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
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Física experimental - Eletrostática - Gerador eletrostático gerador de
Van De Graaff, 400 kV - EQ047C.
Evite colocar aparelhos elétricos em lugares molhados ................................................................................................................ 13
Precauções quanto ao cabo de alimentação CA ............................................................................................................................ 14
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
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos- Todos os direitos autorais reservados
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
Como montar um manual personalizado com capa personalizada, 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
1992.011C............................................................................................................................... 20
Conheça o gerador eletrostático standard, 400 kV. ........................................................................................................................ 20
Como fazer a limpeza do equipamento. ........................................................................................................................................ 21
1992.011G .............................................................................................................................. 22
A limpeza e os ajustes do gerador eletrostático. ............................................................................................................................. 22
Como fazer a limpeza geral do equipamento. ............................................................................................................................... 22
Como limpar a coluna de separação e transporte de cargas. ........................................................................................................ 22
Cuidados com a correia transportadora de cargas. ....................................................................................................................... 22
Como colocar e ajustar a correia no gerador. ................................................................................................................................. 22
• Caso de locais muito úmidos. ............................................................................................................................................... 22
• Caso de locais frios. .............................................................................................................................................................. 23
As ligações elétricas e os controles. .................................................................................................................................................. 23
Os ajustes iniciais. ............................................................................................................................................................................. 23
• Como transladar as cargas positivas e as cargas negativas. ........................................................................................................ 24
O preparo da mesa projetável com cuba e eletrodos submersos. .................................................................................................. 25
A utilização da mesa projetável sobre o retroprojetor. .................................................................................................................. 25
• Van de Graaff, Robert Jemison (1901 - 1967). ..................................................................................................................... 26
• Outras aplicações do gerador de Van de Graaff. ......................................................................................................................... 26
1992.140 ................................................................................................................................. 27
Como selecionar ou fazer a troca de fusível em equipamentos elétricos conectados diretamente a rede elétrica. ................... 27
Onde está o porta fusível. .............................................................................................................................................................. 27
Aparelhos que operam com tensão única (ou 110 VCA ou 220 VCA). ......................................................................................... 27
• O fusível reserva. ........................................................................................................................................................................ 27
• O acesso e a troca do fusível. ...................................................................................................................................................... 27
Aparelhos que possuem chave seletora 110 VCA e 220 VCA. ...................................................................................................... 28
3
Física experimental - Eletrostática - Gerador eletrostático gerador de
Van De Graaff, 400 kV - EQ047C.
• Com etiqueta ETIQ006 e mudança de fusível ............................................................................................................................ 28
• Como fazer o ajuste para a tensão local. .................................................................................................................................... 28
• Com etiqueta ETIQ007 sem mudança de fusível. ...................................................................................................................... 29
• Como fazer o ajuste da tensão para ficar em conformidade com a tensão local. ....................................................................... 29
O cabo de força. ................................................................................................................................................................................ 30
• Atenção! Nunca elimine o pino TERRA do cabo de força que acompanha o equipamento. ...................................................... 30
0000Z_AtivAL ....................................................................................................................... 31
Parte B - Atividades para o aluno .................... 31
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos- Todos os direitos autorais reservados
1082.026 ................................................................................................................................. 32
Experimentos lúdicos com o gerador de Van de Graaff. ............................................................................................................... 32
• Acendendo uma lâmpada fluorescente. ...................................................................................................................................... 32
• Acendendo uma lâmpada néon. .................................................................................................................................................. 32
• Fazendo um “chafariz” com bolinhas de isopor (ou confetes). .................................................................................................. 33
• Elevando tiras de papel. .............................................................................................................................................................. 33
• Simulando um para-raios. ........................................................................................................................................................... 34
• Arrepiando os cabelos de uma pessoa. ....................................................................................................................................... 34
• Lugares secos. ............................................................................................................................................................................. 34
• Lugares úmidos. ......................................................................................................................................................................... 35
• Um efeito do “vento elétrico” - o torniquete. ............................................................................................................................. 35
1082.032 ................................................................................................................................. 36
A eletrização por atrito, o princípio da conservação das cargas, lei das cargas. ......................................................................... 36
• O núcleo atômico. ....................................................................................................................................................................... 36
• O elétron e a eletrosfera. ............................................................................................................................................................. 36
• O ânion (íon negativo). ............................................................................................................................................................... 36
• O cátion (íon positivo)................................................................................................................................................................ 36
O princípio da conservação da carga elétrica. ................................................................................................................................ 37
A eletricidade, os fenômenos elétricos. ............................................................................................................................................ 37
• A eletricidade estática. ................................................................................................................................................................ 37
• A eletricidade dinâmica. ............................................................................................................................................................. 37
• As principais causas da eletricidade. .......................................................................................................................................... 37
• Os principais efeitos da eletricidade. .......................................................................................................................................... 37
1082.004 ................................................................................................................................. 39
O princípio do funcionamento do eletroscópio de folhas e a distribuição de cargas em um condutor. ..................................... 39
1082.012 ................................................................................................................................. 41
A descarga em gases sob pressão atmosférica. ............................................................................................................................... 41
• O eletrodo cátodo e o eletrodo ânodo. ........................................................................................................................................ 41
• Fatores que influenciam na condutividade de um gás. ............................................................................................................... 41
• Os condutores de terceira espécie não observam a lei de Ohm................................................................................................... 41
1082.020A .............................................................................................................................. 44
Configurações das linhas de força entre eletrodos (submersos), o para-raios, a gaiola de Faraday e cabos coaxiais. ............. 44
1082.024 ................................................................................................................................. 48
O poder das pontas, o torniquete elétrico projetável. .................................................................................................................... 48
1082.025 ................................................................................................................................. 50
Publicação interessante: Aterre seu barco. ..................................................................................................................................... 50
1082.027 ................................................................................................................................. 53
Potencial elétrico e quantidade de carga acumulada no gerador Van de Graaff. ....................................................................... 53
• O campo elétrico. ........................................................................................................................................................................ 53
• O potencial elétrico. .................................................................................................................................................................... 53
• Alessandro Giuseppe A. A. Volta (1745-1827) .................................................................................................................... 54
• A quantidade de carga elétrica. ................................................................................................................................................... 54
• A densidade superficial de carga................................................................................................................................................. 54
• Medida do potencial na superfície externa da esfera do gerador. ............................................................................................... 55
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Física experimental - Eletrostática - Gerador eletrostático gerador de
Van De Graaff, 400 kV - EQ047C.
• Medida da densidade superficial de carga. ................................................................................................................................. 56
1082.027A .............................................................................................................................. 57
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos- Todos os direitos autorais reservados
A rigidez dielétrica e a extensão da centelha no gerador Van de Graaff. ..................................................................................... 57
• O potencial elétrico. .................................................................................................................................................................... 57
• Medida do potencial na superfície externa da esfera do gerador. ............................................................................................... 58
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Física experimental - Eletrostática - Gerador eletrostático gerador de
Van De Graaff, 400 kV - EQ047C.
Índice Remissivo
A
aberturas de ventilação 15
advertência 13
alimentação elétrica 14
amplitude sonora 15
ânion ou íon negativo 36
ânodo (eletrodo positivo 41
átomo 36
atração entre cargas de sinais contrários
37
B
barco bem aterrado não cai raio
bons condutores elétricos 39
50
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos- Todos os direitos autorais reservados
C
cabo de alimentação CA 14
cabos coaxiais 44
calota esférica 55
campo conservativo 42
campo elétrico 53
campo elétrico (eléctrico) 42
carga elétrica 36, 39
carga elétrica elementar 55
carga elétrica negativa 36
carga elétrica positiva 36
carga teste 53
cargas elétricas em movimento 37
cargas elétricas em repouso 37
casa esférica 55
cátion ou íon positivo 36
cátodo (eletrodo negativo 41
causas da eletricidade 37
centelhamento 58
centelhas 58
condução elétrica num gás 41
condutividade de um mesmo gás depende da distância 41
condutividade de um mesmo gás depende da pressão 41
condutores de terceira espécie 41
D
densidade das linhas de força 46
densidade superficial de carga 54, 56
descarga elétrica num gás 41
descargas elétricas 58
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 em um condutor 39
dúvidas sobre equipamentos 19
E
efeito fotoelétrico 37
efeitos da eletricidade 37
efeitos fisiológicos 37
eletricamente neutro 36
eletricidade 37
eletricidade dinâmica 37
eletricidade estática 37
eletrização por atrito 36, 37
eletrização por atrito (contato) 39
eletrização por indução 39
eletrodos 41
eletromagnetismo 37
elétron 36
eletroscópio de folhas 39
eletrosfera 36
energia potencial elétrica 53
entradas para ventilação 17
evite a corrosão de equipamentos 17
extensão das centelhas 58
F
fenômenos elétricos 37
fenômenos luminosos 37
fenômenos térmicos 37
função de um pára-raios 51
G
gaiola de Faraday 44
gerador de Van de Graaff 32
I
informações e suporte técnico 19
instalação elétrica 14
instalação, uso e manutenção do equipamento 13
inverso do quadrado da distância 53
íon negativo 36
íon positivo 36
ionização das moléculas de ar 48
L
lei das cargas 36
lei das cargas de Coulomb 39
limpeza de equipamentos 17
linhas de força 44, 46
linhas de força de um campo elétrico
42
M
magnetismo 37
manual personalizado 19
manual personalizado com capa personalizada 19
manutenção em equipamentos não elétricos 18
massa do elétron 36
massa do próton 36
maus condutores elétricos 39
mecanismo de proteção contra raios 50
N
nêutrons 36
núcleo atômico 36
número de elétrons livres 55
nuvens 52
P
para-raios 44
partículas fundamentais do átomo 39
poder das pontas (o torniquete elétrico) 48
polarização 25
portadores de carga 55
6
Física experimental - Eletrostática - Gerador eletrostático gerador de
Van De Graaff, 400 kV - EQ047C.
potencial elétrico 53, 57
potencial máximo 55, 58
princípio da conservação da carga elétrica 37
propriedades das linhas de força do campo elétrico
prótons 36
42
Q
quantidade de carga 54
questões ambientais 18
R
reações químicas 37
reposição de peças 18
repulsão entre cargas de mesmo sinal
rigidez dielétrica 55, 58
Robert Jemison Van de Graaff 26
37
S
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos- Todos os direitos autorais reservados
simbolos de advertência 13
sobrecarga de corrente elétrica 15
sumário atualizado das instruções 19
T
tensão elétrica 53
terceira lei de Newton 48
torniquete elétrico 48
troca de peças 18
trocadores de calor (aquecedores) 15
tubo de Geissler 41
V
Van de Graaff, gerador de 32
Van de Graaff, Robert Jemison (1901 - 1967)
26
7