Generador de Van der Graaff

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.





Fuentes de información:

• http://tochtli.fisica.uson.mx/electro/Generadores%20electrostaticos/breve_rese%C3%B1a_del_generador.htm
• http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/graaf/graaf.htm
• http://www.youtube.com/watch?v=ryXRlg-M8y8