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PELLETRON(Gerador Eletrosttico Peletizado)

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

(Publicado em 29/11/2010)

IntroduoMuito me honra o recebimento de mensagens dos consulentes do Feira de Cincias. Por vezes no possoresponder a todas postadas num s dia. Todavia, durante o ms, h uma boa quantidade delas (dezenas,na verdade), que batem na mesma tecla:"Prof., meu gerador de Van de Graaff no quer funcionar! Quefao?".Explico o problema da umidade no interior da coluna, do uso do secador de cabelo, do uso inadequado decorreia com borracha preta, da srie triboeltrica, do material dos roletes, etc., na tentativa de contornar afalta de eletrizao na cpula. O GVDG mesmo manhoso! Como resolver isto definitivamente?

Em dezembro de 2010, decidi acrescentar ao meu GVDG algo que, ocasionalmente, citado nos textossobre tal gerador: uma fonte eletrizadora de alta tenso. Eu a instalei de modo a borrifar cargas eltricasdiretamente sobre a correia de borracha em movimento. O resultado foi bom, muito bom.

Ai decidi melhorar mais ainda o rendimento e ento veio-me cuca a lembrana do PELLETRON da USP.Simplificando bem a coisa, o Pelletron um acelerador de partculas (muito parecido com o GVDG) cujacarga aceleradora adquirida mediante "pellets" (pequenos tubos condutores ou esferas metlicas)presas a uma cinta isolante. Os "pellets" recebem suas cargas, no mais atravs do atrito entre correia ematerial do rolete inferior (caso do VDG), e sim da fonte de alta tenso; estas cargas so transportadasmecanicamente para cima, via cinta, e so captadas pela ponta ligada internamente cpula, as quais,por sua vez, so transferidas para a superfcie externa.Comparado com o gerador de Van Graaff, no Pelletron original, a cadeia de "pellets" pode operar a umavelocidade maior do que uma cinta de borracha, e tanto a tenso como as correntes que podem seralcanados so muito maiores.

Prottipo

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Detalhes das pontas metlicas e dos"pelletes" fixos na correia.

No meu prottipo, os pellets (esferas ou cilindros) foram substitudos por elipses de alumnio recortadasde folha "Contact" aluminizada (folha de alumnio com uma face gomada e protegida por papel encerado;Contact marca registrada). Como minha correia de borracha avermelhada tem largura de 60 mm, corteias elipses com 50 mm (eixo maior) por 25 mm (eixo menor). As elipses foram coladas diretamente nacorreia de borracha, com espaamento de 40 mm, como se ilustra acima. A cola que faz parte do papelContact suportou bem as viradas das elipses sobre os roletes, mas deixei anotado que, para o prximo"Pelletron" usarei de roletes mais largos; com roletes mais largos as elipses fazem as viradas com menorflexo. As escovas originais do GVDG foram substitudas por pontas feitas com agulha de coser de 40mm, incrustadas (por aquecimento) em pequenos blocos de acrlico. Ainda pretendo fazer novos testes,tanto quanto inclinao das elipses na correia como com as pontas injetora (inferior) e receptora(superior). Aguarde atualizaes!A Mquina de eletrizar eletrnica, responsvel pela injeo de cargas sobre as elipses que passampelo rolete inferior, atravs da ponta de agulha, usa dos seguintes componentes:

Componentes

TR - transistor NPN (2N3055 ou equivalente)T1 - transformador (110V/12V,2A);T2 - flyback, qualquer modelo (preferncia;modelo antigo de TV preto/branco);PR - ponte retificadora para 3A;D - retificador para alta tenso, tipo TV (TV-18);C1 - capacitor eletroltico 2200mF x 25V;C2 - capacitor polister 0,03mF x 400V;C3 - capacitor de vidro [placa de vidro fino (10 x 10 cm), 2 folhas de alumnio (8 x 8 cm)];R - resistor 300W x 2W;cordo de fora, caixa plstica, solda, etc.

Circuito eltrico

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Na montagem da mquina de alta tenso, lembrar que o enrolamento extra de 20 + 20 espiras de fio decobre #24 AWG esmaltado (ou cabinho 24), deve ser feito sobre a perna livre do flyback e que o transistor2N3055 requer dissipador de calor. O capacitor de vidro (C3) pode ser disposto dentro da caixa quesuporta o VDG ou mesmo sobre sua base. Lembro, ainda, que este capacitor de vidro pode sersubstitudo por placas simples de circuito impresso, superpostas; uma tcnica bastante conhecida.

Como a transformao do GVDG para Pelletron bastante simples, fao crer que a maioria dosaficionados pela alta tenso far tal converso. Fico no aguardo dos comentrios desses aficionados nosentido de melhorarmos cada vez mais o desempenho desses modelos didticos de Pelletrons. Isto vaifazer uma revoluo nos projetos de VDG ... infelizmente, sem os devidos crditos!

Primeira modificao (25/01/2011)No prottipo, aps algum tempo de funcionamento, alguma parte perifrica das elipses de alumniocomeam a se soltar; a cola que acompanha o Contact no segura bem na borracha. Um motivo bvio:a elipse foi colada com a borracha no tensa e depois passa a funcionar com a borracha tensa(ligeiramente esticada entre roletes).Assim, parti para a primeira modificao, a saber: substitu as elipses por tiras de alumnio, de 1 cm delargura, envolvendo toda a largura da cinta (frente e verso), assim como substitu os roletes isolantes porroletes condutores (metlicos). As tiras foram coladas transversalmente na correia, afastadas 2 cm uma daoutra; a coisa pronta ficou parecida como uma escada de degraus de alumnio tanto na frente como noverso da correia. A rea total externa dessas tiras no ficou muito longe daquelas das elipses.

O rolete condutor superior facilita a descarga das tiras eletrizadas, pois seu eixo vai ligado diretamente aointerior da cpula; com isto, a ponta de descarga superior foi eliminada. A ponta 'injetora' de cargas, nabase do aparelho foi instalada do lado da subida da correia, logo acima do rolete inferior (3 cm acima,para evitar faiscamento).

Para quem no tiver acesso fcil para adquirir roletes de alumnio com o formato de barriletes, recomendoque recubra os prprios roletes de PVC ou nylon, j existentes, com papel alumnio, deixando bordas at

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encostar nos eixos desses roletes. Desta forma os prprios eixos faro parte do circuito eltrico etrabalharo como escovas ou pontas de descarga. O eixo do rolete inferior, via de regra, j o prprio eixodo motor (ou extenso dele), de modo que o motor (carcaa) fica ligado a eletricamente ao rolete inferiorfazendo o papel de terra.

Novamente, posto a funcionar, os resultados foram muito bons: melhor que com as elipses!

Quanto mquina de eletrizar, estou fazendo vrios ensaios para ver qual a mais simples para ser usada.Nesta primeira modificao usei o circuito eltrico de um 'ozonizador', apenas acrescentando o diodoretificador de alta tenso e um capacitor de vidro. Na prxima atualizao coloco aqui o circuito doozonizador j modificado e outras fontes de alta tenso.

Aguardo comentrios/sugestes.

Prof. Lo [Luiz Ferraz Netto - Barretos - SP] - leobarretos@uol.com.br

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