Generador De Van De Graaff

ÍNDICE

Pág.

Índice 2

Introducción 3

Objetivos 4

Marco Teórico 5

Descripción del proyecto 8

Conclusiones 10

Recomendaciones 11

Anexos 12

INTRODUCCION

El presente proyecto científico se realizó con el objetivo de hacernos presentes en la Feria de Ciencias Naturales, que nos incentiva a la creación de proyectos científicos creativos, en este caso el proyecto es el generador Van de Graaff.

El Generador de Van de Graaff es una máquina que almacena grandes cantidades de carga eléctrica. Para ello se usa una esfera metálica hueca que se carga por la fricción de una banda elástica hilos de metal. Las cargas son transportadas por los hilos hasta la esfera metálica, en donde son almacenadas; esto es lo que se conoce como electrostática.

Sin más que decir, los invitamos a dar lectura del presente proyecto de investigación realizado con mucho esfuerzo y dedicación por los integrantes de III C.B.T. “2”.

OBJETIVOS

General.

 Determinar cómo se realiza y como funciona un generador Van de Graaff simple o casero, el mismo que deberá producir descargas de electricidad estática que permitirá realizar una serie de trucos, que despierte el interés de nuestros compañeros y público en general.

Específicos.

 Determinar que materiales caseros y simples son utilizados para la elaboración de este instrumento y demostrar la utilidad final, del mismo.

MARCO TEÓRICO.

El generador de Van de Graaff es una máquina electrostática que utiliza una cinta móvil para acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca. Las diferencias de potencial así alcanzadas en un generador de Van de Graaff moderno pueden llegar a alcanzar los cinco megavoltios. Las diferentes aplicaciones de esta máquina incluyen la producción de rayos X, esterilización de alimentos y experimentos de física de partículas y física nuclear.

Historia:

Este tipo de generador eléctrico fue desarrollado inicialmente por el físico Robert J. Van de Graaff en el MIT alrededor de 1929 para realizar experimentos en física nuclear en los que se aceleraban partículas cargadas que se hacían chocar contra blancos fijos a gran velocidad. Los resultados de las colisiones nos informan de las características de los núcleos del material que constituye el blanco. El primer modelo funcional fue exhibido en octubre de 1929, y para 1931 Van de Graaff había producido un generador capaz de alcanzar diferencias de potencial de un megavoltio. En la actualidad existen generadores de electricidad capaces de alcanzar diferencias de voltaje muy superiores al generador de Van de Graaff pero directamente emparentados con él. Sin embargo, en la mayor parte de los experimentos modernos en los que es necesario acelerar cargas eléctricas se utilizan aceleradores lineales con sucesivos campos de aceleración y ciclotrones. Muchos museos de ciencia están equipados con generadores de Van de Graaff por la facilidad con la que ilustra los fenómenos electrostáticos.

Existen dos modelos básicos de generador:

• El que origina la ionización del aire situado en su parte inferior, frente a la correa, con un generador externo de voltaje (un aparato diferente conectado a la red eléctrica y que crea un gran voltaje).

• El que se basa en el efecto de electrización por contacto. En este modelo el motor externo sólo se emplea para mover la correa y la electrización se produce por contacto. Podemos moverlo a mano con una manivela y funciona igual que con el motor.

En los dos modelos las cargas creadas se depositan sobre la correa y son transportadas hasta la parte interna de la cúpula donde, por efecto Faraday, se desplazan hasta la parte externa de la esfera que puede seguir ganando más y más hasta conseguir una gran carga.

Funcionamiento:

El generador consiste en una cinta transportadora de material aislante motorizada, que transporta carga a un terminal hueco. La carga es depositada en la esfera por inducción en la cinta, ya que la varilla metálica o peine está muy próxima a la cinta pero no en contacto. La carga, transportada por la cinta, pasa al terminal esférico nulo por medio de otro peine o varilla metálica que se encarga de producir energía; esto hace que las partículas o moléculas de energía que se encuentran dentro de la esfera al hacer contacto con otro cuerpo similar (que produzca energía) absorba aquella produciendo estática en el cuero capilar.

Principios en que se basa el GVG

• Electrización por frotamiento –triboelectricidad.

• Faraday explicó la transmisión de carga a una esfera hueca. Cuando se transfiere carga a una esfera tocando en su interior, toda la carga pasa a la esfera porque las cargas de igual signo sobre la esfera se repelen y pasan a la superficie externa. No ocurre lo mismo si tratamos de pasarle carga a una esfera (hueca o maciza) tocando en su cara exterior con un objeto cargado. De esta manera no pasa toda la carga.

• Inducción de carga. Efecto de las puntas: ionización.

Nota.

Uno de los generadores más grandes de Van de Graaff del mundo, construido por el mismo Robert J. Van de Graaff, está ahora en exhibición permanente en el museo de Boston de la ciencia. Con dos esferas de aluminio conjuntas de 4,5 metros que están estáticas en unas columnas altas, este generador puede alcanzar a menudo dos millones de voltios.

Ahora para saber qué tan eficiente es el resultado obtenido con la elaboración de este instrumento, mencionaremos a continuación 3 trucos, con los cuales se puede realizar mediante nuestro simple o casero Van de Graaff, cumpliendo así con nuestro objetivo principal:

Primer truco:

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