ELECTROMAGNETISMO VAN DER GRAFF-ELECTROCUCION EN LA BAÑERA

TRABAJO DE INGENIERIA ELECTROMECANICA

PRESENTADO POR:

YOLMAR ALEXIS ROMERO

UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO, SEDE CUCUTA

SAN JOSE DE CUCUTA

2016

TRABAJO DE INGENIERIA ELECTROMECANICA

LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO

PRESENTADO POR:

YOLMAR ROMERO HENAO

PRESENTADO PARA:

ING. OSCAR GUERRERO

UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO, SEDE CUCUTA

SAN JOSE DE CUCUTA

2016

INTRODUCCION

Este trabajo se realiza con el fin de generar en el estudiante la esperanza de que estimule un interés en la ingeniería Electromecánica y proporcione una guía aceptable para su comprensión, el propósito principal es proporcionar al estudiante lo más claro y completo de la teoría y sus aplicaciones en problemas fundamentales ofreciendo simples conceptos y por ende desarrollar sus habilidades para resolver ciertas dificultades para intentar solucionar posibles problemas que se nos presentan en nuestro entorno laboral.

La electricidad es un fenómeno físico que se manifiesta naturalmente en los rayos, las descargas eléctricas producidas por el rozamiento (electricidad estática) y en el funcionamiento de los sistemas nerviosos de los animales, incluidos los seres humanos.

Se han podido realizar y observar los fenómenos que expresa el generador de Van der Graff como también llegar a la explicación asertiva de los factores que se deben reunir para una posible electrocución en una bañera existiendo la caída de un aparato eléctrico.

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVOS
2. MARCO TEÓRICO
3. PRUEBA DE LABORATORIO
4. METODOLOGÍA
5. RECOMENDACIONES
6. LA CORRIENTE ELECTRICA
7. ELECTROCUCION EN UNA BAÑERA
8. PORQUE NO DEBE DE EXISTIR ELECTROCUCION EN UNA BAÑERA
9. SEGURIDAD ELECTRICA
10. DISYUNTORES
11. MEDIDAS DE CONTROL PARA DISMINUIR LOS CONTACTOS DIRECTOS
12. MEDIDAS PREVENTIVAS
13. PRECAUCIONES A COMPROBAR
14. LAS CINCO REGLAS DE ORO
15. RESCATE DE UNA VICTIMA DE ELECTROCUCION

OBJETIVOS

Objetivo General:

• Realizar la verificación del modelo de generador de Van de Graff en base a los diferentes hechos y pruebas realizadas por los demás compañeros

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Crear en el estudiante una iniciativa de inventiva.

• Capacitar al estudiante para desarrollar la teoría por medio de la práctica.

• Aumentar en el alumno su capacidad de desarrollo práctico y científico.

MARCO TEÓRICO

El generador de Van der Graff, GVG, es un aparato utilizado para crear grandes voltajes. En realidad es un electróforo de funcionamiento continuo.

Se basa en los fenómenos de electrización por contacto y en la inducción de carga. Este efecto es creado por un campo intenso y se asocia a la alta densidad de carga en las puntas.

El primer generador electrostático fue construido por Robert Jamison Van der Graff en el año 1931 y desde entonces no sufrió modificaciones sustanciales.

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

En la figura, se muestra un el generador de Van de Graff.

Un conductor metálico hueco de forma aproximadamente esférica, está sostenido por soportes aislantes de plástico, atornillados en un pié metálico conectado a tierra. Una correa o cinta de goma (no conductora) se mueve entre dos poleas. La polea se acciona mediante un motor eléctrico. Dos peines están hechos de hilos conductores muy finos, están situados a la altura del eje de las poleas. Las puntas de los peines están muy próximas pero no tocan a la cinta.

La rama izquierda de la cinta transportadora se mueve hacia arriba, transporta un flujo continuo de carga positiva hacia el conductor hueco. Al llegar arriba y debido a la propiedad de las puntas se crea un campo lo suficientemente intenso para ionizar el aire situado entre la punta y la cinta. El aire ionizado proporciona el medio para que la carga pase de la cinta a la punta y a continuación, al conductor hueco, debido a la propiedad de las cargas que se introducen en el interior de un conductor hueco.

FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR DE VAN DE GRAAFF

Se ha estudiado cualitativamente como se produce la electricidad estática, cuando se ponen en contacto dos materiales no conductores. Ahora detallaremos como adquiere la cinta la carga que transporta hasta el terminal esférico.

En primer lugar, se electrifica la superficie de la polea inferior debido a que la superficie de la polea y la cinta están hechas de materiales diferentes. La cinta y la superficie del rodillo adquieren cargas iguales y de signo contrario.

Sin embargo, la densidad de carga es mucho mayor en la superficie de la polea que en la cinta, ya que las cargas se extienden por una superficie mucho mayor

Tenemos que elegir los materiales de la cinta y de la superficie del rodillo de modo que la cinta adquiera un carga negativa y la superficie de la polea una carga positiva.

Si una aguja metálica se coloca cerca de la superficie de la cinta, a la altura de su eje. Se produce un intenso campo eléctrico entre la punta de la aguja y la superficie de la polea. Las moléculas de aire en el espacio entre ambos elementos se ionizan, creando un puente conductor por el que circulan las cargas desde la punta metálica hacia la cinta.

Las cargas negativas son atraídas hacia la superficie de la polea, pero en medio del camino se encuentra la cinta, y se depositan en su superficie, cancelando parcialmente la carga positiva de la polea. Pero la cinta se mueve hacia arriba, y el proceso comienza de nuevo.

La polea superior E actúa en sentido contrario a la inferior F. No puede estar cargada positivamente. Tendrá que tener una carga negativa o ser neutra (una polea cuya superficie es metálica).

Existe la posibilidad de cambiar la polaridad de las cargas que transporta la cinta cambiando los materiales de la polea inferior y de la cinta. Si la cinta está hecha de goma, y la polea inferior está hecha de nylon cubierto con una capa de plástico, en la polea se crea una carga negativa y en la goma positiva. La cinta transporta hacia arriba la carga positiva. Esta carga como ya se ha explicado, pasa a la superficie del conductor hueco.

Si se usa un material neutro en la polea superior E la cinta no transporta cargas hacia abajo. Si se usa nylon en la polea superior, la cinta transporta carga negativa hacia abajo, esta carga viene del conductor hueco. De este modo, la cinta carga positivamente el conductor hueco tanto en su movimiento ascendente como descendente.

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.

PRUEBA DE LABORATORIO

PORQUE AL SOSTENER UN GENERADOR DE VAN DER GRAFF QUE ALCANZA UN POTENCIAL ELECTRICO DE 100 000 VOLTS LOS CABELLOS SE "PARAN" Y PORQUE ES SEGURO, SI AL TOCAR UNA INSTALACION CASERA DE 120 VOLTS LAS PERSONAS SE PUEDEN ELECTROCUTAR?

Respuesta:

"El motivo de esto es que el campo que tenemos en el generador es electrostático. Esto que quiere decir? Pues bien, el hecho de estar en electrostática implica que no hay una intensidad que recorra la esfera metálica. Sí que aparece una intensidad cuando tocamos la esfera y nos convertirnos en un hilo conductor (recordad que el cuerpo humano es en su mayor parte agua y además contamos con gran cantidad de diferentes iones, de modo que somos relativamente buenos conductores), pero no sentimos nada extraño salvo que la carga se va a repartir entre el generador y la superficie de nuestro cuerpo (las cargas no se adentran en nuestro cuerpo por tratarse de electricidad estática), y nos “abandonará” por aquellos lugares con terminación más puntiaguda debido al conocido efecto punta, como pueden ser los dedos o lo que es más habitual, los pelos de la cabeza.

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