Gerador de Van de Graaff

O Gerador Van de Graaff é uma máquina que utiliza uma Correia Móvel para acumular Tensão Electrostática muito alta na cavidade de uma Esfera de Metal.

Robert Van de Graaff (1901-1967), físico Americano, foi o criador do instrumento. Ele construiu o primeiro destes geradores, por volta de 1930, para acelerar Partículas Atómicas, Figura 1.

Figura 1: Robert J. Van de Graaff e uma das primeiras versões do Gerador Van de Graaff

No interior do Gerador de Van de Graaff, a Correia Móvel está acoplada a uma Roldana de Plástico, Figura 2. Quando o Motor acciona a Roldana, a Correia fricciona a Roldana de Plástico, transferindo Cargas Negativas para ela. Enquanto o Motor continua a accionar a Roldana, as Cargas Negativas na Roldana acumulam-se e induzem Cargas Positivas na Escova de Metal de forma afiada. O Campo Eléctrico, entre a Roldana e a Escova, aumenta e o ar à volta da Escova Ioniza-se. As Cargas Positivas das moléculas de ar são repelidas da Escova e transferidas para a superfície da Correia. Estas Cargas Positivas são a seguir transportadas para dentro da cavidade da Esfera de Metal, que se chama Abóbada, e transferidas, a partir da Escova de Metal de forma afiada, para a Abóbada Esférica, através da Ionização do ar. Este processo permite acumular uma grande quantidade de Cargas Positivas na superfície da Abóbada Esférica e o seu potencial aumenta.

Figura 2: Estrutura Básica do Gerador de Van de Graaff

Quando o Bastão de Metal é colocado perto da Esfera de Metal se a diferença de Tensão entre o Bastão de Metal e a Esfera de Metal chegar a atingir 30,000 Volts por centímetro de ar seco. Uma Corrente flui da Esfera de Metal para o Bastão de Metal, através do ar seco, podendo ver-se as correspondentes faíscas, Figura 3.

Figura 3: O Bastão de Metal na proximidade da esfera de metal

Quando se toca a Esfera Metálica com as mãos, o cabelo da pessoa fica em pé, Figura 4. Cada fio do cabelo é carregado com a mesma carga, repelindo-se mutuamente.

Figura 4