimento da corrente elétrica, no caso em questão, dos digamos que pequenos “raios”.
Três (3). No momento em que o ar deixa de ser isolante, o campo elétrico possui um certo valor entre os eletrodos. Esse fenômeno é justificado pela Rigidez Dielétrica que corresponde justamente ao maior valor do campo elétrico aplicado a um isolante sem que ele se torne um condutor. No caso do ar, sua rigidez dielétrica vale cerca de 3 x 106 N/C, assim, quando um campo elétrico no ar ultrapassar esse valor, ele deixa de ser isolante e torna-se condutor.
Seis (6)A transferência é parecida com o fenômeno natural, os raios, possuindo até mesmo uma cor parecida, sendo esbranquiçado e com o espectro combinado do oxigênio e do nitrogênio. O raio algumas vezes parece possuir outras cores, quando ocorre em ambientes e meios diferentes. Em contraste com o amarelo das luzes artificiais, o raio pode parecer azulado e vice-versa. Os raios evidenciam a existência de eletricidade na atmosfera, eles são descargas elétricas que se estabelecem através do contato entre o ar e a terra ou entre as próprias nuvens de chuva, no caso do experimento temos o contato entre o bastão de teste e o gerador eletrostático. Junto aos raios observamos a existência dos trovões que são na verdade os sons emitidos pelos raios quando o ar é superaquecido, provocando sua dilatação, por tanto o ruído em nosso experimento pode ser explicado por tal afirmação, porém em nosso caso será o ar superaquecido entre o bastão de teste e o gerador, causando sua dilatação e em seguida o ruído. Os relâmpagos que são os clarões formados ao redor desta descarga já que o ar em volta do raio se ioniza.
REFERENCIAS:
Suguei e fiz um trabalho pra mim
ResponderExcluirQue bom, rsrs. Parabéns, mas o interessante seria que vcê pudesse fazer um apenas tendo esse como base viu!
ResponderExcluir