FÍSICA
Generador de Van der Graaff
Descripción
El generador de Van der Graaff consiste principalmente de un motor, una banda elástica, 2 ejes de materiales que se carguen con facilidad, unos cables conductores y una esfera o lata de aluminio. Los tubos de PVC, fusibles. Clavos son modificaciones para un generador casero.
Al conectar el motor a una fuente de energía este comienza a girar. Haciendo que el caucho que esta alrededor de su eje comience a moverse, ambos ejes están moviéndose y están en constante fricción con el caucho. Se tienen 2 cables conductores, uno que está cerca pero no toca el caucho que pasa por el eje del motor y está conectado a un polo a tierra, el segundo cable, esta sin tocar el acucho que pasa por el eje de vidrio y está conectado a la lata con tiras de papel pegadas, a él.
Con el pasar del tiempo las tiras de papel de la lata se comienzan a levantar. Si se le acerca la mano las tiras son atraídas y se pegan a la mano, pero al despegarlo la tira disminuye la distancia de la cual estaba con respecto a la lata.
Representación
Explicación
Para la explicación del funcionamiento del generador solo se analizan los ejes, el caucho y los cables conductores con sus destinos. Cuando el motor está apagado, todo el sistema tiene carga eléctrica neta cero. Al encender el motor, el eje inferior comienza a girar, haciendo que gire el caucho y el eje superior. El eje inferior al estar en contacto con el caucho adquiere una carga (que se escogió) negativa, al ser cargado por frotamiento, esto hace que el caucho que está subiendo tenga cargas positivas. Como el eje está cargado negativamente se tiene un cable cerca pero sin tocar, ocurre una carga por inducción, donde toda la carga positiva del cable este cerca al rodillo y lo demás este al otro lado, pero al estar como polo a tierra esa carga negativa es depositada y equilibrada. El caucho cargado positivamente entre en fricción con el eje superior cargándolo por frotamiento con carga por la naturaleza del vidrio, esto hace que el caucho de bajada quede negativo. El eje superior que está cargado positivamente atraerá por inducción a las cargas negativas al extremo del cable dejando en el extremo conectado a la lata solo cargas positivas, que son transferidas por la lata y las tiras de papel, y al tener ambos elementos del mismo signo se repelen haciendo que las tiras de papel se eleven.
Modificación
En el generador de Van der Graaf original los ejes en los que el caucho o banda elástica gira son de diferente material y uno tiene una alta tendencia a cargarse positivamente y el negativamente. La modificación que se le hizo al generador fue ponerle el mismo material a ambos ejes, haciendo que los ejes tengan la misma carga. Lo que sucedería al hacer esto, es que el eje inferior se carga negativamente al ser inicio, el caucho se cargaría positivamente, pero al llegar al eje superior este se cargaría negativamente, atrayendo las cargas positivas del caucho, dejándolo neutro, lo cual concluiría con el ciclo y no permitirá la inducción de los cables, por lo que las tiras de papel no se levantarían.