Rev.32. ()

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Rev.32. ()

Física experimental - Eletrostática - Gerador eletrostático gerador de
Van De Graaff, 400 kV - EQ047C.
Índice Remissivo ........................................................................................................................................................................................................ 6
Abertura .................................................................................................................................. 8
O presente manual é composto por três partes: Documentação do produto, Instruções para o
professor e Atividades para o aluno...................................................................................... 8
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos- Todos os direitos autorais reservados
Documentação do produto / Documentación del producto /
Product Documentation............................. 8
Atendimento ao cliente. ...................................................................................................................................................................... 9
Também dos Direitos Autorais: ......................................................................................................................................................... 9
• “A publicação/divulgação da(s) fotografia(s) e/ou ilustração(ões) reproduzida(s) na presente obra dependerá da prévia e expressa
autorização do(s) fotógrafo(s) e/ou ilustrador(es) como da concordância das pessoas retratadas, se for o caso.” ........................ 9
Também das Patentes Industriais: .................................................................................................................................................... 9
• Os produtos Cidepe contem uma ou mais patentes industriais, portanto são protegidos pela Lei das Patentes da Propriedade
Industrial, sendo proibida sua cópia ............................................................................................................................................... 9
Atendimiento al cliente. ...................................................................................................................................................................... 9
También de los Derechos de Autor: .................................................................................................................................................. 9
• "La publicación/ divulgación de la(s) fotografía(s) e/o ilustración (ciones) reproducida(s) en la presente obra dependerá de la
previa y expresa autorización del (de los) fotógrafo(s) y/o ilustrador(es) como de la concordancia de las personas retratadas, si
es el caso". ...................................................................................................................................................................................... 9
También de las Patentes Industriales ................................................................................................................................................ 9
• Los productos Cidepe contan con un o más patentes industriales, por lo tanto, son protegidos por la Ley de las Patentes de la
Propiedad Industrial, siendo prohibida su copia. ............................................................................................................................ 9
Customer service. .............................................................................................................................................................................. 10
Copyright: ......................................................................................................................................................................................... 10
• "The publication/release of the photographs and/or illustrations reproduced in this book depend on the prior and express
authorization of the photographer and/or illustrator as the agreement of the people portrayed, if applicable." .......................... 10
Industrial patents. ............................................................................................................................................................................. 10
• Cidepe's products contain industrial patents, therefore protected by the Patent Law of Industrial Property, being prohibited its
copy. .............................................................................................................................................................................................. 10
Garantia / Guarantee ........................................................................................................... 11
Certificado de Garantia Internacional ........................................................................................................................................... 11
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “199…” são
destinadas ao professor. ................................................................................................................................................................ 11
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “999…” são
destinadas a informações de segurança e avisos importantes. ...................................................................................................... 11
Certificado de Garantía Internacional ........................................................................................................................................... 11
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician con los guarismos
"199…", son destinadas al profesor. ............................................................................................................................................. 11
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician por los guarismos
"99…", son destinadas a informaciones de seguridad y avisos importantes. ............................................................................... 11
International Certificate of Guarantee ........................................................................................................................................... 12
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "199…" are intended to the teacher.
12
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "999…" are for safety information
and important warnings. ............................................................................................................................................................... 12
PCNs ...................................................................................................................................... 12
Os produtos Cidepe também são adequados aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs. ............................................... 12
Los productos Cidepe también son adecuados a los Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs. .......................................... 12
Cidepe's products also are adequate for Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs .............................................................. 12
9999.990 ................................................................................................................................. 13
Informações sobre segurança em equipamentos elétricos ............................................................................................................ 13
Advertências e símbolos de advertência ....................................................................................................................................... 13
Evite colocar aparelhos elétricos em lugares molhados ............................................................................................................... 13
Precauções quanto ao cabo de alimentação CA ............................................................................................................................ 14
2
A alimentação elétrica e a instalação elétrica. .............................................................................................................................. 14
Evite a sobrecarga de corrente elétrica. ........................................................................................................................................ 15
Caso de amplitude sonora (volume de audio). ............................................................................................................................. 15
Caso de trocadores de calor (aquecedores)................................................................................................................................... 15
Caso de câmaras de pressão. ......................................................................................................................................................... 15
9999.992 ................................................................................................................................. 17
Informações e avisos importantes de uso e de serviços. ................................................................................................................ 17
Cuide e evite a corrosão de equipamentos. ................................................................................................................................... 17
Acessórios conectáveis ao equipamento. ...................................................................................................................................... 17
A limpeza de equipamentos. ......................................................................................................................................................... 17
Equipamentos com entradas para ventilação. ............................................................................................................................... 17
A manutenção em equipamentos não elétricos. ............................................................................................................................ 18
Caso de troca de peças ou reposição de peças. ............................................................................................................................. 18
Algumas questões ambientais. ......................................................................................................................................................... 18
O descarte da embalagem. ............................................................................................................................................................ 18
O descarte de um produto não elétrico. ........................................................................................................................................ 18
O descarte de um produto elétrico. ............................................................................................................................................... 18
O descarte de pilhas elétricas (ou baterias), quando for o caso. ................................................................................................... 18
Parte A - Instruções para o professor...................19
Identificação do produto e seus componentes, passo a passo das montagens, cuidados, informações técnicas e teóricas relevantes. ........................................................................................................................................................................................... 19
Os diferentes níveis de sugestões experimentais nos manuais Cidepe. ........................................................................................ 19
Como montar um manual personalizado com a sequência experimental desejada, utilizando os produtos Cidepe. ................... 19
Onde encontrar o sumário atualizado das instruções que acompanham determinado equipamento constante em qualquer
conjunto Cidepe. ..................................................................................................................................................................... 19
Outras informações e suporte técnico. .......................................................................................................................................... 19
1990.000_EQ047C ................................................................................................................. 20
Apresentação do Gerador eletrostático standard, 400 kV. ........................................................................................................... 20
• Mídia imagética. ............................................................................................................................................................................. 20
A velocidade da correia no gerador eletrostático. ......................................................................................................................... 20
Como fazer a limpeza do equipamento. ....................................................................................................................................... 21
1991.000_EQ047C ................................................................................................................. 22
Conheça o gerador eletrostático standard, 400 kV. ....................................................................................................................... 22
1991.000_EQ047C.BAS ........................................................................................................ 24
Conheça os Acessórios para gerador eletrostático. ....................................................................................................................... 24
1991.000_EQ047.27 ............................................................................................................... 25
Conheça os Acessórios básicos para gerador eletrostático. .......................................................................................................... 25
1991.000_EQ047C_MON ..................................................................................................... 27
Conheça a Estrutura principal do gerador eletrostático. ............................................................................................................. 27
1992.140 ................................................................................................................................. 29
Como selecionar ou fazer a troca de fusível em equipamentos elétricos conectados diretamente a rede elétrica. .................. 29
Onde fica o porta fusível............................................................................................................................................................... 29
Aparelhos que operam com tensão única (ou 110 VCA ou 220 VCA). ........................................................................................ 29
• O fusível reserva. ........................................................................................................................................................................ 29
• O acesso e a troca do fusível. ..................................................................................................................................................... 29
Aparelhos que possuem chave seletora 110 VCA e 220 VCA. ..................................................................................................... 30
3
• Com etiqueta ETIQ006 e mudança de fusível ........................................................................................................................... 30
• Como fazer o ajuste para a tensão local. ................................................................................................................................... 30
• Com etiqueta ETIQ007 sem mudança de fusível. ...................................................................................................................... 31
• Como fazer o ajuste da tensão para ficar em conformidade com a tensão local. ...................................................................... 31
Parte B - Atividades para o aluno .................... 33
1082.032 ................................................................................................................................. 34
A eletrização por atrito, o princípio da conservação das cargas, lei das cargas. ........................................................................ 34
• O núcleo atômico. ...................................................................................................................................................................... 34
• O elétron e a eletrosfera. ............................................................................................................................................................. 35
• O ânion (íon negativo). ............................................................................................................................................................... 35
• O cátion (íon positivo). ............................................................................................................................................................... 35
O princípio da conservação da carga elétrica. ............................................................................................................................... 35
A eletricidade, os fenômenos elétricos. ........................................................................................................................................... 35
• A eletricidade estática. ................................................................................................................................................................ 35
• A eletricidade dinâmica. ............................................................................................................................................................. 35
• As principais causas da eletricidade. .......................................................................................................................................... 35
• Os principais efeitos da eletricidade. .......................................................................................................................................... 35
1082.026 ................................................................................................................................. 37
Experimento lúdico: Acendendo uma lâmpada fluorescente. ...................................................................................................... 37
1082.026_m ............................................................................................................................ 39
Montagem, ajustes e detalhes do gerador eletrostático. ............................................................................................................... 39
Como colocar e ajustar a correia no gerador. ................................................................................................................................ 39
Caso de locais muito úmidos. ................................................................................................................................................. 39
Caso de locais frios. ................................................................................................................................................................ 40
As ligações elétricas e os controles. ................................................................................................................................................. 40
Os ajustes iniciais. ............................................................................................................................................................................. 40
Como transladar as cargas positivas e as cargas negativas. .......................................................................................................... 41
Cuidados com a correia transportadora de cargas. ...................................................................................................................... 42
Van de Graaff, Robert Jemison (1901 - 1967). ....................................................................................................................... 42
Outras aplicações do gerador de Van de Graaff............................................................................................................................ 42
1082.026A .............................................................................................................................. 43
Experimento lúdico: Acendendo uma lâmpada néon. .................................................................................................................. 43
1082.026B ............................................................................................................................... 45
Experimento lúdico: Fazendo um “chafariz” com bolinhas de isopor (ou confetes). ................................................................ 45
1082.026C .............................................................................................................................. 47
Experimento lúdico: Elevando tiras de papel. ............................................................................................................................... 47
1082.026D .............................................................................................................................. 49
Experimento lúdico: Simulando um para-raios. ........................................................................................................................... 49
1082.026E ............................................................................................................................... 51
Experimento lúdico: Arrepiando os cabelos de uma pessoa. ........................................................................................................ 51
Lugares secos. ............................................................................................................................................................................... 52
Lugares úmidos. ............................................................................................................................................................................ 52
1082.026F ............................................................................................................................... 53
Experimento lúdico: Um efeito do “vento elétrico” - o torniquete. ............................................................................................. 53
1082.004 ................................................................................................................................. 55
O princípio do funcionamento do eletroscópio de folhas e a distribuição de cargas num condutor. ........................................ 55
1082.012 ................................................................................................................................. 57
Descarga em gases sob pressão atmosférica. .................................................................................................................................. 57
O eletrodo cátodo e o eletrodo ânodo. .......................................................................................................................................... 57
Fatores que influenciam na condutividade de um gás. ................................................................................................................. 58
Os condutores de terceira espécie não observam a lei de Ohm. ................................................................................................... 58
4
Prerrequisitos. ............................................................................................................................................................................... 58
1082.020A .............................................................................................................................. 60
Configurações das linhas de força entre eletrodos submersos, para-raios, gaiola de Faraday e cabos coaxiais. .................... 60
Linhas de força entre um par de eletrodos pontuais. .................................................................................................................... 62
Linhas de força entre um eletrodo pontual e um eletrodo em anel com cargas de sinal contrários. ............................................ 62
Linhas de força entre um eletrodo reto e um eletrodo pontual com cargas de sinal contrários. .................................................. 62
Linhas de força entre dois eletrodos retos com cargas de sinal contrários e um anel entre eles. ................................................. 63
Linhas de força entre um eletrodo pontual e um eletrodo em anel maior (com cargas de sinal contrários, e um anel coaxialmente entre eles. ............................................................................................................................................................................. 63
1082.020A_m ......................................................................................................................... 64
Montagem: Configurações das linhas de força entre eletrodos submersos, para-raios, gaiola de Faraday e cabos coaxiais. 64
O preparo da mesa projetável com cuba e eletrodos submersos. ................................................................................................. 64
A utilização da mesa projetável sobre o retroprojetor. ................................................................................................................. 65
1082.024 ................................................................................................................................. 66
O poder das pontas, o torniquete elétrico, projetável. .................................................................................................................. 66
1082.025 ................................................................................................................................. 68
Publicação interessante: Aterre seu barco. .................................................................................................................................... 68
1082.027 ................................................................................................................................. 71
O potencial elétrico e a quantidade de carga acumulada no gerador. ......................................................................................... 71
• O campo elétrico. ....................................................................................................................................................................... 71
• O potencial elétrico. ................................................................................................................................................................... 72
• Alessandro Giuseppe A. A. Volta (1745-1827) .................................................................................................................... 72
• A quantidade de carga elétrica.................................................................................................................................................... 72
• A densidade superficial de carga. ............................................................................................................................................... 72
A medida do potencial na superfície externa da esfera do gerador. ............................................................................................. 73
• Medida da densidade superficial de carga. ................................................................................................................................. 74
1082.027A .............................................................................................................................. 75
A extensão da centelha no gerador Van de Graaff e a rigidez dielétrica. .................................................................................... 75
• O potencial elétrico. ................................................................................................................................................................... 75
A medida do potencial na superfície externa da esfera do gerador. ............................................................................................. 76
5
Índice Remissivo
A
aberturas de ventilação 15
advertência 13
alimentação elétrica 14
amplitude sonora 15
ânion ou íon negativo 35
ânodo (eletrodo positivo 57
átomo 34
atração entre cargas de sinais contrários 35
B
barco bem aterrado não cai raio
bons condutores elétricos 56
68
C
cabo de alimentação CA 14
cabos coaxiais 60, 64
calota esférica 73
campo conservativo 58
campo elétrico 71
campo elétrico (eléctrico) 58
carga elétrica 34, 56
carga elétrica elementar 73
carga elétrica negativa 35
carga elétrica positiva 35
carga teste 71
cargas elétricas em movimento 35
cargas elétricas em repouso 35
casa esférica 73
cátion ou íon positivo 35
cátodo (eletrodo negativo 57
causas da eletricidade 35
centelhamento 76
centelhas 77
condução elétrica num gás 57
condutividade de um mesmo gás depende da distância 58
condutividade de um mesmo gás depende da pressão 58
condutores de terceira espécie 57, 58
D
densidade superficial de carga 72, 74
descarga elétrica num gás 57
descargas elétricas 77
descarte da embalagem 18
descarte de pilhas elétricas 18
descarte de um produto elétrico 18
descarte de um produto não elétrico 18
distribuição de cargas num condutor 55
dúvidas sobre equipamentos 19
E
efeito fotoelétrico 35
efeitos da eletricidade 35
efeitos fisiológicos 35
eletricamente neutro 35
eletricidade 35
eletricidade dinâmica 35
eletricidade estática 35
eletrização por atrito 34, 35
eletrização por atrito (contato) 56
eletrização por indução 56
eletrodos 57
eletromagnetismo 35
elétron 35
eletroscópio de folhas 55
eletrosfera 35
energia potencial elétrica 72
entradas para ventilação 17
evite a corrosão de equipamentos 17
extensão das centelhas 77
F
fenômenos elétricos 35
fenômenos luminosos 35
fenômenos térmicos 35
função de um pára-raios 69
G
gaiola de Faraday 60, 64
gerador de Van de Graaff 37, 43, 45, 47, 49, 51, 53
I
informações e suporte técnico 19
instalação elétrica 14
instalação, uso e manutenção do equipamento 13
inverso do quadrado da distância 72
íon negativo 35
íon positivo 35
ionização das moléculas de ar 66
L
lei das cargas 34
lei das cargas de Coulomb 56
limpeza de equipamentos 17
linhas de força 60, 61, 64
linhas de força de um campo elétrico
58
M
magnetismo 35
manual personalizado 19
manutenção em equipamentos não elétricos
massa do elétron 35
massa do próton 35
maus condutores elétricos 56
mecanismo de proteção contra raios 68
18
N
nêutrons 34
núcleo atômico 34
número de elétrons livres
nuvens 70
73
P
para-raios 60, 64
partículas fundamentais do átomo 56
poder das pontas (o torniquete elétrico)
polarização 65
portadores de carga 73
potencial elétrico 72, 75
66
6
potencial máximo 73, 76, 77
princípio da conservação da carga elétrica 35
propriedades das linhas de força do campo elétrico
prótons 34
58
Q
quantidade de carga 72
questões ambientais 18
R
reações químicas 35
reposição de peças 18
repulsão entre cargas de mesmo sinal
rigidez dielétrica 73, 76
Robert Jemison Van de Graaff 42
35
S
simbolos de advertência 13
sobrecarga de corrente elétrica 15
sumário atualizado das instruções 19
T
tensão elétrica 72
terceira lei de Newton 66
torniquete elétrico 66
troca de peças 18
trocadores de calor (aquecedores) 15
tubo de Geissler 58
U
unidade para potencial elétrico 72
V
Van de Graaff, gerador de
37, 43, 45, 47, 49, 51, 53
7

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