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Electromagnetismo
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7/17/2019 Aplicaciones de La Electrostática
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Aplicaciones de la Electrostática
Introducción.
Los principios de la electrostática han sido la base para el desarrollo de diversos
dispositivos con diferentes aplicaciones; entre estos se encuentran los
generadores eléctricos para acelerar partículas elementales, los precipitadores
elementales utilizados para reducir la contaminación atmosférica de las centrales
carbo-eléctricas, y la xerografía ue ha revolucionado la tecnología del
procesamiento de imágenes, entre otros!
Contenido.
El generador Van de Graaff:
"uando un conductor se pone en contacto con el interior de un conductor hueco,
toda la carga del primer conductor se transfiere al conductor hueco! #n principio, la
carga en el conductor hueco y su potencial pueden incrementarse sin límite
repitiendo el proceso!
#n $%&% 'obert (! )an de *raaff +$%$-$%./ utilizó este principio para dise0ar y
construir un generador electrostático! #ste tipo de generador se usa de manera
extensa en la investigación de física nuclear!
Los generados )an de *raaff pueden producir diferencias de potencial tan altas
como & millones de volts! Los protones acelerados a través de estas diferencias
de potencial tan grandes reciben suficiente energía para iniciar reacciones
nucleares entre ellos mismo y varios n1cleos blancos!
Precipitador electrostático:
2tra importante aplicación de la descarga eléctrica en gases un dispositivo
llamado precipitador electrostático! #ste instrumento se utiliza para eliminar
partículas de materia de los gases de combustión, reduciendo de este modo la
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contaminación en el aire, en especial es 1til en las centrales carbo-eléctricas y en
operaciones industriales ue generan grandes cantidades de humo!
Los precipitadores electrostáticos atrapan las partículas de materia a través de la
ionización de las mismas; este llamado también filtro de aire electrostático es undispositivo ue remueve gas ue fluye usando la fuerza de una carga
electrostática inducida!
Los precipitadores electrostáticos son dispositivos de filtración altamente
eficientes, ue mínimamente impiden el flu3o de los gases a través de dispositivo y
pueden remover fácilmente finas partículas como polvo y humo de la corriente de
aire!
Xerografía:
#s un proceso de impresión ue emplea electrostática en seco para la
reproducción o copiado de documentos o imágenes! La base 1nica del proceso es
el empleo de un material fotoconductor para formar una imagen!
4na superficie es cargada con electricidad estática en forma uniforme! 5icha
superficie es expuesta a luz ue descarga o destruye la carga eléctrica, uedando
cargadas solo auellas áreas donde hay sombra! 4n pigmento de polvo +tinta seca
o tóner / se fi3a en estas áreas cargadas haciendo visible la imagen, ue es
transferida al papel mediante un campo electrostático! #l uso de calor y presión
fi3an la tinta al papel!
La xerografía es la tecnología base de la actuales fotocopiadoras, impresoras
láser e impresoras digitales de producción! 6e estima ue en &7 se realizaron 7
billones de páginas en productos ue hoy existen gracias a esta tecnología, lo ue
la convierte en el método más usado para imprimir documentos en las oficinas!
6eg1n la revista Fortune este es 8el producto más exitoso de todos los tiempos
comercializado en los #stados 4nidos de 9mérica:!
Microscopio de Ion de Campo:
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La microscopía de iones en campo +<=/ es una técnica analítica empleada
en ciencia de materiales! #l microscopio de iones en campo es una variedad
de microscopio ue puede ser usado para visualizar la ordenación de
los átomos ue forman la superficie de la punta afilada de una agu3a de metal! ue
la primera técnica con la ue se consiguió resolver espacialmente átomos
individuales!
#n la <=, se produce una agu3a de metal afilada y se coloca en una cámara
de ultra alto vacío, ue después se llena con un gas visualizador tal como
el helio o el neón! La agu3a se enfría hasta alcanzar al menos temperaturas del
nitrógeno líuido! Luego se aplica un volta3e positivo ue va de >! a $!
voltios sobre la punta! Los átomos de gas absorbidos por la punta seven ionizados por el fuerte campo eléctrico ue existe en las proximidades de ella!
La curvatura de la superficie cercana a la punta provoca una magnetización
natural; los iones son repelidos bruscamente en dirección perpendicular a la
superficie +un efecto de ?proyección de punto?/! 6e coloca un detector de modo
ue pueda recoger esos iones repelidos; y la imagen formada por todos los iones
repelidos puede tener la resolución suficiente como para mostrar átomos
individuales en la superficie de la punta! 5esafortunadamente los elevados
campos eléctricos imponen también grandes esfuerzos mecánicos cerca de la
punta de la muestra lo cual limita la aplicación de la técnica a elementos metálicos
resistentes, como el tungsteno y el renio!
9l contrario ue los microscopios convencionales, donde la resolución espacial se
ve limitada por la longitud de onda de las partículas empleadas en la visualización,
el microscopio basado en <= funciona por proyección y alcanza resoluciones
atómicas, con una magnificación aproximada de unos pocos millones de
aumentos!
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