Trata-se de dois experimentos, Van der Graaff e a Gaiola de Faraday.
O gerador de Van der Graaff é um gerador de Cargas. Sua construção consta de um motor (E), duas polias (C e F), uma correia ou cinta (D), duas escovas ou terminais feitos de finos fios de cobre (B e G) e uma esfera oca (A). Quando o motor é ligado, a polia inferior começa a girar a correia. Uma vez que a correia é feita de borracha (semicondutor) e a parte inferior do rolete é coberta com uma fita de silicone (isolante), o rolete inferior começa a acumular uma carga negativa, enquanto que a cinta uma carga positiva.
Figura 1: Esquema do gerador de Van der Graaff
A cinta está positivamente carregada. Ela segue em direção ao rolete superior e escova superior. Se o rolete superior for revestido com uma fita de nylon, ele irá repelir a carga positiva que se encontra da cinta. Os elétrons da escova superior movem-se para as pontas de seus fios, pois são atraídos pela cinta positivamente carregada. Novamente os átomos do ar são ionizados: os elétrons do ar se movem para a correia, e os átomos positivos das moléculas de ar são atraídos para a escova. Uma vez que a escova superior está conectada a parte interna da esfera, esta irá retirar toda a carga da escova, deixando-a neutra. O excesso de carga será distribuído uniformemente na superfície da esfera oca, deixando-a positivamente carregada
A gaiola de Faraday é basicamente uma gaiola feita de um material condutor. Este impede a entrada de campos eletrostáticos e dos campos eletromagnéticos. Os comprimentos de onda dos campos devem serem superiores ao tamanho da malha.
Em campos eletrostáticos prevalece a “Lei de Gauss”. O campo elétrico externo à superfície induz uma distribuição de cargas na superfície metálica. As cargas no metal estarão livres para rearranjarem-se até atingirem uma distribuição que produza um campo elétrico com o módulo exatamente igual ao campo elétrico externo que a gerou. Este possui um sentido contrário. Logo a soma vetorial dos campos elétricos devido a cada uma das cargas em qualquer ponto dentro da superfície fechada se reduz a zero.
Em campos eletrostáticos prevalece a “Lei de Gauss”. O campo elétrico externo à superfície induz uma distribuição de cargas na superfície metálica. As cargas no metal estarão livres para rearranjarem-se até atingirem uma distribuição que produza um campo elétrico com o módulo exatamente igual ao campo elétrico externo que a gerou. Este possui um sentido contrário. Logo a soma vetorial dos campos elétricos devido a cada uma das cargas em qualquer ponto dentro da superfície fechada se reduz a zero.
Se falei grego para alguns, a continuação do tema será no próximo post!
