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Generador De Van Der Graaff


Enviado por   •  23 de Octubre de 2013  •  1.018 Palabras (5 Páginas)  •  451 Visitas

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Características Principales del Generador de Van de Graaff:

Está constituido por: a) una esfera hueca conductora de 25 cm de diámetro;

b) una banda sin fin de goma látex de 4 cm de ancho y 120 cm de largo,

que oficia de transporte de las cargas, c) un sistema de dos rodillos guías

para conducir la banda aislante de goma, los cuales son impulsados por un

motor eléctrico cuya velocidad puede variarse a través de un dispositivo

reostático; d) un rodillo superior de resina que gira libremente por acción de

la cinta; e) un rodillo inferior de resina que es impulsado por la polea

motora; f) un elemento de fricción revestido de fieltro que actúa sobre el

rodillo inferior; g) dos electrodos tipo cepillo de acero, para transferencia de

las cargas; h) Una estructura de material plástico aislante (acrílico), que

oficia de soporte del conjunto. En la figura 1 podemos observar el cuerpo

completo del generador de Van de Graaff y en la figura 2 el detalle de la

columna de acrílico con la banda aislante de goma en su interior.

Este generador electrostático fue ideado por Lord Kelvin en 1890 y llevado a

la práctica por Van de Graaff en 1931. El dispositivo se basa en el principio

de que si un conductor cargado se pone en contacto interno con un segundo

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FACULTAD REGIONAL ROSARIO - UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

FÍSICA II

Trabajos Prácticos de Laboratorio

3

Generador de Van de Graaff

conductor esférico qmáx = 4π ε0 R2 Emáx. Reemplazando este valor para

obtener la tensión en función del campo eléctrico, nos queda Vmáx = R Emáx .

Para nuestro caso: Vmáx = 12,5 x 10-2 m x 3 x 106 V/m = 375.000 V. Por

causa del efecto de puntas presente en el borde del orificio de la parte

inferior de la cúpula, la tensión máxima que puede generar es de

aproximadamente 335 kV. La corriente de cortocircuito es de 30 μA.

Funcionamiento del Generador de Van de Graaff:

La cinta de goma, estirada entre los dos rodillos, es conducida por un motor

de velocidad moderada. Hemos visto que, de estos dos rodillos, el superior

es libre y el inferior ejerce la función motriz. Según la serie triboeléctrica,

por rozamiento se transmiten cargas negativas del fieltro a la goma. Por lo

tanto la cinta adquiere cargas negativas y la superficie del rodillo cargas

positivas. Si puntas metálicas agudas como las del electrodo de cepillo se

colocan cerca de la superficie de la cinta, a la altura del eje del rodillo

inferior, se produce un intenso campo eléctrico entre estas puntas y la

superficie de dicho rodillo. Las moléculas de aire en el espacio existente

entre ambos elementos, se ionizan creando un puente conductor por el que

circulan las cargas negativas desde las puntas metálicas hacia la cinta. Las

cargas negativas son atraídas hacia la superficie del rodillo, pero en medio

del camino se encuentra la cinta y se depositan en su superficie, cancelando

parcialmente la carga positiva del rodillo (figura 3).

Pero la cinta se mueve hacia arriba, alejándose del rodillo inferior y llevando

todos los electrones hacia el rodillo libre superior, ubicado dentro de la

cúpula en la cumbre de la columna. De esta manera, el rodillo superior

adquiere cargas negativas (que también recibe por el efecto triboeléctrico entre la

resina y la goma). Cuando más cargas negativas llegan sobre la cinta, las

mismas son repelidas y saltan la brecha aérea hasta el otro electrodo tipo

cepillo igualmente ubicado en el lugar. Este electrodo está conectado

directamente a la cúpula. Debido a que cargas semejantes se repelen y

tratan de ponerse tan lejos de sí como sea posible, las mismas son

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