A Física Eletromagnetismo

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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, por meio da atração eletrostática. 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.

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OBJETIVOS

Provar a existência de uma carga eletrostática, feita por atrito entre dois corpos diferentes.

Mostrar a força de repulsão entre cargas iguais e a atração de cargas diferentes. Demonstrar, que quanto menor o raio, maior será a concentração de cargas por unidade de área.

- Materiais e procedimentos experimentais

3.1 Procedimentos Experimental I: Eletrização por atrito com canudo

* Material utilizado:

- 2 Canudos

-Papel higiênico

-Garrafa de água

Figura 1:

Nesse experimento o professor pegou um pedaço de papel higiênico e colocou sobre o canudo e atritou com força algumas vezes. Logo em seguida colocou o canudo contra a parede e o mesmo ficou grudado.

Figura 2:

Pegamos os dois canudos e atritamos eles junto ao papel higiênico, em seguida colocamos um canudo sobre a garrafa e com o outro começamos a repelir ele fazendo movimentos circulatórios.

Figura 3:

Atritamos mais uma vez o canudo com o papel higiênico deixando-o eletrizado. Ligamos a torneira e deixamos sair uma camada bem fina de agua. Ao aproximar o canudo, ele começa a atrair a agua.

3.2 Procedimentos Experimental II: Gerador de Van De Graaff (Descarga Elétrica)

*Material utilizado:1 esfera de metal

2 eletrodo conectado a esfera, com uma escova na ponta para assegurar a ligação entre a esfera e a correia

3 roletes superior

4 lado positivo da correia

5 lado negativo da correia

6 rolete inferior

7 eletrodo inferior

8 bastão terminado em esfera usado para descarregar a cúpula

9 faísca produzida pela diferença de potencial

10 Algodão

Figura 1:

Esse experimento tem como objetivo mostrar as condições para uma descarga elétrica e observar a capacidade de condução elétrica do gás (ar). Realizamos o experimento da seguinte maneira:

Ligamos o gerador de van de graaff e aproximamos o bastão de teste da cabeça do Gerador. Ao aproximarmos vimos que essa atividade gerou uma faísca de cor azulada.

Figura 2:

[pic 2]

A finalidade desse experimento é mostrar o funcionamento do torniquete elétrico. Inicialmente colocamos o torniquete na cabeça do Gerador, em seguida o ligamos. Feito isso vimos que ele começou a girar no sentido horário.

Figura 3:

[pic 3]

Nesse teste o professor retirou o torniquete para que não houvesse nenhuma influência e nem alteração. Convocamos uma aluna voluntaria e nós notificamos que ela estava totalmente isolada e com os cabelos secos, e ligamos o gerador observando o que acontecia com o seu cabelo.

Figura 4:

Nesse experimento pegamos fiapos bem finos de algodão e aproxima-los da esfera, os mesmos foram atraídos. Outra coisa interessante que foi observado, é que quando soltávamos o algodão e depois aproximávamos o bastão, ele voltava pelo mesmo fenômeno de atração.

[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

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Resultados e discussões

4.1 Resultados do procedimento experimental I: Eletrização por atrito com canudo

*Por que o canudo ficou grudado à parede? (Figura 1)

Cargas de sinais diferentes se atraem e cargas de sinais iguais se repelem. Inicialmente o papel e o canudo estão neutros, então atritamos os dois, e o canudo começou a roubar elétrons do papel deixando-o com mais prótons do que elétrons, e o canudo acaba ficando com mais elétrons do que prótons. Ao aproximamos o canudo de uma superfície que também está neutra, o canudo começa a repelir os elétrons e assim é atraído pelos prótons, fazendo assim que ele fique colado na parede.

*Por que o canudo é repelido pelo outro canudo? (Figura 2)

Pois os dois estão eletrizados negativamente, se eles estão com cargas iguais, logo eles se repelem, sendo assim possível movimentar o outro canudo.

*Por que o canudo consegue atrair a agua? (Figura 3)

Como vimos nos exemplos anteriores, o canudo ao entrar em atrito com o papel fica eletrizado negativamente, e ao aproxima-lo da agua (que possui várias moléculas positivas e negativas) ele repele os elétrons e atrai os prótons (opostos se atraem).

4.2 Resultados dos procedimentos experimental II: Descarga Elétrica (Gerador van der graaff)

*Quanto de carga pode ser gerado pelo gerador van der graaff? (Figura 1)

É um dispositivo que, ao armazenar cargas elétricas no seu terminal esférico, pode gerar alta tensão (cerca de 100.000 volts).

* O que acontece no instante em que aproximamos o bastão de teste a cabeça do Gerador? (Figura 1)Acontece uma transferência de elétrons de um corpo para o outro, o que nos é visível. No momento em que o Gerador está em funcionamento e aproximamos a esfera menor da cabeça do aparelho aparecem descargas elétricas e estalos. Esse evento é chamado de rompimento de elétrons no ar. O ar atmosférico é gás em quesito. Quando ocorre a descarga através da formação de um fino canal ionizado no ar, o ar acaba