Generador de Van de Graaff

La Teoría:
El físico estadounidense, Dr. Robert Jemison Van de Graaff inventó el generador de Van de Graaff en 1931. El dispositivo tiene la capacidad de producir voltajes extremadamente altos - dehasta 20 millones de voltios. Van de Graaff inventó el generador para suministrar la alta energía necesaria para los aceleradores de partículas tempranas. Estos aceleradores son conocidos comoaceleradores de partículas, ya que acelera las partículas subatómicas a una velocidad muy alta y luego "aplastar" en los átomos del blanco. La colisión resultante crea otras partículas subatómicas y lasradiaciones de alta energía, como los rayos X. La capacidad de crear estas colisiones de alta energía es la base de la física de partículas y nuclear.

Funcionamiento del generador se basa en dosprincipios:
1. Descarga de la acción de los puntos fuertes, es decir; una descarga eléctrica tiene lugar en el aire o los gases fácilmente, a conductores puntiagudos.
2. Si el conductor cargado se poneen contacto con el interior de un conductor hueco, todas sus transferencias de carga es a la superficie del conductor hueco no importa cuán alta puede ser el potencial de este último.Teoría detrás de la construcción:

Si tenemos una gran realización de la cáscara esférica de radio 'R' en la que se coloca una carga Q, que se extiende de manera uniforme en sí toda la esfera. El campofuera de la esfera es sólo la de un punto de carga Q en el centro, mientras que el campo dentro de la esfera se desvanece. Así el exterior potencial es el de carga puntual y dentro de ella seconstante.
El potencial dentro de la esfera conductora es:

Ahora supongamos que se introduce una pequeña esfera de radio "r", que lleva una carga q, en la esfera grande y la colocamos en el centro. Elpotencial debido a esta nueva carga tiene los siguientes valores.

Potencial debido a la pequeña esfera de radio r lleva una carga

Potencial en la superficie de la gran concha de radio R es:...