Raios Artificiais - Mostra Definitiva
A partir do final de 2005, o material sobre "raios artificiais" foi reorganizado numa forma mais definitiva, como parte da exposiçãp definitiva do Espaço COPPE Miguel de Simoni, no prédio da Escola Politécnica da UFRJ. Os dispositivos atualmente na mostra são descritos a seguir.
A máquina de Wimshurst foi restaurada a partir de uma máquina "Voltana" doada pelo Instituto de Física da UFRJ. Os discos, as garrafas de Leyden, e outros detalhes que estavam danificados foram reconstruidos, resultando em uma máquina de excelente desempenho. Outra vista. Ela produz faíscas de 11 cm e 30 µA de corrente. Serve para demonstrar faíscas, acionar uma caixa com bolas condutivas (há uma vertical fechada e outra horizontal aberta), acionar um motor iônico, acionar uma lâmpada fluorescente, e para dar choques elétricos em cadeias de voluntários com as mãos dadas (uma das demonstrações favoritas). É usada também para dar uma carga inicial à máquina de Bonetti. As duas máquinas estão instaladas próximas.
O gerador de Van de Graaff montado na exposição também foi recuperado de um aparelho doado pelo Instituto de Física da UFRJ. Este gerador era aparentemente parte de um pequeno acelerador de partículas, pois existe espaço na frente da correia para um tubo vertical, e indicações na base mencionando radiação e corrente de feixe. Parte das montagens na base e dentro do terminal foram refeitas, o medidor de corrente foi substituido, e uma correia nova de látex foi instalada. Na base, uma escova de fibras condutivas, aterrada, foi posta em contato com a correia enquanto ela passa pelo rolete inferior. No tôpo, uma escova idêntica foi conectada ao terminal. Neste gerador, a excitação é obtida por fricção rolante dentro do terminal, onde a correia de látex passa sobre um rolete, que originalmente era de um plástico, aparentemente PVC. Eu instalei um rolete de Teflon no lugar do original, o que em muito melhorou o desempenho do gerador. A máquina gera corrente de até 8 µA, e tensão negativa de 200 kV ou mais. Uma pena presa por um barbante pode ser fixada ao tôpo do terminal, através de um ímã (há outro ímã colado dentro do termininal), o que serve como previsão do efeito de "cabelos em pé" que é a demonstração principal feita com o aparelho. Uma vareta de alumínio com uma bola, ligada à terra e à base do gerador por um fio serve para demonstrar faíscas e para descarregar o terminal. Para a mostra definitiva, a caixa da base foi nivelada e repintada, o tubo e o terminal polidos, e o coletor de carga superior refeito.
A experiência de "cabelos em pé" é feita fazendo a pessoa subir em uma plataforma isolante (uma caixa plástica para garrafas) e tocar o terminal da máquina com um fio com anéis nas pontas. Em pouco tempo os cabelos se levantam devido à repulsão entre as cargas elétricas que se localizam neles, levando a um divertido efeito. A baixa corrente do gerador torna a experiência segura. O gerador usado é um pouco fraco para essa experiência, mas em dias secos dá bons resultados.
Máquina de Wehrsen e demonstração de para-raios.
Uma máquina de Wehrsen grande foi construída para a exposição, baseada em um protótipo menor que estava na exposição temporária. Não foi possível construir de forma adequada o disco com setores internos da máquina de Wehrsen com aquele tamanho, e então foi instalado um disco com setores expostos, como o de uma máquina de Wimshurst. Isto reduziu o desempenho esperado da máquina, mas ela ainda é capaz de produzir faíscas longas e corrente suficiente para os experimentos. A máquina é usada para acionar um dispositivo para demonstração de para-raios, que consiste em uma garrafa de Leyden tendo um braço móvel ligado ao terminal interno, que se descarrega sobre um modelo de uma casa. Com o para-raios ligado, a descarga é roteada seguramente para a armadura externa da garrafa. Com ele desligado, a descarga passa por uma série de faiscadores instalados nos quartos da casa, ilustrando danos que podem ser causados por um raio.