Generador de Van de Graaff

Generador de Van de Graaff

Es un aparato electrostático creado por Robert Van de Graaff y que utiliza una cinta móvil para acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca. Las diferencias de potencial así alcanzadas en un generador de Van de Graaff moderno pueden llegar a alcanzar los cinco mega voltios.

Partes

Una columna aislante de apoyo que no se ve en la imagen, pero que es necesaria para soportar el montaje.

Dos “peines” metálicos (superior e inferior) para ionizar el aire. El inferior está conectado a tierra y el superior al interior de la esfera.

Una esfera metálica hueca en la parte superior.

Dos rodillos de diferentes materiales: el superior, que gira libre arrastrado por la correa y el inferior movido por un motor conectado a su eje.

Una correa transportadora de material aislante (el ser de color claro indica que no lleva componentes de carbono que la harían conductora).

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.

Fucionamiento

En primera instancia, se electrifica el área de la polea inferior F ya que el área de la polea y la cinta permanecen hechos de materiales diferentes.

La densidad de carga es mucho más grande en el área de la polea que en la cinta, debido a que las cargas se alargan por un área mucho más grande.

Supongamos que hemos escogido los materiales de la cinta y del área del rodillo debido a lo cual la cinta adquiera una carga negativa y el área de la polea una carga positiva, de la misma forma que se ve en la figura.

Las cargas negativas son atraídas hacia el área de la polea, pero en medio del camino está la cinta, y se depositan en su área, cancelando parcialmente la carga positiva de la polea. Deberá tener una carga negativa o ser neutra (una polea cuya área es metálica).

Existe la probabilidad de modificar la polaridad de las cargas que traslada la cinta cambiando los materiales de la polea inferior y de la cinta. Si la cinta está elaborada de goma, y la polea inferior está elaborada de nylon cubierto con una capa de plástico, en la polea se crea una carga negativa y en la goma positiva. La cinta lleva hacia arriba la carga positiva.

Si se utiliza un material neutro en la polea preeminente En la cinta no lleva cargas hacia debajo. Si se utiliza nylon en la polea preeminente, la cinta traslada carga negativa hacia debajo, esta carga viene del conductor hueco.

Las cargas negativas son atraídas hacia la superficie de la polea, pero en medio del camino se encuentra la cinta, y se depositan en su superficie, cancelando parcialmente la carga positiva de la polea. Pero la cinta se mueve hacia arriba, y el proceso comienza de nuevo.

Almacenamiento de la carga