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Eletroscópio Eletrônico
(versão Darlington)

Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
Este simples detetor de cargas elétricas funciona pelo princípio da indução eletrostática numa vareta metálica (antena) mergulhada no campo elétrico desse corpo eletrizado. Apresenta excelente sensibilidade.

Objetivo
Analisar o fenômeno da indução eletrostática; estudar o funcionamento básico de um transistor; reconhecer o circuito Darlington com dois transistores NPN - BC548; reconhecer os tipos de carga elétrica.

Material

2 transistores BC548 - NPN - uso geral;
1 transistor BC 557 - PNP - uso geral;
1 LED (diodo emissor de luz) comum;
1 resistor de 47 ohms, 1/4 W;
1 capacitor eletrolítico 100
mF x 10 Vcc;
2 pilhas associadas em série (com porta-pilhas);
1 pedaço de fio de cobre rígido (antena), 25 a 30 cm.

Circuito esquemático

Montagem
Esta não oferece dificuldade, mesmo para o iniciante. Pode-se usar de uma ponte de terminais ou um conector Sindall com 6 seções, conforme queira utilizar soldagens ou não. A antena é um fio comum #16, rígido, com capa plástica (desencapar e lixar somente a extremidade a ser fixada na base do transistor), com cerca de 25 cm de comprimento. Cuidado com a pinagem dos transistores; os BC548 são NPN (coletor no positivo e emissor no negativo); o BC557 é PNP (emissor no positivo e coletor no negativo). O BC548 conduz quando sua base é polarizada positivamente; aqui está todo o "segredo" do funcionamento deste eletroscópio. O circuito será acionado (entra em condução), como dissemos, quando a base do primeiro BC548 tornar-se positiva em relação ao emissor; e isto ocorrerá em duas situações:
(a) quando da extremidade superior da antena aproximarmos uma carga positiva e,
(b) quando da extremidade superior da antena afastarmos uma carga negativa.
Vejamos como isto ocorre:

Procedimento

1- Consideremos como corpo eletrizado de prova um bastão de acrílico (pode ser sua régua transparente) atritado com papel toalha; o bastão torna-se positivo e o papel torna-se negativo (o bastão de acrílico cede elétrons para o papel --- veja série triboelétrica).

2- Com a aproximação do bastão eletrizado da antena, ocorrerá o fenômeno da indução eletrostática e elétrons do fio de cobre se destacam de seus átomos para se acumularem na extremidade do fio próximo à carga positiva indutora (do bastão) --- esta extremidade fica polarizada negativamente; a outra extremidade do fio de cobre, assim como a base do transistor ligado a ela, ficam polarizados positivamente; o transistor passa a conduzir; o segundo transistor BC548 também passa a conduzir (com amplificação de corrente) e isto leva à condução do BC557 --- o LED acende!
Ao afastarmos o bastão positivo da antena, os elétrons voltam á sua distribuição normal no fio (deixando-o no estado neutro) e o circuito é desativado --- O LED apaga.

Que acontecerá se aproximarmos um corpo eletrizado negativamente dessa antena?

3- Mas, o que acontecerá quando este corpo negativo, que já está bem próximo da antena, for afastado dela? Os elétrons em excesso que se acumularam na base do transistor passam a se movimentar para a extremidade livre da antena (onde há falta de elétrons) e este movimento é interpretado pelo transistor como uma corrente convencional chegando à base; o transistor passa a conduzir, o segundo transistor também, o terceiro também ... o LED acende!

O sistema deteta, acendendo o LED, quer com a aproximação de carga positiva quer com o afastamento de carga negativa.

 


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