Generador de Van de Graaff.

GENERADOR DE VAN DE GRAAFF

Feria de Ciencias y Tecnología

Índice

Página 1………………………………………………………..…Resumen e introducción

Página 2………………………….. Materiales y metodología, Resultados obtenidos

Página 3……. Discusión, Leyes físicas, conceptos y experimentos relacionados

Página 4……………………. Leyes físicas, conceptos y experimentos relacionados

Página 5…………………….Leyes físicas, conceptos y experimentos relacionados

Página 6……………………………… Generador de Van de Graaff, Funcionamiento

Página 7………………………………… Historia del generador, Robert Van de Graaff

Página 8…………………………………………………………………………………Partes

Página 9………………………………………………..……… Aplicaciones y conclusión

Página 10……………………………………………………………………….... Bibliografía

GENERADOR DE VAN DE GRAAFF

Resumen

Nosotros decidimos hacer un generador de Van De Graaff (aparato utilizado para crear grandes voltajes) debido a que es un artefacto que puede representar muchos fenómenos de física de buena manera, no es tan complicado de construir y resulta seguro y sobre todo divertido.

Nos dividimos las tareas entre todos los integrantes del grupo y llevamos a cabo el proyecto, funcionando así todo perfectamente.

Introducción

La mayoría de estudiantes considera la física como una asignatura de gran dificultad. De esto la importancia de demostrar experimentos físicos visuales que interesen, en este caso, un generador de Van de Graaff.

Con el paso del tiempo, el ser humano se ha cuestionado sobre lo que le rodea, generando un pensamiento evolutivo, permitiéndole así conocer las reglas que rigen la naturaleza y permiten descubrir su funcionamiento, dando así resultado a las fuerzas materiales que interactúan. La ambición del hombre lo llevo a experimentar e investigar a toda costa, en busca de una “verdad”.

Hechos tanto simples como complejos pueden dar respuestas y hacer comprender al humano el mundo en el que se encuentra, originando las ciencias que soporten estas experiencias, entre estas, la física.

Los artefactos que permiten la electrización por contacto han permitido dar muchas ideas que conllevan a postular teorías. Uno de los artefactos más conocidos es el generador de Van de Graaff, que desarrollamos para informar a las personas con los experimentos tan llamativos que puede realizar y debido a su relativa simplicidad de construcción.

DESARROLLO

Materiales y metodología

Vimos los materiales que necesitábamos en diferentes videos, anotamos todo lo necesario y procedimos a conseguirlos. Para suerte nuestra, poseíamos la mayor parte de materiales y herramientas por lo que casi no tuvimos que realizar gastos. Lista:

o Herramientas: Amoladora, taladro, soldadora, pinzas, pico de loro, martillo, pistola de calor y de silicona.

o Materiales: 1 motor de taladro,1 tubo PVC 110 de 80 cm de largo,1 metro cuadrado de madera,1 caño de cobre de cobre, estaño,1 metro de caño roscado, 16 tuercas y sus respectivas arandelas, silicona, 5 planchas de goma eva, garrafa de freón 22.

Tiempo empleado:

o 1er semana. Planificación y diseño del proyecto: se basó prácticamente en realizar un bosquejo acerca del procedimiento a realizarse durante la ejecución del proyecto de ferias de ciencias.

o 2da semana. Organización y gestión: durante este periodo se pre-visualizaron los recursos que iban a ser necesarios para la elaboración del experimento, también así los recursos ya obtenidos.

• Racionalizar los materiales que teníamos para re-utilizarlos.

• Dividir el trabajo entre sus miembros para la pronta realización del Generador: cortar la madera, lijar la garrafa, esquematizar los elementos sobre la base (madera).

o 3er semana. Programación y ejecución: luego de hacer constatado con total seguridad las ideas sobre realizar éste generador, con la ayuda de familiares y amigos, procedimos a realizarlo.

Con ayuda de un adulto responsable, nos encargamos de cortar la madera, hacer un agujero en la garrafa de freón con la amoladora, y ubicar cuidadosamente cada uno de los objetos en su lugar.

Resultados obtenidos

Una vez terminado de construir el generador, hicimos diferentes pruebas para comprobar su funcionamiento, y este no presenta ningún inconveniente.

Discusión

En comparación con otros trabajos vistos en internet, en varias páginas y videos, nuestro generador posee un óptimo funcionamiento y puede realizar la mayoría de experimentos demostrados, hasta supera a la mayoría de generadores realizados de manera “casera”, debido a su motor potente.

Leyes físicas, conceptos y experimentos relacionados

Los principios en que se basa el Generador de Van de Graaff son:

• 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.

Ley de cargas

La Ley de cargas enuncia que las cargas de igual signo se repelen, mientras que las de diferente signo se atraen; es decir que las fuerzas electrostáticas entre cargas de igual signo (por ejemplo, dos cargas positivas) son de repulsión, mientras que las fuerzas electrostáticas entre cargas de signos opuestos (una carga positiva y otra negativa), son de atracción.

Ley de Coulomb

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.

Electrización

Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro.

Existen tres formas de electrizar un cuerpo: electrización por frotamiento, contacto e inducción. En estos procedimientos siempre está presente el principio de conservación de la carga y la regla fundamental de la electrostática.

Carga eléctrica

Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos.

Principio de conservación de la carga

No hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema se conserva.

En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas.

Interacción electromagnética

La interacción electromagnética es la interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica. Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas en movimiento respecto al observador.

Campo eléctrico

El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.

Campo electroestático

Las cargas eléctricas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son consideradas fuerzas de acción a distancia. En virtud de ello se recurre al concepto de campo electrostático para facilitar la descripción, en términos físicos, de la influencia que una o más cargas ejercen sobre el espacio que las rodea.

Electroestática

La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los

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