Gerador de Van de Graaff

O experimento, Gerador de Van de Graaff, mostrado na foto, é capaz de transformar Energia Mecânica em Energia Eletrostática. O princípio de funcionamento deste gerador é baseado em três princípios pertinentes à Eletricidade, que são: a eletrização por atrito, a indução eletrostática e a repulsão eletrostática.

Apenas para efeito didático, o experimento pode ser dividido em três partes. Vamos a elas:

Cúpula de descarga (a): É um condutor metálico, aproximadamente esférico, oco, e que está apoiado sobre uma coluna isolante.

Correia transportadora de cargas (b): É uma correia não condutora, contínua, que circula sobre duas polias não condutoras.

Base (c): Trata-se de um sistema de engrenagens capaz de por a correia transportadora em movimento. Este sistema pode ser manual (acionado apenas por uma manivela simples) ou elétrico (quando acionado por um motor que fica acoplado às engrenagens de transmissão, localizadas na base do experimento).

Importante!

A correia transportadora: As descargas elétricas que ocorrem nos pentes metálicos (receptor e coletor) produzem gás ozônio (O3), que é muito corrosivo e causam oxidação na correia condutora, favorecendo o seu apodrecimento. Por isso, evita-se usar correias de borracha escura (as que possuem uma substância chamada de “negro de fumo”), que são mais susceptíveis ao processo de oxidação.

Um motor elétrico, posicionado na base do sistema, movimenta uma correia isolante que passa por duas polias: uma na parte inferior, e a outra na parte superior do experimento. Através de pontas metálicas, pente inferior (receptor), a correia recebe carga elétrica positiva de um gerador de alta tensão. A seguir, a correia eletrizada positivamente transporta as cargas até o interior da esfera metálica, onde existe um outro conjunto de pontas metálicas, pente superior (coletor) que, devido à alta tensão existente entre as pontas e a correia, são capazes de ionizar o ar atmosférico, antes isolante. Desse modo, são produzidas descargas de elétrons que estavam na cúpula condutora, deixando-a com falta de elétrons, ou seja, positiva. Assim, como o processo de perda de elétrons pela cúpula metálica é contínuo, mesmo no caso de pequenos geradores, é possível atingir, na cúpula de descarga, um potencial eletrostático da ordem de milhares de volts.