Electroscopio

Construcción de un electroscopio transistorizado. Prof. Juan Carlos Sánchez Reyes. Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias. Departamento de Física.

RESUMEN Este trabajo presenta la construcción de un electroscopio electrónico basado en un transistor de efecto de campo FET. Dicho instrumento presenta una sensibilidad altísima y el montaje es bastante sencillo y económico. INTRODUCCIÓNEvidencias arqueológicas muestran que en la antigua Grecia, Roma y Persia se conocía la propiedad que tienen algunos cuerpos (pelusas, hilos, etc) que al ser frotados se atraen entre si 1,2,3 . La observación de estos fenómenos llevó a la postulación de leyes y principios de la electricidad y el magnetismo. Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática, incluso algunaspersonas son más susceptibles que otras a su influencia. Para explicar como se origina la electricidad estática, hemos de considerar que la materia está compuesta por átomos (núcleos rodeados por una nube de electrones) . Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo número de cargas positivas y negativas. Algunos átomos tienen más facilidad que otros para perder o ganar sus electrones, enespecial cuando son frotados. De esta manera un cuerpo podría adquirir carga positiva y otro, carga negativa. El electroscopio es un instrumento capaz de estimar la carga estática y signo, que posee un cuerpo. Clásicamente el electroscopio se construyó a partir de dos placas muy delgadas de material conductor unidas entre sí. Cuando las placas se cargan eléctricamente pueden ser atraídas o repelidasdependiendo del signo y cantidad de cargas. Para lograr la deflexión de estas placas se necesita una cantidad apreciable de carga así como un rodamiento eficaz entre las placas. Estas condiciones no siempre son fáciles de solventar por lo que motivó una nueva manera de estimar esas cargas mediante el empleo de dispositivos electrónicos muy sensibles. La figura Nº 1 muestra las partes constituyentesde un electroscopio clásico. Fig. 1. Electroscopio clásico, conformado por una botella de vidrio y tapa aislantes, dos láminas delgadas metálicas unidas por rodamientos y soportes metálicos.

DESCRIPCIÓN. En 1947 4, John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley inventaron el transistor, recibiendo el Premio Nobel de Física por ello en 1956. Un transistor (la contracción de transfer resistor,transferencia de resistencia) es un dispositivo semiconductor con tres terminales utilizado como amplificador e interruptor en el que una pequeña corriente o tensión aplicada a uno de los terminales controla o modula la corriente entre los otros dos terminales. Es el componente fundamental de la moderna electrónica, tanto digital como analógica. En los circuitos digitales se usan comointerruptores, y disposiciones especiales de transistores configuran las puertas lógicas, memorias RAM y otros dispositivos; en los cuircuitos analógicos se usan principalmente como amplificadores como en nuestro caso ya que lo estamos empleando para captar y amplificar una pequeña corriente eléctrica. Existen distintos tipos de transistores, de los cuales la clasificación más aceptada consiste en dividirlosen transistores de bipolares o BJT (Bipolar Junction Transistor) y transistores de efecto de campo o FET (Field Effect Transistor). Los transistores BJT presentan el inconveniente que la impedancia de entrada es baja por lo tanto deberá consumir corriente del campo eléctrico que se está midiendo, es por eso que se elije el transistor tipo FET 5. Un transistor FET está formado por una barrita dematerial p o n, llamada canál, rodeada en parte de su longitud por un collar de otro tipo de material que forma con el canal una unión p-n (Ver figura Nº 2) .

Electroscopio.

Fig. 2. Partes que conforman un FET y símbolo electrónico. CONSTRUCCIÓN El principio básico de funcionamiento el uso del transistor FET como amplificador. La puerta (Gate) del transistor funciona como una antena...