Un Simple Generador Van de Graaff

CATEGORÍA : C

TITULO :

INTEGRANTES :

ROSAS MONTES DE OCA PAVEL ([email protected])

GRADO DE ESTUDIOS : Quinto Año

DIRECCION : Paúl Harris # 576 PP. JJ. San Martín

TELEFONO : 281252

VILLARREAL MALCA LUCILA ([email protected])

GRADO DE ESTUDIOS : Quinto Año

DIRECCION : Elvira garcía y garcía # 803 PP.JJ. San Martín

TELEFONO : 281445

ASESORA :

NECIOSUP GALLARDO CATALINA ([email protected])

DIRECCION : Junín # 335

TELEFONO : 282130

INSTITUCION EDUCATIVA: JUAN MANUEL ITURREGUI

Lambayeque, Septiembre de 2008.

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CONTENIDO

I. CARATULA : 1

II. INTRODUCCION : 2

III. RESUMEN : 3

IV. REFERENCIAS : 4

V. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA : 5

VI. IMPORTANCIA : 6

VII. MARCO TEORICO : 7

VIII. MATERIALES Y METODOS : 20

IX. RESULTADOS : 24

X. CONCLUSIONES : 25

XI. ANEXOS : 26

XII. AGRADECIMIENTOS : 31

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INTRODUCCIÓN:

Robert Jemison Van de Graaff nació el 20 Diciembre de 1901 en Tuscalosa, Alabama.

Estudió en la Universidad de Alabama donde se graduó como Ingeniero mecánico. Pasó

por las universidades de La Sorbonne y Oxford ampliando sus conocimientos de física

nuclear.

En 1929 diseñó un primer generador electrostático consiguiendo voltajes de 80.000 V. Fue

en 1931 cuando dio a conocer su invento con un nuevo modelo que lleva su nombre "Van

de Graaff" 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.

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RESUMEN

El Generador de Van de Graaff es una máquina electrostática empleada en Física nuclear

para producir tensiones muy elevadas. Consiste en un Terminal de alta tensión formado por

una esfera metálica hueca montada en la parte superior de una columna aislante. Una

correa continua de material dieléctrico, como algodón impregnado de caucho, se mueve

desde una polea situada en la base de la columna hasta otra situada en el interior de ésta.

Mediante una tensión eléctrica de unos 50.000 voltios se emiten electrones desde un peine

metálico de púas afiladas, paralelo a la correa móvil. La correa transporta las cargas hasta

el interior de ésta, donde son retiradas por otros peines y llevadas a la superficie de la

esfera. A medida que la correa va recogiendo cargas y las transporta hasta la esfera, se crea

una diferencia de potencial de hasta 5 millones de voltios. El generador Van de Graaff se

usa para acelerar un haz de electrones, protones o iones destinado a bombardear núcleos

atómicos.

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Referencias

Francis W. Sears y Mark W. Zemansky. Física, Edt. Aguilar (1970) pág. 565.

http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_Van_de_Graaff

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La mayoría de Instituciones Educativas no cuentan en sus laboratorios de física con

aparatos donde se pueda demostrar ciertos fenómenos eléctricos como por ejemplo uno que

demuestre como se genera la electricidad.

Por ello es necesario elaborar proyectos de este tipo con la finalidad que no solo quede

como conocimiento teórico sino que estos sean demostrados a través de la fabricación de

aparatos sencillos así como tengan un fácil manejo como lo es el simple generador de

electricidad.

El presente trabajo tiene por objetivos:

Demostrar como se genera la electricidad.

Así también sirve para demostrar que materiales permiten con facilidad el paso de

electrones los cuales son generadores de electricidad.

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IMPORTANCIA

La importancia de este trabajo radica en que muy pocos trabajos de este tipo se han

elaborado; esto debido a que en la mayoría de instituciones educativas casi no se llega al

capitulo de electricidad, siendo de gran importancia ya que con el se desarrolla la

tecnología.

Este generador como su nombre lo indica tiene por finalidad producir cargar eléctricas de

alto voltaje constituyéndose en un material didáctico de fácil manejo. En el se logra un

voltaje de 150 KV, cuyo funcionamiento se basa en el efecto de electrización por contacto.

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MARCO TEORICO

Un simple generador Van de Graaff

Este aparato se llama Van de Graaff, se le puede encontrar en los museos de ciencia porque

puede dar hasta 500 000 voltios o más. El nuestro es más modesto pero puede producir

chispas de unos 2 centímetros de longitud, aunque el amperaje (la corriente) es muy poca,

por lo que el aparato, con sus 12 000 voltios no es peligroso. Produce electricidad estática.

Lo primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 centímetros de un tubo de 3/4 de

pulgada de PVC y se lo encola a una base de madera. Esta pieza sujetará el generador y

nos permitirá quitar con facilidad así como reemplazar a la banda de goma (liga) o hacer

ajustes.

El conector T de PVC sujetará el pequeño motor. Para sujetar al motor es mejor envolver

alrededor algo de cinta aislante. Se puede dejar el eje tal como está, pero es mejor ponerle

algo de cinta aislante o un tubito de plástico para que actúe como polea para la banda de

goma. Luego perforamos un agujero a un lado del conector T de PVC justo debajo de la

polea del motor. Este agujero se usará para sujetar el "cepillo" inferior que es simplemente

cable pelado en un extremo y que está casi tocando la banda de goma en la polea. Como se

ve en la foto, el cable pelado se sujeta en si lugar con cinta adhesiva o pegamento. Se

coloca la banda de goma en la polea y se deja que cuelgue del conector T. Ahora, cortamos

unos 8 a 10 cm de tubo de 3/4 de PVC. Este irá sobre el conector T, con la banda de goma

en el interior. Usamos un clavito para sujetar la banda de goma. El largo del tubo debe ser

de la misma longitud que la banda de goma. Esta no debe estar muy estirada porque la

fricción evitará que el motor gire.

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Cortamos el vaso de plastoform desde la base, dejando unos 2.5cm y cortamos un agujero

del mismo diámetro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC por este

agujero.

Luego perfóranos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en

lugares opuestos porque sujetarán el clavito que actuará de eje para la banda de goma. El

tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetará el "cepillo" superior, el que, al

igual que el de abajo se encuentra tan cerca que "casi" toca a la goma. El cepillo superior

se sujeta al tubo de unión de PVC y el acople se pone en el tubo de 3/4 sobre el soporte de

vaso de plastoform. La banda de goma se jala por el acople y se lo sostiene en su lugar con

el clavo. Se pela el cable y se le da unas vueltas para que los alambritos no se separen

mucho. El otro extremo del cable se sujeta dentro de la lata de soda para que esté

eléctricamente conectado al "cepillo".

Necesitamos un pequeño tubo de vidrio que funcione como polea de baja fricción y como

complemento "triboeléctrico" de la banda de goma, ambos nos servirían para generar

electricidad estática por fricción. El vidrio y la goma son muy buenos generadores de

electricidad. El tubo se consigue de un fisible eléctrico. Los extremos metálicos se quitan

con un soldador.

El tubito de vidrio no tiene imperfecciones y no se romperá fácilmente. El siguiente paso

es un poco difícil: metemos el clavito por uno de los agujeros en el tubo, luego se introduce

el tubito de vidrio, después la banda de goma que debe estar sobre el tubito de vidrio y

finalmente metemos el clavito en el orificio del frente. La banda de goma debe girar sobre

el tubito de vidrio y este girar sobre el clavito. Ahora encolamos la base del vasito en el

tubo de PVC. Es mejor usar silicona caliente para que ayude a que esté estable. Ahora ya

podemos usar una lata de soda, estas se usan porque no tienen esquinas, lo cual minimiza

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la "descarga de corona". Con una cuchilla, corta un agujero en la base de la lata. Con el

mismo borde del corte en la base, se hace sujetar el cable pelado del "cepillo" y se presiona

la lata hasta que toque el vaso cortado. Finalmente, soldamos unos cables al motor para las

pilas. Se pueden usar un par de pilas, o una batería de 9 voltios. Pero la batería hace girar

demasiado rápido al motor y se rompe el tubo de vidrio, aunque el voltaje obtenido es más

alto.

Para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los "cepillos" están muy cerca,

pero sin tocar a la banda de goma, sentirás una chispa que sale de la lata de soda al acercar

el dedo. Es buena idea sujetar con la otra mano el cable de abajo, del cepillo inferior.

Funcionamiento

El motor hace girar la goma. Esta va alrededor del vidrio y le roba electrones. La banda de

goma es más grande que el tubo de vidrio. Los electrones robados del vidrio se distribuyen

por toda la banda de goma. La carga positiva del vidrio 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 vidrio. 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 vidrio. El cepillo de arriba está conectado a la lata de soda. Tiene carga positiva y atrae

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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 la banda de goma para esto. En poco

tiempo la lata de soda pierde tantos electrones que se vuelve 12 000 voltios más positivo

que la conexión a tierra. Si la lata fuese más grande se llegaría a un voltaje más alto. El

Aire se ioniza en un campo eléctrico de unos 50 000 voltios por centímetro. El aire

ionizado conduce la electricidad como un cable. Se puede ver el aire ionizado conduciendo

electricidad cuando se calienta tanto que emite luz, en este caso le llamamos chispa

eléctrica.

Trucos con el Van de Graaf

Una de las cosas interesantes para ver con el VDG es cómo las cargas iguales se repelen.

Tomamos papel de servilleta y cortamos tiras de este liviano papel. Encolamos con cinta

adhesiva los extremos y luego sujetamos al generador Van de Graaf. Se verá como si la

lata tuviera cabello. Al encender el Van de Graaff , notamos que las tiras de papel

adquieren la misma carga y se repelen las unas con las otras. Las tiras se paran como los

pelos en la espalda de un gato. Si tenemos un compañero con el cabello muy delgado,

podemos pedirle que se suba a un banco de plástico y toque el generador VDG, al instante

su cabello se parará.

Principios de funcionamiento originarios:

Consiste en un Terminal de alta tensión formado por una esfera metálica hueca montada en

la parte superior de una columna de material aislante. Una correa de material dieléctrico se

hace mover entre dos rodillos situados en la parte inferior y superior de la columna.

Mediante una tensión elevada se emiten electrones en la parte inferior de la columna a

través de un peine metálico a la correa, que los transporta a la parte superior de la columna,

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donde son retiradas por otro peine y llevadas a la parte exterior de la esfera. Este transporte

de cargas hace que la esfera adquiera una diferencia de potencial muy elevada.

Construcción de:

Polea superior: Se trata de un cilindro de aluminio torneado en forma de barril para evitar

que la correa se desplace. En sus extremos se cajeara el alojamiento de los rodamientos que

montados sobre un eje harán que el cilindro gire loco.

Polea inferior: Se trata de un cilindro de nylon al que se forra con un trozo de tubo de

polietileno reticulado. El eje esta fijo al rodillo y gira sobre los rodamientos puestos en las

paredes laterales.

Esfera: Realizamos un corte en la boca de entrada que dispone y soldamos un aro de cobre

recocido de 15mmf

Tubo de P.V.C. de la columna: Hacemos cortes en la parte superior para el alojamiento

del rodillo superior que se mantendrá en su sitio debido a la tensión de la correa.

Correa de transporte de cargas: Se ha hecho de goma natural de la que podemos

encontrar en las ferreterías, practicando un corte en esta de una anchura igual al rodillo

superior (La goma disminuirá su anchura al ser estirada). Para unirla realizaremos cortes a

45º en los extremos y los uniremos con pegamento para parches.

Soporte del motor rodillo inferior: Se trata de dos planchas de metacrilato de unos 10mm

de grosor a las que mecanizaremos a la par para que nos coincidan perfectamente los

agujeros y cortes.

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Separadores: Se trata de tubos de cobre que pondremos entre las planchas de metacrilato

y atravesaremos con una varilla roscada. Con esto conseguiremos mantener paralelas las

planchas de metacrilato.

Poleas de transmisión: Son de aluminio torneado de forma que multiplicamos por dos las

revoluciones del motor. También podemos utilizar cualquier tipo de polea que tengamos a

mano con tal de no reducir mucho las revoluciones.

Peines: El peine inferior se monta soldado a un tubo separador, Con esto conseguiremos

acercar o separar el peine de la correa transportadora de cargas. El peine Superior utiliza un

separador de cobre para asentarse sobre una banda de tubo de 110mmf al que aremos un

corte para que pueda deslizarse por la columna del tubo, así conseguiremos acercar y

separar con facilidad el peine a la correa transportadora de cargas.

Base de la columna: Realizamos cortes en la reducción de P.V.C. para que nos entre el

soporte motor-rodillo y pueda asomar la polea del rodillo inferior.

Montaje de las piezas:

Se unirán según el plano descrito anteriormente y para poder montar y desmontar la

columna y el soporte motor-rodillo utilizaremos tornillos y no pegamento. Para conseguir

el perfecto alineamiento de la correa transportadora limaremos a los lados del asentamiento

del cilindro superior. La esfera se apoya sobre la columna y no es necesario hacer ningún

tipo de sujeción adicional.

Funcionamiento del generador montado:

Este generador es de los denominados autoexcitados, puesto que no es necesario el aporte

de cargas desde el exterior para que inicie su funcionamiento.

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El motor hace girar el rodillo inferior que al entrar en contacto con la correa de goma

produce una separación de cargas (Efecto-triboeléctrico), el rodillo y la polea adquieren

cargas iguales pero de signo contrario. Dependiendo de los materiales utilizados en la

correa y el rodillo, así se adquirirán cargas positivas o negativas. en nuestro caso y

siguiendo la escala triboelectrica, el cilindro adquiere carga negativa y la correa carga

positiva.

La densidad de carga en el cilindro es ahora mucho mayor en el rodillo que en la correa ya

que se extienden las cargas en la correa por una superficie mayor. Como el peine de púas

metálicas está cerca del rodillo, se produce un intenso campo eléctrico. Esto hace que el

aire se ionice, creando un puente conductor para el movimiento de cargas. Las cargas

positivas son atraídas entonces por el rodillo pero, al pasar por la correa, muchas de ellas

son atrapadas por esta y elevadas al rodillo superior, las cuales pasarán a través del peine

superior a la superficie de la esfera. Al ser el rodillo superior de un material neutro

(aluminio) no transportará cargas en su descenso. Si el rodillo superior fuera de nylon, la

correa transportaría cargas en su descenso, cargando así la esfera tanto en la subida como

en la bajada de la correa.

Teoría

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.

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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.

Se construirá y estudiara uno de este último tipo, para lograr un generador didáctico que

son los que existen en los centros educativos.

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.

Descripción

Consta de:

1.- Una esfera metálica hueca en la parte

superior.

2.- Una columna aislante de apoyo que no se ve

en el diseño de la izquierda, pero que es

necesaria para soportar el montaje.

3.- Dos rodillos de diferentes materiales: el

superior, que gira libre arrastrado por la correa y

el inferior movido por un motor conectado a su

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eje.

4.- Dos “peines” metálicos (superior e inferior)

para ionizar el aire. El inferior está conectado a

tierra y el superior al interior de la esfera.

5.- Una correa transportadora de material

aislante (el ser de color claro indica que no lleva

componentes de carbono que la harían

conductora).

6.- Un motor eléctrico montado sobre una base

aislante cuyo eje también es el eje del cilindro

inferior. En lugar del motor se puede poner un

engranaje con manivela para mover todo a mano.

Funcionamiento

Una correa transporta la carga eléctrica que se forma en la ionización del aire por el efecto

de las puntas del peine inferior y la deja en la parte interna de la esfera superior.

Veamos el funcionamiento de uno didáctico construido con un rodillo inferior recubierto

de moqueta de fibra y el rodillo superior hecho de metal.

El rodillo inferior está fuertemente electrizado (+), por el contacto y separación (no es un

fenómeno de rozamiento) con la superficie interna de la correa de caucho. Se electriza con

un tipo de carga que depende del material de que está hecho y del material de la correa.

Ver escala triboeléctrica.

El rodillo induce cargas eléctricas opuestas a las suyas en las puntas del “peine” metálico.

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El intenso campo eléctrico que se establece entre el rodillo y las puntas del “peine”

situadas a unos milímetros de la banda, ioniza el aire.

Los electrones del peine no abandonan el metal pero el fuerte campo creado arranca

electrones al aire convirtiéndolo en plasma.

El aire ionizado forma un plasma conductor -efecto Corona- y al ser repelido por las

puntas se convierte en viento eléctrico negativo.

El aire se vuelve conductor, los electrones golpean otras moléculas, las ionizan, y son

repelidas por las puntas acabando por depositarse sobre la superficie externa de la correa.

Las cargas eléctricas negativas (moléculas de aire con carga negativa) adheridas a la

superficie externa de la correa se desplazan hacia arriba. Frente a las puntas inferiores el

proceso se repite y el suministro de carga está garantizado.

La carga del rodillo inferior es muy intensa porque la carga que se forma al rozar queda

acumulada y no se retira, mientras que las cargas depositadas en la cara externa de la

correa se distribuyen en toda la superficie, cubriéndola a medida que va pasando frente al

rodillo. La densidad superficial de carga en la correa es mucho menor que sobre el rodillo.

Por la cara interna de la correa van cargas opuestas a las del cilindro, pero estas no

intervienen en los procesos de carga de la esfera.

Recuerda que la correa no es conductora y la carga depositada sobre ella no se mueve

sobre su superficie.

Parte superior

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Supongamos que nuestro generador tiene un rodillo de teflón que se carga negativamente

por contacto con la correa. Este rodillo repele los electrones que llegan por la cara externa

de la correa.

El peine situado a unos milímetros frente a la correa tiene un campo eléctrico inducido por

la carga del cilindro y de valor intenso por efecto de las puntas. Las puntas del peine se

vuelven positivas y las cargas negativas se van hacia el interior de la esfera.

Un generador de Van der Graff no funciona en el vacío.

La eficacia depende de los materiales de los rodillos y de la correa. El generador puede

lograr una carga más alta de la esfera si el rodillo superior se carga negativamente e induce

en el peine cargas positivas que crean un fuerte campo frente a él y contribuyen a que las

cargas negativas se vayan hacia la parte interna de la esfera.

El campo creado en el “peine” por efecto de las puntas ioniza el aire y lo transforma en

plasma con electrones libres chocando con moléculas de aire. Las partículas de aire

cargadas positivamente se alejan de las puntas (viento eléctrico positivo). Las cargas

positivas neutralizan la carga de la correa al chocar con ella. La correa da la vuelta por

arriba y baja descargada.

El efecto es que las partículas de aire cargadas negativamente se van al peine y le ceden el

electrón que pasa al interior de la esfera metálica de la cúpula que adquiere carga negativa.

Por el efecto Faraday (que explica el por qué se carga tan bien una esfera hueca) toda la

carga pasa a la esfera y se repele situándose en la cara externa. Gracias a esto la esfera

sigue cargándose hasta adquirir un gran potencial y la carga pasa del peine al interior.

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 Principios en que se basa el GVG

Electrización por frotamiento -triboelectricidad- (ver electróforo).

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.

Métodos para afinar su funcionamiento

Los rodillos y la correa son el alma del generador de Van der Graff y deben ser de los

materiales mas adecuados (más separados en la escala triboeléctrica).

Según la combinación de materiales con que se hagan los rodillos inferior, correa y rodillo

superior, la esfera se cargará negativa o positivamente.

Si el inferior es de aluminio, el superior de plástico y la correa de caucho sin grafito, la

esfera se cargará positivamente. Razónalo observando las cargas que se inducen según la

escala triboeléctrica.

Los rodillos deben ser más anchos por el centro que por los lados (abombados) para que la

presión sobre la correa elástica descienda del centro a los lados y haga que esta no escape

al girar.

La correa debe ser lo más fina posible para que su propia masa no la abombe al girar y la

fuerza centrípeta originada no la impulse hacia los lados haciéndola oscilar.

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La cinta debe ser de color claro porque las oscuras tienen carbono y esto las hace

conductoras y no aislantes.

Materiales:

Lata vacía de aluminio

un pequeño clavo

Una liga (banda de goma) grande de 1 o 2 cm. de ancho y de 6 a 10 cm. de largo

Un fusible de unos 5x20 milímetros

Un pequeño motor de corriente continua (de un juguete)

Un vaso de plastoform (o de papel parafinado)

Pegamento instantáneo

Dos cables de unos 15 cm. de longitud

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Dos piezas de tubo de tubería plástica de 3/4 de pulgada PVC de 5 o 7 cm. de

longitud

Acople de 3/4 de PVC

Un conector T de 3/4 PVC

Cinta adhesiva

Un bloque de madera

Funcionamiento:

Primer paso:

Cuando el globo hizo contacto con tu cabello, las moléculas de goma tocaron las moléculas

de cabello. Al tocarse, las moléculas de goma atraen electrones de las moléculas del

cabello. Al apartar el globo del cabello, algunos de esos electrones se quedan en el globo,

dándole una carga negativa. Los electrones extra en el globo repelen a los electrones el la

pared empujándoles de la superficie. La superficie de la pared se queda con una carga

positiva, porque hay menos electrones que cuando era neutra. La pared con carga positiva

atrae al globo negativo con fuerza suficiente como para mantenerlo pegado contra sí. Si

seleccionamos materiales y los frotamos unos con los otros, podemos encontrar cuales se

quedan con carga negativa y cuales con carga positiva. Podemos tomar estos objetos en

pares y colocarlos en una lista; del más positivo al más negativo. Esta lista se llama La

Série Triboeléctrica. El prefijo Tribo- significa "frotar".

La Serie triboeléctrica

Los Más positivos

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(en este extremo pierden electrones)

asbesto

pelo de conejo

vidrio

cabello

nylon

lana

seda

papel

algodón

goma dura

goma sintética

poliéster

plastoform

orlon

saran

poliuretano

polietileno

polipropileno

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Cloruro de Polivinilo (tubo PVC)

teflón

goma de silicona

Los Más negativos (en este extremo roban electrones)

Nuestro Van de Graaff usa un tubo de vidrio y una banda de goma. Esta roba electrones del

tubo de vidrio, dejándolo con carga positiva, mientras que la goma se queda con carga

negativa.

En este dibujo se puede ver claramente la banda de goma, las poleas y los "cepillos" en

ambos extremos, arriba y abajo.

El segundo paso:

La carga triboeléctrica es el primer paso. El segundo está en los cepillos de alambre.

Cuando se acerca un metal a un objeto cargado, éste hace que los electrones en el metal se

muevan. Si el objeto tiene carga positiva jala los electrones, si tiene carga negativa los

empuja. Los electrones tienen carga negativa. Como cargas iguales se repelen y los

electrones tienen todos igual carga, siempre tratan de estar lo más alejados posibles los

unos de los otros. Si el objeto de metal tiene una punta, los electrones en ésta son

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empujados por el resto de los electrones en el resto del objeto. Entonces en una punta hay

muchos electrones empuja do desde el metal, pero ninguno empujando desde el aire. Si hay

suficientes electrones en el metal, estos pueden empujar a otros electrones hacia el aire.

Los electrones aterrizan en las moléculas del aire dándoles una carga negativa. El aire

cargado negativamente es repelido del metal cargado negativamente y un viento con carga

negativa sopla desde el metal. Se llama a esto "descarga de corona" porque se puede

observar una luz en forma de corona. Lo mismo pasa a la inversa si el metal tiene muy

pocos electrones (si tiene carga positiva). En la punta, todas las cargas positivas en el metal

jalan todos los electrones dejándolo muy cargado. las moléculas de aire que llegan a la

punta pierden electrones por la punta positiva. Las moléculas de aire son ahora positivas y

son repelidas por el metal con la misma carga.

El Tercer paso:

Luego de aprender este último método podremos entender el funcionamiento del

generador. Dijimos que todos los electrones tienen la misma carga y tratan de alejarse unos

de otros tanto como sea posible. El tercer truco usa la lata de soda para tomar ventaja de

esto. Si le damos a la lata una carga de electrones, estos tratarán de estar lo más alejados

unos de otros como sea posible. Esto tiene el efecto de que todos los electrones se van al

exterior de la lata. Cualquier electrón en el interior sentirá el empuje de los otros y se

moverá. Los electrones en el exterior sienten el empuje de la lata, pero no del aire que no

tiene carga. Esto significa que si ponemos electrones en el interior de la lata, serán jalados

al exterior. Podemos meter tantos electrones como queramos al interior de la lata, todos se

irán al exterior.

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RESULTADOS

Se logro en forma óptima la construcción del generador de vann de graaff apartir de

materiales sencillos y de bajo costo. Con este generador se logra demostrar la generación

de corriente eléctrica, utilizando materiales que permiten el paso de electrones con

facilidad (faja de goma).

El uso del generador es de fácil manejo sin correr ningún riesgo.

Sirve como material didáctico para explicar fenómenos de electricidad.

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CONCLUSIONES

El generador de Van de Graaff es un generador de corriente constante, mientas que la

batería es un generador de voltaje constante, lo que cambia es la intensidad dependiendo

que los aparatos que se conectan.

El generador de Van de Graaff es muy simple, consta de un motor, dos poleas, una correa o

cinta, dos peines o terminales hechos de finos hilos de cobre y una esfera hueca donde se

acumula la carga transportada por la cinta.

ANEXOS

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Planos:

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Vista general

Soporte motor

Rodillo superior

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AGRADECIMIENTO

Agradecemos a todas las personas que contribuyeron en la realización de este trabajo.

A nuestros compañeros:

Ruiz Sandoval William

Timaná Jiménez Erick

Sánchez Centurión Maricruz

Y a nuestra profesora que nos estuvo asesorando y estimulo en la concertación del trabajo.

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