O Projeto e Materiais Usados

É possível construir um gerador mais simples, com mínimas despesas, uma vez que suas partes podem ser obtidas no comércio ou podem ser fabricadas.

O projeto original leva um motor com uma velocidade de 3 000 rpm a 5 000 rpm. Optou-se por convenção o uso de um sistema de manivela, constituído por uma catraca e uma coroa de uma bicicleta de marcha convencional. O quadro da bicicleta, modificado, deu origem ao suporte de sustentação do sistema, fixo na base de madeira.

- Correia: Foi usada uma correia de material isolante (lençol de borracha), com mais ou menos 1m de comprimento por 4,5 cm de largura. Suas pontas foram coladas com cola especial (Tek Bond). Não pode ser condutora.

A correia deve ter a menor espessura possível. Quanto mais fina, melhor; de fato, quanto mais espessa for a correia, mais ela tenderá a sair dos cilindros. Conforme a velocidade do gerador aumenta, maior é a força centrípeta sobre a região da correia que passa acima do rolete superior e abaixo do rolete inferior. Essa força tende a afastar a correia do rolete, e a correia ficará instável em altas velocidades.

Ela também deve ter um material que tenha uma boa resistência ao ozônio. Durante a operação de um Van de Graaff, ambas as descargas elétricas, as provenientes do globo e as das escovas, produzirão ozônio. Ozônio (O₃) é muito corrosivo, mesmo em pequenas quantidades; pode causar ferrugem, e borrachas e plásticos podem ser oxidados ou sofrerem apodrecimento.

- Escovas ou pentes metálicos: O gerador de Van de Graaff tem duas escovas virtuais para transferência de cargas.

A primeira fica localizada na base, sob o rolete inferior e próxima à face externa da correia. A segunda escova fica localizada sobre o cilindro superior e próxima à face externa da correia.

Basicamente, as escovas têm a mesma largura da correia. Depois que o material é cortado na largura indicada, repicamos com uma tesoura várias camadas dos fios horizontais; isso deixou as pontas (farpas) de maior comprimento voltadas para a correia. Montamos as escovas bem próximas à correia, mas sem tocarem nela. A escova inferior foi ligada eletricamente à terra (condutor aterrado) que pode ser conectado no plugue de tomadas aterradas.

A escova superior foi ligada, elétrica e internamente, ao domo de descarga. O espaçamento das escovas deve ser ajustado com o girar da manivela, existindo um espaço de ar entre as pontas das escovas e a superfície externa da correia.

Esquema da escova inferior

Cilindros ou roletes: Foram usados dois roletes: um superior e um inferior.

Usamos pedaços de canos plásticos usados nas redes domésticas de distribuição de água e colamos discos em suas extremidades. Os roletes cilíndricos tem diâmetro ao redor dos 2,5 cm e algo como 3 cm a 4 cm de comprimento.

O rolete inferior foi recoberto com uma tira de pano verde para mesas de sinuca (feltro) e fixado com cola tipo Super Bonder. O rolete superior foi recoberto com uma tira de alumínio autocolante (tipo Contact).

Os discos laterais têm diâmetro pouco superior ao dos canos, de modo que não permitem o escape da correia.

O rolete inferior gira solidário ao seu eixo (o eixo é colocado sob pressão), que é comandado pela catraca da bicicleta (engrenagem). O rolete superior gira livremente sobre o seu eixo (rolete louco). 

Esquema dos roletes

Coluna de Apoio: Para a montagem da coluna usamos um tubo de plástico rígido, o PVC, com diâmetro um pouco menor que o dobro do comprimento dos cilindros, tendo mais ou menos 81 cm de comprimento. É ela que sustentará os dois cilindros, a força exercida pela borracha esticada, o peso do domo. A espessura da parede do tubo é também importante.

Cúpula de Descarga, domo ou esfera: Foram usadas duas tigelas de salada de aço inoxidável apoiadas sobre as bordas uma da outra. Unimos as tigelas pelas bordas (passando uma delgada camada de supercola na borda delas). Mas como é comum o vazamento de cargas nas imperfeições dessa junção (efeito Corona), aplicamos um calafetador à base de silicone numa camada de espessura de 3 a 5 mm. As colas de silicone para vidros (usadas em montagem de janelas e aquários) e veda-calhas, fornecidas em tubos, são excelentes para essa finalidade.