El electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una placa o esfera en la parte superior y en el extremo opuesto una lamina de oro muy delgada. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de metal en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la placa, la varilla se electrifica y la lamina cargada y la varilla con igual signo que el objeto se repelen, siendo la cantidad desplazamiento de la lamina una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de la hoja. Si se aleja el objeto de la placa, la lámina y la varilla al perder la polarización, vuelven a su posición normal.
La Jaula de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de los campos externos. Esto se debe a que, cuando el conductor está sujeto a un campo electromagnético externo, se polariza, de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario. Puesto que el conductor se ha polarizado, este genera un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto en sentido al campo electromagnético, luego la suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0.
Entrada a una habitación de Faraday Se pone de manifiesto en numerosas situaciones cotidianas, por ejemplo, el mal funcionamiento de los teléfonos móviles en el interior de ascensores o edificios con estructura de rejilla de acero.
Una manera de comprobarlo es con una radio sintonizada en una emisora de Onda Media. Al rodearla con un periódico, el sonido se escucha correctamente. Sin embargo, si se sustituye el periódico con un papel de aluminio la radio deja de emitir sonidos: el aluminio es un conductor eléctrico y provoca el efecto jaula de Faraday.
Este fenómeno, descubierto por Michael Faraday, tiene una aplicación importante en protección de equipos electrónicos delicados, tales como repetidores de radio y televisión situados en cumbres de montañas y expuestos a las perturbaciones electromagnéticas causadas por las tormentas.
Los cables utilizados para los equipos de sonido por lo general utilizan el concepto de la jaula de faraday para aislar la señal interior y evitar que frecuencias ajenas a esta interfieran en su normal conducta.
El generador de Van der Graaff El generador de Van der Graaff (máquina electrostática), fue ideada por Robert J. Van der Graaff en 1929, con el fin de generar voltajes elevados para experimentos en Física Nuclear, aunque la idea base de la máquina, puede ser originaria alrededor de los años 1800. El generador de Van der Graaff clásico, consiste en un cinturón aislante, motorizado, que transporta carga a un terminal hueco, dentro del terminal, la carga es recolectada por un peine metálico que se aproxima al cinturón y transferida a la superficie exterior mediante contactos. Las cargas, en el dispositivo original, se transfieren al cinturón aislante, mediante un dispositivo electrónico de alto voltaje en continua. La máquina original era doble, con dos terminales cargados de signo opuesto. El sistema de excitación puede construirse de muchas formas diferentes, la original, usando un excitador electrónico, es la mas adecuada. Un antecesor importante es la máquina de Lecarré, que usa un colector próximo al terminal en lugar de en su interior, un disco para transporte de carga en lugar de una banda aislante y una máquina de fricción como fuente de alto voltaje.
En este video nos muestra como funciona en la vida real el generador y ademas nos ayuda a identificar algunas caracteristicas importantes.
Metodos para el generador
El sistema de fricción funciona cargando el rodillo inferior mediante fricción con el cinturón, pero su eficacia es francamente reducida.
Los otros métodos, tales como el de Holtz y Toepler, adaptan el sistema de carga de sus respectivas máquinas de inducción. Ambos rodillos son conductores y la máquina puede producir cualquier polaridad en el terminal. La excitación de una unidad sencilla como la que mostramos, puede mejorarse mediante inducción o spray de carga sobre el cinturón aislante, mientras que el rodillo inferior se conecta a tierra, o bien cargando el rodillo inferior y conectando a tierra el peine de carga. Máquina de Wimshurst y Generador de Van der Graaff.
Funcionamiento del generador de Van der Graaff.
En primer lugar, se electrifica la superficie de la polea inferior debido a que la superficie del polea y la cinta están hechos de materiales diferentes. La cinta y la superficie del rodillo adquieren cargas iguales y de signo contrario. Sin embargo, la densidad de carga es mucho mayor en la superficie de la polea que en la cinta, ya que las cargas se extienden por una superficie mucho mayor.
Si una aguja metálica se coloca cerca de la superficie de la cinta, a la altura de su eje. Se produce un intenso campo eléctrico entre la punta de la aguja y la superficie de la polea. Las moléculas de aire en el espacio entre ambos elementos se ionizan, creando un puente conductor por el que circulan las cargas desde la punta metálica hacia la cinta. 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.
