Física III

1. INTRODUÇÃO

O gerador de Van de Graaff é uma máquina eletrostática que foi inventada pelo engenheiro Norte Americano descendente de holandeses, Robert Jemison Van de Graaff (1901 – 1967), por volta de 1929. O gerador logo em 1931 foi usado na física nuclear para produzir as tensões muito elevadas necessárias em aceleradores de partículas, era um material indispensável para desvendar a constituição do átomo. O princípio de funcionamento do gerador consiste em um terminal de alta tensão formado por uma esfera metálica oca montada na parte superior de uma coluna isolante. Pode-se criar uma diferença de potencial de até 5 milhões de Volts e é utilizado para acelerar um feixe de elétrons, prótons ou íons, com o intuito de bombardear núcleos atômicos. No seu funcionamento o gerador tem um movimento na correia onde as cargas se distribuem em uma área maior do que no rolete, ou seja, a densidade superficial de cargas na borracha é menor do que no rolete. E é daí que o campo elétrico entre o rolete inferior e as pontas do pente metálico torna-se intenso. Consequência: elétrons livres das pontas do pente metálico são repelidos até a carcaça do motor (onde o pente está ligado) e as “pontas” ficam com cargas positivas (falta de elétrons).
A máquina de Van de Graaff tinha bolas de alumínio com 4,5 metros de diâmetro e produzia tensão de aproximadamente 2 milhões de volt e foram montadas em trilhos para facilitar os respectivos deslocamentos. Hoje são produzidos vários geradores em tamanho reduzidos e usados em laboratórios de física, dentre os vários fatores que chamam atenção no gerador é que é quando a bola de alumínio no topo é tocada com as mãos toda a carga acaba sendo transferida para os fios de cabelo que se repelem mutuamente. Os aceleradores Van de Graaff sofreram desenvolvimento tecnológico dando lugares ao hoje conhecido como “aceleradores Pelletron”, no gerador também pode se notar que ao aproximar a cabeça ou o braço da bola de alumínio os fios de cabelo