Electrostatica

GENERADOR ELECTROSTÁTICO VAN DE GRAFF
PRÁCTICA 1 a 13 de febrero del 2015
FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y DISEÑO
CARRETERA TRANSPENINSULAR ENSENADA-TIJUANA NUMERO 3917, COLONIA PLAYITAS.
Ensenada, B.C., C.P. 22860. Teléfono 646-1750744, Fax 646-1744333.

Abstract. Un generador de Van der Graff es un generador de alto voltaje, su propósito es permitir explicar los fenómenos físicosque suceden en el campo de la electrostática. La explicación de su funcionamiento se encuentra descrita en este texto. El propósito es observar y comprender de manera práctica algunas de las leyes que involucran el campo eléctrico, es decir el comportamiento de las cargas. Mediante esta máquina se puede implementar de forma sencilla y clara algunas de las teorías vistas en clase de campos.Palabras claves: generador de Van de Graff, electrostática, campo eléctrico, carga por inducción.

1.- INTRODUCCIÓN
Objetos de carga mediante inducción.
Para comprender cómo se carga un conductor mediante inducción, imagine una esfera conductora neutra (sin carga) aislada de la tierra. En la esfera existe una cantidad igual de electrones y de protones, ya que la carga de la esfera es igual acero. Cuando a la esfera se le acerca una varilla de hule con carga negativa, los electrones en la región más cercana a la varilla experimentan una fuerza de repulsión y emigran al lado opuesto de la esfera. Esto provoca que la región de la esfera cercana a la varilla se quede con carga positiva a causa del menor número de electrones, queda con carga positiva, como si se hubieran trasladado a dicharegión cargas positivas, pero recuerde que sólo los electrones tienen la libertad para moverse.) Esto se presenta aun cuando la varilla no toque la esfera. Si el mismo experimento se realiza con un alambre conductor conectado de la esfera a la tierra algunos de los electrones en el conductor son repelidos con tal fuerza, por la presencia de la carga negativa de la varilla, que salen de la esfera através del alambre hacia la tierra. El símbolo indica que el alambre está conectado a tierra, como un depósito, al igual que la tierra, que puede aceptar o proveer de electrones con libertad sin que se produzca un efecto significativo sobre sus características eléctricas. Si el alambre a tierra se retira, la esfera conductora se queda con un exceso de carga positiva inducida, ya que tiene menoselectrones de los que necesita para cancelar la carga positiva de los protones. Cuando la varilla de hule se aleja de la esfera, esta carga positiva inducida se queda en la esfera desconectada de la tierra. Observe que durante este proceso, la varilla de hule no pierde su carga negativa. Para cargar un objeto por inducción no es necesario que tenga contacto con el objeto que induce la carga, adiferencia de cuando un objeto se carga por frotamiento (por conducción), en donde sí se requiere el contacto entre ambos objetos. [1]
Campo eléctrico
Las fuerzas de campo actúan a través del espacio y producen algún efecto, aun cuando no exista contacto físico entre los objetos que interactúan. El concepto de campo fue desarrollado por Michael Faraday (1791-1867) en relación con las fuerzaseléctricas, y es de un valor tan práctico que en los siguientes capítulos recibe mucha atención. En este planteamiento, existe un campo eléctrico en la región del espacio que rodea a un objeto con carga: la carga fuente. Cuando otro objeto con carga —la carga de prueba— entra en este campo eléctrico, una fuerza eléctrica actúa sobre él. [2]




Diagrama esquemático de un generador de Van de GraffEl rodillo inferior se carga positivamente debido al contacto con la cinta móvil. (la superficie interna de la cinta adquiere una carga igual pero negativa que se distribuye por una superficie mayor.) La carga positiva del rodillo, muy densa, atrae a los electrones de las puntas del conductor afilado inferior, en el cual tiene lugar la ruptura dieléctrica, de modo que se transporta carga...