Universidade Federal do Ceará
Centro de tecnologia
Laboratório de eletricidade
Prática 01: Eletrostática
Nome : Simão Carlos Santos Silva
Matrícula : 375173
Professor : Emanuel
Engenharia de telecomunicações
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Relatório laboratório eletricidade, Provas de Engenharia de Telecomunicações
relatório de eletricidade
Tipologia: Provas
2016
1 / 7
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Universidade Federal do Ceará Centro de tecnologia Laboratório de eletricidade
Prática 01: Eletrostática
Nome : Simão Carlos Santos Silva Matrícula : 375173 Professor : Emanuel Engenharia de telecomunicações
1.Início
1.1 Objetivos
Verificar a eletrização por atrito; Verificar a atração e a repulsão entre cargas elétricas; Identificar as cargas; Verificar a condutibilidade elétrica; Verificar a rigidez dielétrica; Verificar a indução eletrostática; Conhecer o princípio de funcionamento do gerador Van de Graaff.
1.2 Material
Dois bastões de polipropileno(bastões opacos); Dois bastões de acrílico(bastões transparentes); Papel; Eletroscópio; Isopor(base); Suporte para bastão com fio de seda; Tubo de neon; Bolinha de isopor; Bolinha aluminizada; Gerador Van de Graaff.
1.3 Introdução
A eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. Ao longo da história, grandes pesquisadores como Tales de Mileto conseguiram verificar a existência das cargas elétricas. Segundo Maurício Ruv Lemes, foi Tales quem primeiro conseguiu verificar, em 600 a. C., que o âmbar, após atritado, consegue atrair fragmentos de palha. Em 1600, o médico inglês William Gilbert (154 0 - 1603) publicou o livro Sobre os Ímãs, sobre os Corpos Magnéticos, e sobre o Grande Ímã, a Terra. Neste livro, Gilbert faz uma analogia comparando a Terra com um enorme ímã, onde os pólos
Logo após, os procedimentos acima foram repetidos pela equipe, mas os bastões utilizados foram de acrílico , onde se observou que houve repulsão. Assim, surgiu uma questão citada no manual de práticas que perguntou se é possível identificar a carga gerada no bastão de polipropileno ou de acrílico através dos experimentos acima. A resposta para a questão é NÃO, pois ao friccionarmos os bastões sabemos que há transferências de cargas porém não tem como saber quais são as cargas remanescentes pois a maneira como friccionamos os materiais não define se há retiradas ou reposição de elétrons ou onde eles são depositados ou retirados. O que sabemos é que se há repulsão as cargas possuem sinais iguais , caso contrário há atração. Após isso, eu e os outros integrantes da equipe, fizemos a montagem do eletroscópio de modo que o ponteiro ficasse o mais vertical possível. Seguindo, friccionamos com o papel o bastão de polipropileno e o colocamos em contato com o corpo do eletroscópio, de modo que o eletroscópio carregou movimentando o ponteiro sempre para frente(inclinando para frente) para ambos os tipos de bastões utilizados. Tal fato pode ser explicado pela eletrização por contato, pois ao tocarmos os bastões no eletroscópio, este adquire parcialmente as cargas que estavam presentes naquela região em que houve contato, como o ponteiro estava em contato com o eletroscópio adquiriu cargas de mesmo sinal, existindo repulsão, o que provou a respectiva inclinação. Assim como não pudemos identificar as cargas presentes na eletrização por atrito no início da experiência, nesse último também não pudemos identificar a cargas presentes, pois as cargas adquiridas pelo eletroscópio, através do contato, foram obtidas pela eletrização por atrito dos bastões. 2.2 Identificação das cargas Utilizando de um equipamento fornecido no laboratório de eletricidade, chamado neon, cuja finalidade foi explicada a nós todos da turma que é , resumidamente, identificar cargas presentes em um objeto. Repetimos os procedimentos de atritar bastões idênticos e fazer o contato como o eletroscópio. Primeiro com bastões de polipropileno, depois acrílico, assim, utilizando o tubo de neon, descobrimos que as cargas eram, respectivamente, negativas e positivas. 2.3 Indução eletrostática Nesta sessão foi explicado a nós alunos a indução eletrostática, que é o fenômeno caracterizado pela mudança no posicionamento das cargas elétricas ou na orientação dos dipolos elétricos de um corpo, ocasionadas pela presença de um campo elétrico nas proximidades do respectivo corpo. Consideremos dois corpos, sendo que um deles possui carga elétrica líquida igual a zero. A este, chamaremos induzido. O segundo corpo possui carga elétrica líquida diferente de zero, e será denominado indutor. Caso este corpo seja um dielétrico, ou seja, mal condutor de eletricidade, também denominado isolante, o máximo que pode acontecer é uma
reorientação dos dipolos elétricos. Porém, não há um deslocamento de cargas ao longo da rede de átomos deste referido corpo conforme mostra a figura abaixo. Nossa função aqui foi friccionar o bastão de polipropileno com papel a aproximamos(sem tocar) do ponteiro do eletroscópio descarregado, fazendo o mesmo com o bastão de acrílico. Observamos que houve atração entre os materiais, o ponteiro por ser leve foi atraído, devido à separação de cargas provocadas pela indução. 2.4 O gerador de Van de Graaff Esse gerador é composto por:
- Um motor;
- Dois cilindros;
- Um conjunto de correias;
- Um conjunto de escovas;
- Um terminal de saída, que na maioria das vezes é uma grande esfera de metal ou de alumínio. O gerador de Van de Graaff funciona através da movimentação de uma correia que é eletrizada por atrito na parte inferior do aparelho. Ao atingir a parte superior as cargas elétricas, que surgiram com o processo de eletrização, são transferidas para a superfície interna do metal, sendo então distribuídas para toda a superfície da esfera metálica, ficando carregada de cargas elétricas. Se durante o funcionamento do gerador aproximarmos o dedo ou um objeto de metal perceberemos leves descargas elétricas que ocorrem em razão da diferença de potencial (ddp). Conforme foi nos explicado pelo professor o funcionamento desse gerador, iniciamos o experimento ligando o gerador e depois o desligamos para assim determinar o tipo de carga permaneceu, através do tubo de neon. Como o filamento ligado foi o que estava em contato com a mão, então concluímos que a carga era positiva. Em seguida, ligamos o gerador de Van de Graaff e o mantemos ligado. Na sequência, um membro de nossa equipe aproximou a bola de isopor que estava em nossa mesa de prática, de modo que houvesse contato entre a esfera e o gerador. O que observamos foi que no início, ao aproximarmos a bola de isopor do gerador, ela era atraída por ele, "flutuavam" até