Máquinas eletrostáticas
São dispositivos que fornecem eletricidade estática, por meio da separação de cargas positivas e negativas existentes nos condutores. Os tipos principais são os seguintes:
a) máquinas de atrito a. Máquinas de atrito
O princípio de funcionamento é o seguinte: um cilindro A de material isolante, por exemplo de vidro ou ebonite, gira. Ao girar, atrita-se com urna pele ou flanela B e se eletriza (fig. 90). Se o atrito for entre vidro e pele, o vidro se eletriza positivamente. O cilindro A, continuando a girar, a sua parte eletrizada passa em frente do corpo E, que possui uma ponta D. Quando a carga positiva está em frente do corpo E, a ponta D se eletriza, por indução, negativamente, e a parte oposta C, positivamente. A carga negativa induzida depois escapa pela ponta D e neutraliza a carga positiva indutora. E o corpo E fica eletrizado positivamente. Continuando a girar o cilindro A, a carga positiva de E vai aumentando e esse corpo fica com potencial elevado em relação a terra T. A carga de E pode depois ser utilizada.
Todas as máquinas eletrostáticas de atrito funcionam de acordo com esse princípio exposto. A diferença entre os diversos tipos existentes está na construção, isto é, na forma geométrica e na disposição de suas peças. No tópico Uma Máquina Eletrostática Simples demos a descrição de uma máquina eletrostática de atrito de construção muito simples. b. Máquinas de indução - eletróforo
O exemplo típico dessas máquinas é o eletróforo, inventado por Volta em 1775. Consta de duas peças: um disco isolante, A, feito de enxofre ou cera, e um disco metálico B, com um cabo isolante. Inicialmente atritamos o disco A com flanela. Ele fica com excesso de elétrons e, portanto, se eletriza negativamente (fig. 90-a) Depois colocamos o disco metálico sobre o disco isolante. Como as superfícies são rugosas, embora a olho nú pareçam muito lisas, só vai haver contato entre elas em poucos pontos, e pouca carga escapa do isolante para o metal. Mas, por indução, no metal aparecem cargas positiva e negativa (fig. 91-b). Pondo-se o disco metálico em comunicação com a Terra, os seus elétrons escapam. Cortando-se a ligação com a Terra e afastando-se o disco metálico, ele fica eletrizado positivamente. Aproximando-se uma mão, uma faísca soltará. Podemos assim carregar e descarregar sucessivamente o metal sem que haja uma diminuição apreciável da carga do enxofre.
Nota: Quando se produz a faísca entre o eletróforo e nossa mão, produz-se luz, som e calor, e, portanto, há gasto de energia. Essa energia provém da carga elétrica acumulada no disco metálico, e que resultou da indução eletrostática. A indução foi provocada pela carga do enxofre. E a carga do enxofre por sua vez resultou do atrito com a flanela. A energia mecânica gasta com o atrito é então a causa do aparecimento da luz, do som e do calor que acompanham a faísca. Com o exemplo do eletróforo concluímos duas coisas importantes:
Sugestão: Sugerimos ao leitor construir um eletróforo. A placa de enxofre pode ser obtida fundindo-se enxofre em pó numa bandeja.
c. gerador eletrostático de Van de Graaf
A essa passagem lenta de eletricidade por um gás chamamos eflúvio. Esse fenômeno é empregado no gerador Van de Graaf, que passamos a descrever(fig. 93).
Entre os polos de um dínamo
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