Generador
de Van de Graaff
¿Qué es?
Es una
máquina electrostática que utiliza una cinta móvil para acumular una gran
cantidad de carga eléctrica en una esfera metálica hueca.
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.
Fue creado
con el propocito de producir una diferencia de potencial muy alta.
¿Cómo
funciona?
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.
Una polea
acciona una cinta aislante a la que se le proporciona cargas positivas,
producidas por una fuente de alimentación, mediante un peine de puntas
metálicas. Los electrones son desprendidos de la correa, dejándola cargada
positivamente. Un peine similar en lo alto se encarga de difundir sobre la
cúpula las cargas netas positivas
·
Un
conductor metálico hueco A de forma esférica, está sostenido con aislantes de
plástico, atornillados en un pié metálico C conectado a tierra. Una correa o
cinta de goma (no conductora) D se mueve entre dos poleas E y F. La polea F se acciona mediante un
motor eléctrico.
·
Dos peines
G y H 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.
Aplicaciones
- El generador de Van der Graff se ha utilizado para la producción de rayos X que son muy utilizados en el campo de la medicina.
- Se usa además para eliminar microorganismos y virus de alimentos. (Esterilización)
- Es la base para varios experimentos en el campo de la física de partículas y física nuclear.
- Un ejemplo muy común del campo eléctrico en la vida real se produce en las bocinas, ya que sin este no habría resonancia y por lo tanto tampoco sonido
·
Este tipo
de generador tiene una intensa utilización en la investigación de la física nuclear.
Los generadores Van de Graaff reciben diferencias de potencial de hasta 20
millones de voltios. Los protones acelerados a través de diferencias de
potencial tan grandes reciben suficiente energía para iniciar reacciones
nucleares entre ellos y entre diferentes núcleos objetivo.
Ventajas
Las
descargas de Van de Graaff aunque sorprendentes, no representan un serio
peligro de choque ya que las corrientes alcanzables son muy pequeñas.
Demostraciones
- Una de las demostraciones mas conocidas es dejarle los pelos de punta a las personas.
- El cereal de trigo inflado es una buena demostración de repulsión electrostática. Las cargas que se han recogido en la parte exterior de la esfera, pueden separarse aún mas, mediante la transferencia al trigo inflado. Son repelidas por las cargas de Van de Graaff en la esfera y salen volando. El recipiente de plástico se une a la cúpula de Van de Graaff con cinta adhesiva para que no vuele.
- La descarga de alto voltaje de este generador, puede excitar el fósforo en un tubo fluorescente normal. Los electrodos de un extremo se mantienen sobre o cerca del generador de Van de Graaff, y la chispa salta en el interior del tubo fluorescente.
- Las burbujas de jabón pueden ser repelidas por el alto voltaje de Van de Graaff. El hecho de que sean repelidas implica que las burbujas recogen la misma carga que las de Van de Graaff.
