Se você é um conhecedor de mecânica, pode construir um pequeno gerador Van de Graaff com despesas mínimas, uma vez que as peças podem ser obtidas no comércio ou podem ser fabricadas. Por outro lado, você pode comprar o equipamento ou um gerador pronto.
Ø Motor - motor usado com 1/8 cv e 3.780 rpm.
Ø Correia – uma tira de borracha fina que foi colada pra se formar uma correia. A correia deve ser isolante, então não se deve usar borracha preta, pois a borracha preta em altas voltagens se torna condutora.
Ø Cilindro superior - um rolo de alumínio revestido couro com 50 mm de diâmetro e 7,5 cm de comprimento no total com eixo. O cilindro foi usado um eixo de 3/8 engatado a dois rolamentos de (MEDIDA DO ROLAMENTO)
Ø Cilindro superior - um pedaço de nylon com cinco cm de diâmetro e cinco cm de comprimento, com uma coroa no meio.
Ø Cilindro inferior – Um rolo de teflon de 50 mm de diâmetro e 7,5 cm de comprimento com um furo do mesmo diâmetro do eixo do motor utilizado.
Ø Escova superior e inferior - dois pedaços de fio elétrico descascado e espalhado a fim de que se pareça com um pincel.
Ø Esfera - duas tigelas de salada de alumínio, aquelas compradas em lojas de cozinha por no máximo oito reais. Use uma tigela que quando colocada duas uma com a boca na outra o formato seja o mais próximo á de uma esfera.
Motor No motor você necessita de um com potência suficiente para girar a correia, um motor entre ½ à 1/10 de CV. Tecnicamente todos os pequenos motores disponíveis servirão para esse projeto. Não é aconselhável usar no projeto um motor que seja mais lento que 1.000 rpm, A velocidade irá determina a rapidez com que o gerador se carrega, e isso não se aplica a quantidade de carga gerada no gerador, um motor de 10 mil rpm vai ter a mesma carga que um de 1.000 rpm, a diferença é o tempo pra ele eletrizar o gerador ao máximo depois de uma descarga.
Cilindros
Deve usar a método do cilindro negativo/positivo. É muito mais eficiente que dois cilindros neutros. Saiba que materiais quer usar e depois procure nas lojas de ferragens. Existem materiais na lista triboelétrica que são facilmente encontrados (Clique aqui pra ver a lista). Não use folhas de alumínio ou qualquer outro metal que possa quebrar ou lascar. Se o alumínio lascar, vai se prender na correia, causando um curto-circuito no gerador. Divida o cilindro em três partes e abaúle-o afim de que seu formato seja semelhante à curvatura de um barril, a correia tende ir para a parte mais alta. O furo central do rolete deve ser semelhante a do eixo utilizado, nem maior e nem menor. No projeto foi utilizado o rolete superior de couro e o inferior de teflon.
Correia
No projeto realizado foi utilizada uma tira de borracha fina, onde foi cortada e colada pra se tornar a correia. Você pode utilizar qualquer material isolante pra ser feito como correia, o melhor material é a borracha. Evite usar correias pretas e grossas, pretas porque normalmente borracha preta contém carbono e essas correias em altas voltagens ela se torna condutora e grossa porque quanto mais grossa mais difícil é a transferência de energia.
O tubo cirúrgico funciona muito bem. É durável, fácil de manter limpo e de trabalhar. Compre o tubo em uma boa loja de ferragens ou de suprimentos médicos. Será preciso cortar o tubo para fazer uma correia lisa. Use uma tesoura ou infle o tubo. Faça um círculo e sobreponha as pontas levemente. Faça um corte com 45º de ângulo sobre as pontas, cortando até o fim. Junte as extremidades e cole-as com cola de borracha. Esse procedimento ajuda a correia a passar pelos cilindros.
Lembre-se de que a correia não pode ser condutora. Evite usar qualquer material que seja preto, pois provavelmente contém carbono, que é condutor em altas voltagens que o gerador Van de Graaff desenvolve. A largura da correia deve ser o mais próxima possível da do cilindro para garantir que a escova "revista" a correia e não perca carga para o cilindro.
Escovas As escovas precisam ser de um material condutor como o cobre. No meu caso foi usado fio de cobre. Descasque o fio e tente fazer um pincel com ele, quanto mais pontas tiverem melhor é. Quanto menores e mais afiadas forem às pontas da escova, melhor será seu desempenho. Tente variar a distância entre as escovas e os cilindros. Não deixe que as escovas entrem em contato com a correia. Isso criará fragmentos e sua correia será destruída. Separar os fios finos dos fios de aterramento funciona bem e é recomendado.
Esfera
Qualquer esfera oca de metal serve. Não use uma esfera de material isolante.
Notas para um bom funcionamento do
gerador
1. O gerador de Van de Graaff não funciona no vácuo.
A
deposição de cargas na superfície externa da correia depende do “efeito Corona”
através do qual o ar transforma-se em plasma: elétrons + íon positivo. Na
ausência de ar (vácuo) o Van de Graaff não funciona.
2. Poeira e outras partículas reduzem a capacidade de
carga do Van de Graaff. As presenças de poeiras e de
outros particulados nas vizinhas dos pentes e da correia limitam a capacidade
de carga da bola. Outro fator que influi
na capacidade de carga são marcas gordurosas deixadas pelas mãos na correia.
Recomenda-se proteção e limpeza usando álcool (de limpeza).
3. A umidade do ar. Os efeitos
eletrostáticos acontecem com duas condições: alta voltagem e baixíssima
corrente elétrica. A umidade que
cobre as superfícies de material não condutor, como borracha e plástico, cria
uma camada que condutora corrente elétrica o suficiente para prejudicar os
efeitos eletrostáticos. Alta umidade na
correia e nos roletes inibe o processo de eletrização. Assim,
recomenda-se secar as partes constituintes do Van de Graaff antes do seu uso. É
extremamente conveniente o acesso a um “secador de cabelo”.
4. Umidade e poeiras nas partes externas. Para
evitar fugas recomenda-se limpeza da bola e do tubo de PVC que a suporta. Usar álcool
de limpeza. Secar bem com um secador de cabelo.
Como construir
Primeiramente tenha todas as peças em sua disposição.
Comecem com a montagem dos roletes, eles devem ter
a mesma largura da correia utilizada, o rolete inferior é o mais simples, pois
ele será preso direto ao eixo do motor, já o rolete superior você poderá optar
em usar rolamentos em sua parte interna, isso fica ao seu critério, no meu caso
eu coloquei um rolamento em cada lado do rolete, os rolamentos irão ajudar a aliviar
o esforço do motor, permitindo uso de um motor menos potente. Fixe o motor e os
roletes no tubo de PVC, é aconselhável fazer um furo no tubo com uma cerra copo
do mesmo tamanho do rolete, isso facilitara a fixação do motor e a montagem do
rolete já no eixo do motor economizando trabalhos extras. Para a fixação do rolete
superior é necessário fazer um furo passante na extremidade do tubo pra fixar o
rolete, o furo passante ajudara a balancear o rolete pra que a correia não
fique “sambando” nos roletes.
Após tudo isso é necessário colocar a correia, coloque-a
de um modo que fique bem esticada, caso ela fique frouxa o gerador não irá
funcionar no seu máximo.
Feito isso está na hora de instalar os pentes
coletores, na parte superior faça uma ponte com um fio de cobre rígido e prense
um terminal em cada ponta para facilitar sua fixação no globo, logo após prenda
o pedaço de tela de janela no fio e dobre-o, ligue o motor e com a correia
girando ajuste a escova, tente deixa-la o mais próximo o possível ela não pode encostar-se
ao rolete e nem na correia, o mesmo se aplica ao rolete inferior, única diferença
é que o fio de cobre deve ser aterrado.
Depois é você precisa pegar as uma das duas tigelas
e fazer um furo nela com que possa vestir ela ao tubo, o terminal da escova
superior deve ser fixada na tigela, feito isso é só colocar a outra tigela em
cima a fins de que se torne uma esfera oca, fixe com fita e este pronto o seu
Gerador de Van de Graaff!
Características do gerador construído:
- Capacidade 22.22 pF
- Carga 13.09 mC
- Potencial 590 mil Volts
