Generador van de graff

GENERADOR VAN DE GRAAFF Y MOTOR DE ALTO VOLTAJE CASEROS *Jesus Israel Garcia Aguiar **Jose Enrique Pena Molina SINTESIS El generador van de graaff y el motor de alto voltaje son dos aparatos que unimos para facilitarle el trabajo al maestro ya que con el se pretende que el alumno observe y conozca fenomenos fisicos tales como la electrostatica, el voltaje, el amperaje, etc. Trabajos con materiales caseros que son faciles de obtener lo cual facilita la creacion y el entendimiento de este experimento.

Con el presente trabajo se pretende demostrar la electrostatica producida en este aparato a traves de la friccion producida. El generador Van de Graaff, se le puede encontrar en los museos de ciencia por que puede dar hasta 500 mil voltios o mas. El nuestro es mas modesto pero puede generar hasta 12 mil voltios y producir chispas de unos dos centimetros de longitud, aunque el amperaje ( la corriente ) es muy poca, por lo que el aparato, con sus 12 mil voltios no es peligroso y produce electricidad de estatica. INTRODUCCION.

El generador Van de Graaff, se le puede encontrar en los museos de ciencia por que puede dar hasta 500 mil voltios o mas. El nuestro

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es mas modesto pero puede generar hasta 12 mil voltios y producir chispas de unos dos centimetros de longitud, aunque el amperaje ( la corriente ) es muy poca, por lo que el aparato, con sus 12 mil voltios no es peligroso y produce electricidad de estatica. Es una maquina electrostatica empleada en fisica nuclear para producir tensiones muy elevadas. El generador fue desarrollado en 1931 por el fisico estadounidense Robert Jemison Van de Graaff.

Consiste en un terminal de alta tension formado por una esfera metalica hueca montada en la parte superior de una columna aislante. Una correa continua de material dielectrico, como algodon impregnado de caucho, se mueve desde una polea situada en la base de la columna hasta otra situada en el interior de esta. Mediante una tension electrica de unos 50. 000 voltios se emiten electrones desde un peine metalico de puas afiladas, paralelo a la correa movil. La correa transporta las cargas hasta el interior de esta, 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 nucleos atomicos. El Motor de Alto Voltaje tiene forma de una campana, con el aro que golpea furiosamente a ambas latas de bebida de cola varias veces por segundo. De vez en cuando aparecen chispas azules. «Las campanas de Franklin», son un aparato similar a nuestro; Franklin, que, como ya se sabe, estudio la electricidad producida por los rayos.

Usaba el aparato para detectar los rayos en las tormentas. El conectaba uno de los cables a su pararrayos y el otro a una bomba de agua de hierro, que hacia de tierra. Claro que no uso latas de bebidas, sino campanas. MATERIALES Y EQUIPO UTILNIZADOS EN LA CONSTRUCCION DEL GENERADOR VAN DE GRAAFF Y EL MOTOR DE ALTO VOLTAJE. * Dos latas vacias de soda. * Un pequeno 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 5×20 milimetros. * Un pequeno motor de corriente continua (de un juguete). * Un vaso de plastoform (o de papel parafinado). COBAES 45, Quila. Medio Superior. Estudiante. [email protected] com. ** COBAES 45, Quila. Medio Superior. Estudiante. [email protected] com * Pegamento instantaneo. * Dos cables de unos 15 cm de longitud. * Dos piezas de tubo de tuberia plastica 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. * Un bloque de madera. * Un objeto de plastico, como una puntabola. * 15 centimetros de hilo. * Dos laminas de aluminio de unos 30 cm. * Cinta adhesiva. * Dos cables con clips «quijada de caiman». PROCEDIMIENTO.

Lo primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 centimetros de un tubo de 3/4 de pulgada de PVC y se lo encola a una base de madera. Esta pieza sujetara el generador y nos permitira quitar con facilidad asi como reemplazar a la banda de goma (liga) o hacer ajustes. El conector T de PVC sujetara el pequeno motor. Para sujetar al motor es mejor envolver alrededor algo de cinta aislante. Se puede dejar el eje tal como esta, pero es mejor ponerle algo de cinta aislante o un tubito de plastico para que actue 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 usara para sujetar el «cepillo» inferior que es simplemente cable pelado en un extremo y que esta 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 ira 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 friccion evitara que el motor gire. por este Cortamos el vaso de plastoform desde la base, dejando unos 2. 5 cm y cortamos un agujero del mismo diametro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC agujero. Luego perforamos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en lugares opuestos porque sujetaran el clavito que actuara de eje para la banda de goma. El tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetara 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 union 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 este electricamente conectado al «cepillo». Necesitamos un pequeno tubo de vidrio que funcione como polea de baja friccion y como complemento «triboelectrico» de la banda de goma, ambos nos servirian para generar electricidad estatica por friccion.

El vidrio y la goma son muy buenos generadores de electricidad. El tubo se consigue de un fisible electrico. Los extremos metalicos se quitan con un soldador. El tubito de vidrio no tiene imperfecciones y no se rompera facilmente. El siguiente paso es un poco dificil: metemos el clavito por uno de los agujeros en el tubo, luego se introduce el tubito de vidrio, despues 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 este estable. Ahora ya podemos usar una lata de soda, estas se usan porque no tienen esquinas, lo cual minimiza 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 bateria de 9 voltios.

Pero la bateria hace girar demasiado rapido al motor y se rompe el tubo de vidrio, aunque el voltaje obtenido es mas alto. Para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los «cepillos» estan muy cerca, pero sin tocar a la banda de goma, sentiras 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. Ata uno de los aros al hilo, el otro extremo del hilo atalo al medio de la puntabola de plastico. Coloca las latas (una de las dos latas es la que se encuentra en el generador Van de Graaff) con una separacion de 6 a 10 cm.

Coloca la puntabola (le dicen birome en algunos paises) sobre las latas, de manera que el aro se balancee como a una altura de 3 cm de la mesa sobre la que has colocado las latas. Conecta un cable (sujetando con cinta adhesiva) a la lata de la derecha (no olvides pelar el aislamiento de plastico), este sera el cable para conectar a tierra y el otro extremo debe conectarse a tierra como una pileta de agua, o a la tierra del computador, si no hay tierra, puedes sujetar el cable (pelado) con las manos, porque tu haces una buena conexion a tierra.

Conecta el otro cable a la otra lata (la de la derecha). Su otro extremo sera conectado a una fuente de alto voltaje (el generador Van de Graaff). El aparato comienza a funcionar al encender el Van de Graaff. El aro es atraido por una de las latas y cuando la choca, es atraido por la otra lata y la accion se repite. APLICACIONES DEL GENERADOR VAN DE GRAAFF Y EL MOTOR DE ALTO VOLTAJE CASEROS.

Estos experimentos se les puede utilizar en el salon de clases o en laboratorios en el area de fisica, ya que con ellos los maestros explicaran principios relacionados con la electricidad estatica y el voltaje, de una manera amena, sencilla y practica; con esto el estudiante aprendera facilmente conceptos como electrostatica, voltaje, amperaje, entre otros; ademas se podran desarrollar tecnicas en el trabajo experimental en el area de las ciencia naturales (fisica, quimica, geografia, biologia) y las matematicas. CONCLUSIONES.

De una manera breve explicaremos nuestra conclusion: Con la realizacion de de este aparto el alumno aprendera de una manera practica y sencilla por medio de la observacion y manejo de este experimento realizado con ese mismo objetivo. Tratamos de explicar con este experimento los principios de la electrostatica y el voltaje. BIBLIOGRAFIA. Pagina web google. com Enciclopedia tematica ilustrada, volumen 6, fisica y quimica. Alvarenga, Beatriz, maximo Antonio. Fisica general. Editorial harla. 1981 Green, Jay E. 100 Grandes cientificos. Editorial universo. Mexico, 1986