GENERADORES ELECTROSTATICOS

I.-NOMBRE:            GENERADORES ELECTROSTATICOS.

II.-OBJETIVOS:

        Durante el desarrollo de la práctica el alumno:

1. Reproducirá los fenómenos físicos relativos a la práctica.
2. Realizara un electróforo de volta casero
3. El alumno presentara evidencias del proyecto realizado
4. Verificará el funcionamiento de los generadores electroestáticos.

III.-CONSIDERACIONES TEÓRICAS.

        Reciben el nombre de maquinas electrostáticas o generadores electroestáticos los aparatos destinados a producir cargas eléctricas en reposo, como la máquina de Holtz, el electróforo de Volta, el generador de Van de Graff o la máquina de Wimshurst, entre muchos. En esta práctica solo analizaremos los tres últimos.

        Independientemente de la forma y tamaño, todas las máquinas generadoras electrostáticas basan su funcionamiento y construcción en los procedimientos de electrización y la acumulación de carga en superficies conductoras aisladas.

        ELECTRÓFORO DE VOLTA

        El electróforo es un aparato de fácil construcción, que consiste en un disco metálico sujeto por un mango aislado, el cual, se frota con una superficie de acrílico o de vidrio. Ver figura 1.

[pic 1]

[pic 2]

        Figura 1

MÁQUINA DE WIMSHURST.

        La máquina de Wimshurst esta compuesta fundamentalmente de: dos discos aislantes del mismo diámetro, montados en un eje de rotación, conteniendo placas metálicas radiales distribuidas uniformemente, llamadas sectores; una manivela aplicada a una polea que al funcionar hace que los discos giren en sentido contrario; dos varillas metálicas apoyadas en el eje y terminadas en escobillas, también metálicas, que hacen ligero contacto con los sectores; dos botellas de Leyden que sirven para acumular cargas grandes de signo contrario; dos peines que por inducción electrizan los conductores en las botellas de Leyden y dos electrodos de barras conductoras, terminadas en una esfera conductora por un extremo y mangos aislantes en el otro, desde donde se obtiene la carga acumulada en las botellas o sirven para descargarlas.

        Antes del funcionamiento, las varillas se colocan perpendicularmente entre si, formando cuatro cuadrantes. Al girar los discos, los sectores son frotados por escobillas produciendo una electrización en los primeros. La carga acumulada en los sectores induce cargas en las puntas de los peines de signo contrario, que es acumulada en los conductores interiores y exteriores de la botella. Ver figura 2.

2P2F3

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30][pic 31][pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37][pic 38]

[pic 39]

      Electrodo

[pic 40]

        Botella

Figura 2.

[pic 41]

[pic 42][pic 43][pic 44][pic 45]

[pic 46]

[pic 47][pic 48][pic 49]

[pic 50][pic 51]

         Banda

[pic 52][pic 53][pic 54][pic 55]

        Rodillo

[pic 56][pic 57][pic 58]

[pic 59][pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

Figura 3.

3P2F3

        GENERADOR DE VAN DE GRAFF.

        El generador Van de Graff se representa esquemáticamente en la figura 3, esta compuesto fundamentalmente de: una esfera conductora hueca, aislada, donde se almacena la carga generada por fricción de la banda con el rodillo; un conductor terminado en punta conecta al interior de la esfera, una banda que transporta la carga generada y un rodillo que gira por medio de una manivela o un motor.

        Al girar el rodillo y frotarse con la banda, se desequilibra la carga en ambos; la banda al subir transporta la carga generada hasta el conductor metálico puntiagudo, que por contacto, la transfiere a la esfera conductora hueca, la que la acumula en el exterior de la superficie. La acumulación de esta carga puede causar potenciales de hasta millones de voltios.

        Durante la práctica se observan destellos y truenos semejantes a los que aparecen en una tormenta; pero con intensidades menores. Esto es debido a que la rigidez dieléctrica del aire se rompe por la gran acumulación de carga de signos contrarios en los electrodos; el aire seco es un buen aislante de la carga eléctrica y se vuelve conductor de esta cuando entre dos puntos del espacio separados por aire, la carga aumenta tanto que es imposible contenerla en los puntos; se dice entonces que se rompe el dieléctrico.

...