Gerador de Van de Graff

Olá, como vão?

Há poucos dias, um jovem apaixonado por Física me escreveu, sugerindo que falasse alguma coisa a respeito do Gerador de Van de Graff. Eu percebi que ele gostava do assunto e que tinha conhecimento sobre ele. Então, sugeri que escrevesse o artigo e ele aceitou o desafio. Fiz apenas alguns ajustes didáticos, mas atribuo todos os créditos a ele. Vamos ver o que o Matheus tem a nos dizer….

Sou Matheus Melo, um fã do Einsteinmania e amante de Física, e hoje, com muito orgulho, irei escrever sobre o Gerador de Van de Graff. Gosto do assunto – tanto que já montei e apresentei um gerador desses (caseiro), tendo experiências incríveis e aprendendo muito. Então decidi passar a vocês um pouco disto. Vamos lá!

Primeiramente, o Gerador de Van de Graff é uma máquina eletrostática (ou seja, que produz eletricidade estática). Na época em que foi criado (1929, pelo engenheiro Robert Van de Graff) era utilizada para produzir tensões muito elevadas, necessárias em aceleradores de partículas. Sendo assim, era muito grande, como podemos ver na foto abaixo.

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Com o avanço tecnológico, estas máquinas passaram a ter mais propósito didático e, por isto, é mais comum encontrarmos versões reduzidas, como ilustra a próxima figura.

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Para quem não a conhece, pode ter surgido a dúvida: mas, enfim, qual é a “graça” deste dispositivo. Você nunca viu algo como a próxima figura?

f3Pois bem, agora que já falei um pouquinho sobre a historia da famosa “bola metálica que arrepia o cabelo”, veremos como funciona um modelo mais simples (que não usa uma fonte de alta tensão na base)! Para facilitar o entendimento, irei usar esta imagem a seguir.

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O motor gira o cilindro inferior, que está em contato com a correia. Ambos são feitos de materiais isolantes e diferentes (quando o cilindro é feito de metal, ele é recoberto por um material isolante) e, por causa disto, adquirem cargas opostas. Na figura, desprezando-se a espessura da correia (para simplificar a explicação), ela ficou carregada positivamente e o cilindro, negativamente. Para sabermos quem fica positivo ou negativo, precisamos de algo chamado Série Triboelétrica. Como as cargas negativas do cilindro estão mais concentradas, a sua influência (Campo Elétrico) é maior do que das cargas positivas da correia. Isto repele os elétrons das extremidades do receptor, tornando-as positivas. Graças a isto, elétrons são “arrancados” de parte das moléculas do ar entre o receptor e a correia e agora, tendo se tornado positivas, são repelidas à correia e fixadas nela. Estas cargas são levadas até coletor, onde ocorre o processo contrário e, como o coletor está ligado à esfera metálica, ela fica carregada positivamente. A continuidade deste processo permite que a esfera acumule grande quantidade de cargas, atingindo altos potenciais, como já mencionei.

Você pode ver o gerador em funcionamento assistindo ao vídeo abaixo.

Para finalizar, tenho uma pergunta para vocês: por que, quando colocamos a mão na esfera do gerador em funcionamento, o nosso cabelo arrepia? Isto acontece em quaisquer condições, da mesma forma?

Muito obrigado a todos e,especialmente, ao Prof. Douglas Almeida!

Abraços!

Matheus Melo

4 Comentários

  • RodoCarnot

    Este fato é devidamente explicado ao meu vê , como existe o poder das pontas , as cargas elétricas procuram se acumular uniformemente nas pontas de um corpo ,e já que essas cargas acumuladas tem mesmo sinal existe o que se apresenta na imagem a repulsão elétrica dada pela lei de coulomb F= K.Q1.Q2/D^2 .

  • sendy

    gostei muito dessa publicação! Estamos tentando recuperar um aparelho desse na universidade em que estudo! você pode me dizer que tipos de materiais posso usar como correia?
    desde já agradeço!

  • Edilaine

    Gostei da explicação, só gostaria de saber se existem outras formas de se fazer esse gerador. Eu me refiro ao processo eletrização

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