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Mini gerador de Van de Graaff Prof.
Luiz Ferraz Netto [Léo] Objetivo Nesse novo projeto vamos construir, passo a passo, um mini-gerador de Van de Graaff que poderá produzir cerca de 15 000 volts em uma lata de refrigerante vazia. É um projeto modesto (e de baixo custo), porém capaz de produzir faíscas de 3 a 4 cm no dedo que se aproximar da lata de refrigerante 'carregada'. Tal faísca, pelo efeito de pele, é bastante inocente, não mais perigosa que aquela que poderá saltar de seus dedos para uma maçaneta após você ter atritado seus pés num tapete. Usamos da lata de refrigerante por, além de sua facilidade de obtenção, não apresentar 'pontas' ou 'quinas' salientes as quais facilitariam o escoamento de cargas para o ambiente mas, sem dúvida, poderá ser substituída (com vantagens) por uma cúpula metálica esférica típica dos geradores tipo Van de Graaff ou ainda por utensílios metálicos de cozinha que não apresentem bordas vivas. Tenho encontrado em lojas de R$ 1,99 peças de alumínio com bordas arredondadas (copos, tigelas, etc.), as quais podem, perfeitamente, serem adotadas como cúpulas de tais geradores eletrostáticos. Veja nossas sugestões no final do projeto. Material
Visual
do material
Montagem
Esse tubinho (1) é quem sustentará o GVDG e permitirá sua remoção para trocar a correia (ilustração acima, à direita) e outros eventuais ajustes (para tanto bastará retirar a conexão T que será encaixada nesse tubinho). Preparemos
a unidade motora. Para tanto separe, com um serra de dentes finos, um
cilindro de lápis de cerca de 2 cm de comprimento. Esse cilindro será o
rolete inferior do gerador e deverá ser recoberto com uma camada de
tecido (pode ser de feltro, pano de guarda-chuva, cetim etc.); basta
passar um pouquinho de cola do cilindro e enrolar o pano (depois de seco
faça os cortes para retirar as rebarbas).
O
próximo passo é fazer a escova inferior do gerador. Para tanto, com
furadeira e broca, faça um furo na lateral da conexão T, imediatamente
abaixo do rolete, suficiente para passar o plástico que recobre o fio de
luz, flexível, de 2 ou 3 mm de diâmetro. Descasque cerca de 1 cm numa
extremidade desse fio e espalhe os fiozinhos internos desse fio fazendo
uma espécie de vassourinha da largura do rolete inferior do gerador;
corte esse fio flexível numa extensão de uns 10 cm; espete esse fio de
dentro do T para fora, de forma que a vassourinha fique bem sob o rolete
--- sem encostar nele! Cole o fio no orifício para bem fixá-lo na
posição devida (ou use fita adesiva para prende-lo).
A seguir, deveremos cortar outro pedaço de tubo de PVC de 3/4" que será encaixado no buraco superior da conexão T o qual suportará, por sua vez, a luva de PVC de 3/4", que conterá o rolete superior e o prego, onde girará a tira de borracha. Corte o tubo de água de 3/4" para que fique com cerca de 6 cm de comprimento (lixe para ajusta-lo na conexão T e luva). Com a broca e furadeira faça um furo que atravesse de lado a lado, ao longo do diâmetro, a luva de PVC, a uns 1,5 cm da extremidade superior (o diâmetro desse furo deve permitir, com certa folga, a passagem do prego). Inicialmente usei um prego 12x12, depois troquei por um eixo de aço. Eis à, esquerda das ilustrações abaixo, os novos componentes da montagem e, à direita a visão dos trabalhos até o momento:
Agora é hora de ajustar a correia, ou seja, a tira de borracha, que deve passar pela polia inferior (toco de lápis recoberto com feltro) e pelo prego (sem estar demais apertada a ponto de travar o funcionamento do motor). Desse arranjo deverá sair o comprimento adequado da correia. Um tubinho de plástico rígido recobrindo o prego, permitirá um deslizar mais suave para a correia. Deve-se dar preferência para um tubinho de vidro retirado de um fusível já queimado (veja notas abaixo). Para retirar as partes metálicas desse fusível basta aquecer fortemente as extremidades metálicas (com a ponta de um soldador) e puxa-las com alicate. Logo
acima do prego (coisa de 3 mm) deverá ser feito outro orifício na
lateral da luva (no lado 'perpendicular' ao eixo) para passar o fio da
escova superior, do mesmo modo que foi feito com a escova inferior. A
extremidade livre desse fio, do lado de fora da luva de PVC, deverá
encostar no interior da lata de refrigerante (a lata de refrigerante é
uma das opções para fazer a cúpula do mini-gerador de Van de Graaff).
Nota
1: O rolete superior pode ser feito do mesmo pedaço de lápis
usado para fazer o rolete inferior. Corte um pedaço de 2 cm e retire a
mina de grafite. Retire a tampa superior da lata de refrigerante (cuidado com as rebarbas). Eu, particularmente, uso de uma lixadeira vertical para extrair essa tampa superior. Basta encostar a 'boca' da lata na lixadeira e 'comer' cerca de 1/2 mm do material. Depois ... lixa d'água.
Vamos
'fixar' a lata (cúpula) na nossa 'torre'. O diâmetro externo da luva de
3/4" é de cerca de 3 cm e o diâmetro da boca da lata de
refrigerante é coisa de 5,2 cm; então, 5,2 cm - 3 cm = 2,2 cm. Metade
disso será a folga entre a boca da lata e a luva. Vamos preencher isso
com 'quadradinhos' de borracha (dessa comum, de apagar os erros feitos à
lápis). Assim, para ficar um pouco apertado, você vai precisar de 4
'quadradinhos' de borracha de 1,2 cm para colocar entre a borda
interna da boca da lata e a luva.
Agora é só colocar para funcionar. Coloque duas pilhas no porta-pilhas e ligue aos fios vermelho e preto do motor. O ideal é usar uma fonte de alimentação ajustável de 0 --- 6 ou 0 -- 12 VDC e ajustar a tensão para o melhor ponto de funcionamento. Ligue a escova inferior, fio branco da foto acima, num ponto de terra (pode ser o mesmo terra da fonte de alimentação) como, por exemplo, uma janela metálica. O 'esquema' do mini-gerador, para que você possa explicar o funcionamento em sua Feira de Ciências é:
Divirta-se! Ah! não esqueça de cobrir o rolete inferior com flanela (usei aquele tecido verde típico de mesa de bilhar). Sugestões para "novos" mini-geradores de Van de Graaff
Sugestões recebidas via e-mail: De Vivian Vidal Salles, recebi mensagens relativas à montagem desse projeto e, dentre elas, a dificuldade de encontrar a tal 'borracha vermelha'. Logo ela encontrou a solução; reproduzo sua mensagem e as fotos que enviou (e autorização para publicação). Meus agradecimentos à Vivian. "Oii...td bomm? Era a correia sim o problema desse gerador. Liguei para várias borracharias e para a Casa da Borracha e ninguém tinha o que eu precisava (borracha amarelada). Assim, não tendo mais nenhuma alternativa, sabe aquelas toucas de natação de silicone, então fiz a correia com isso e deu certo. Porém, o motor gira com maior facilidade e já quebrei 2 vidros fusíveis "brincando" com a experiência. Tem alguma forma para tentar não quebrar o fusível? Valeu.... Segue fotos ... Vivian." NOTA: Vivian já recebeu a mensagem de retorno; exponho aqui: colocar um rolete (como o inferior) no lugar do vidro de fusível. Use um pedaço de lápis, retire o grafite e substitua esse por um prego (ou eixo de arame duro).
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