Gerador de Van Der Graaf Reciclável INTRODUÇÃO

Gerador de Van Der Graaf Reciclável
Gerador de Van Der Graaf Reciclável
André Gama Leal, Felipe Marin Biihrer, Gustavo Alves dos Santos Fumagalli,
Jorge Costa Silva Filho, Nickolas Curi Affonso,
Rafael Picoli de Azevedo
Professor: Carlos Suetoshi Miyazawa, CCNH
Campus Santo André
Resumo
O gerador criado pelo físico R. J. Van Der Graaf foi concebido originalmente em
1929 e é utilizado até hoje para fins de pesquisa e demonstrações. O grupo
buscou reproduzir o experimento do físico americano utilizando materiais
recicláveis, como garrafas pet e fita elástica. O procedimento de montagem exigiu
melhorias de materiais no decorrer do trabalho, pois os utilizados inicialmente não
atenderam nossas expectativas, contudo o gerador não se eletrizou o suficiente
para ter seu efeito observável.
INTRODUÇÃO
OBJETIVO
Nas pesquisas relacionadas ao campo
da física moderna, é necessária a utilização de
voltagens muito elevadas. Essas voltagens são
utilizadas para acelerar partículas eletrizadas
como, por exemplo, os elétrons, fazendo com
que atinjam grandes velocidades. Foi pensando
em conseguir altas tensões que, em 1929, o
físico americano Robert Jemison Van Der Graaf
construiu o primeiro modelo de gerador que
acabou por receber seu nome, em homenagem.
O aparelho consiste, simplificadamente, em
uma correia que circula entre dois eixos,
transportando cargas positivas para um e
negativas para o outro, o que pode gerar
diferenças de potencial bastante altas[1]. Esse
gerador teve, e ainda tem, larga aplicação na
física atômica, como também na medicina e na
indústria. Nos laboratórios de ensino médio e
superior, utilizam-se modelos simplificados
desse aparelho para fins de demonstrações de
eletricidade[2][3] .
Confeccionar um “Gerador de Van der
Graaf”, gerando eletricidade apenas com
materiais simples, recicláveis e/ou fáceis de
serem encontrados em casa.
METODOLOGIA
Primeiramente, utilizamos para montar
os roletes e a correia, duas garrafas do tipo
“caçulinha” e uma fita elástica. As garrafinhas
ficaram presas cada uma a um eixo feito de
metal e a fita elástica foi costurada e usada
como correia, ligando-as.
Depois disto, os eixos foram utilizados
para fixar estas garrafinhas à duas garrafas
PET de 2 litros (garrafas de guaraná,
posteriormente substituídas por retornáveis de
Coca-Cola), uma num ponto mais próximo à
base e outra num ponto mais próximo ao
gargalo, sendo que junto à da base foram
colocados
elásticos
que
futuramente
funcionariam para girar a correia com auxilio do
motor. (figura 1 e 2)
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011
Gerador de Van Der Graaf Reciclável
Para ser o condutor dos elétrons,
utilizamos uma assadeira, que foi furada em
pontos por onde passamos cada gargalo das
garrafas PET e encaixamos estes gargalos.
(figura 3)
Por fim, utilizamos um pequeno motor
movido a pilhas, que foi substituído
posteriormente por um de máquina de
costura, ligado aos elásticos, para fazer a
correia girar, e assim, gerar a corrente
necessária para o experimento.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O primeiro experimento falhou devido
aos materiais inadequados utilizados. Na
literatura, o gerador de Van Der Graaf aparece
com um motor de alta rotação, porém o motor
utilizado previamente pelo grupo era de baixa
rotação. Logo, a quantidade de cargas positivas
e negativas transportadas pela correia do
gerador é insuficiente para observarmos o
resultado que pretendíamos, bem como as
garrafas utilizadas não suportariam a alta
rotação.
No modelo final, utilizamos um motor de
máquina de costura, capaz de atingir 7000 rpm,
e substituímos as garrafas pet por garrafas
retornáveis de Coca-Cola, que possuem o
plástico mais resistente. Com o gerador
funcionando, realizamos o experimento de
tocarmos a cúpula e observamos se os cabelos
ficam arrepiados (ocorre uma deposição de
cargas de mesma polaridade nos cabelos, que
se repelem produzindo o efeito observado
costumeiramente[4]), porém não houve tal
efeito,embora houvesse eletrização da cúpula.
Os motivos para o não funcionamento
são: nosso aterramento pode não ter sido
adequado devido à dificuldade de encontrar um
meio de aterrar o fio dentro de um prédio, uma
vez que o piso não oferece a mesma eficiência
que um aterramento direto ao solo, por ser
muito mais isolante que este. Também a cúpula
metálica do projeto não era exatamente com
formato esférico, o que levou a carga a se
acumular não uniformemente por ela. Esse
acúmulo desigual refletiu na dificuldade de
passar a carga quando tocada a cúpula.
Mas o principal motivo são os materiais
utilizados, que oferecem muitas perdas de
energia. Seria necessária a utilização de peças
mais específicas, logo fugiria da proposta de um
gerador com material reciclável. Os resultados
observados mostram que o experimento
funciona, mas não o bastante para atingir os
resultados vistos em projetos com materiais
adequados que podem gerar tensões em
milhares ou milhões de volts[5].
CONCLUSÕES
Com base nos resultados obtidos, não
foi possível definirmos conclusões.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]Física – Volume 2 - Eletromagnetismo,
Chaves, Alaor Silvéri, Reichmann & Affonso Ed.
2001
[2]http://www.fis.puc-rio.br/labvandergraaff.php
[3]http://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ogerador-van-graaff.htm
[4]http://macao.communications.museum/por/ex
hibition/secondfloor/moreinfo/2_3_7_VanGraafG
enerator.html
[5]Curso de Física Básica – 1ª edição,
Nussenzveig, Herch Maysés, Edgar Blücher,
1997, 1ª edição
- Curso de física de Berkeley - volume 2,
Eletricidade e Magnetismo. Purcell, Edward M.,
Edgard Blücher, São Paulo, 1970
AGRADECIMENTOS
Aos professores, às técnicas de laboratório
e aos amigos e parentes que colaboraram