Generador De Van Der Graaff

Generador Van der Graaff

La máquina electrostática conocida como generador de Van der Graaff, fue inventada por Robert J. Van der Graaff en 1929, con el objeto de generar voltajes elevados para experimentación en Física Nuclear.

Diseño un primer generador electrostático consiguiendo voltajes de 80.000 V, pero fue en 1931 cuando dio a conocer su invento con un nuevo modelo con el que consiguió producir 1.000.000 V. Entre los años 1931 y 1933 construye un generador de gran tamaño con el que conseguiría 7.000.000 V.

La idea base de la máquina, puede ser datada alrededor de 1800, e incluso antes, concretamente la máquina de Righi.

Otro antecesor importante es la máquina de Lecarré, que usa un colector próximo al terminal en lugar de en su interior, un disco para transporte de carga en lugar de una banda aislante y una máquina de fricción como fuente de alto voltaje.

Las diferentes aplicaciones de esta máquina incluyen la producción de rayos X, esterilización de alimentos y experimentos de física de partículas.

Conceptos básicos

Para poder entender el funcionamiento del generador de Van der Graaff es necesario saber los siguientes conceptos:

Tipos de cargas

Cargas iguales se atraen y cargas diferentes de repelen, por lo que podemos concluir que solo hay dos tipos de cargas: positivas y negativas.

Materiales

Existen desde el punto de vista eléctrico dos materiales: los dieléctricos o aislantes y los conductores.

Los aislantes son aquellas sustancias que no poseen cargas de electrones libres.

Los conductores son aquellas sustancias que poseen cagas de electrones libres.

Formas de cargar un cuerpo (Por frotamiento, contacto e inducción)

Serie triboelectrica:

Los Más positivos (En este extremo pierden electrones)

• Asbesto

• Pelo de conejo

• Vidrio

• Cabello

• Nylon

• Lana

• Piel

• Seda

• Papel

• Algodón

• Acero

• Cobre

• Goma dura

• Goma sintética

• Poliéster

• Orlón

• Sarán

• Poliuretano

• Polietileno

• Polipropileno

• Cloruro de Polivinilo (tubo PVC)

• Teflón

• Goma de silicona

Los Más negativos (En este extremo roban electrones)

Funcionamiento

El motor hace girar la goma. Esta va alrededor del tubo de cobre y le roba electrones. Los electrones robados del cobre se distribuyen por toda la banda de goma. La carga positiva del cobre atrae electrones del cable en el cepillo superior. Estos electrones cargan el aire saliendo de los puntas del cepillo. El aire es repelido por el cable y atraído al cobre. Pero el aire cargado no puede llegar al vidrio, porque la banda de goma se interpone. El aire cargado llega a la goma y le transfieren electrones. La banda de goma llega al cepillo de abajo. Los electrones en la goma empujan los electrones del cable. Los electrones del cable son alejados y se van a tierra o a la persona que está agarrando el cable. Las puntas del cepillo inferior son ahora positivas y ellas jalan a los electrones de cualquier molécula de aire que las toque.

Estas moléculas positivamente cargadas son repelidas por el cable con la misma carga y son atraídas por los electrones de la goma. Cuando llegan a ésta, recoge de nuevo sus electrones y la goma y el aire pierden su carga. La banda de goma está ahora lista para robar más electrones del tubo de cobre.

El cepillo de arriba está conectado a la lata de soda. Tiene carga positiva y atrae electrones de la lata, las cargas positivas de la lata se alejan unas de otras. Se transfieren electrones de la lata de soda hacia tierra, usando

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