Repblica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educacin U.E. Nuestra Seora de Lourdes

LA ELECTRICIDAD ESTTICA

Valencia, 02 de Julio de 2012

Repblica Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educacin U.E. Nuestra Seora de Lourdes

LA ELECTRICIDAD ESTTICA

FERNANDEZ, Rodolfo FIGUEREDO, Jess

- C.I.: 26.697.959 - C.I.: 28.093.039

VIDAL, Carlos Fernando - C.I : 27.188.502

Tutor: Prof. Mara Cecilia Rodriguez Docente: Edith Pineda

Valencia, 02 de Julio de 2012

2

INDICE Capitulo I Capitulo II Introduccin Desarrollo 4 6 8 9 10 11 12 12 14 15 15 17 18 19

Electricidad Esttica por Frotamiento o Triboelectricidad Electricidad Esttica por Presin o Piezoelectricidad Electricidad Esttica por Calor o Piroelectricidad Separacin de cargas inducida por la presencia de un objeto cargado Peligros de la Electricidad Esttica Componentes Elctricos Industria Qumica Exploracin del Espacio Operaciones de Carga y Descarga de Combustible Capitulo III Capitulo IV Capitulo V Conclusiones y Recomendacin Bibliografa Anexos

3

I.

INTRODUCCION

En la cultura actual el ser humano se encuentra rodeado de aparatos elctricos de toda clase, desde lmparas, relojes de bateras, motores y aparatos de sonido estereofnico hasta computadoras, aviacin electrnica, medicina, etc. y mucho ms. Prcticamente todos los procesos industriales para la elaboracin y fabricacin de materia prima y productos terminados se mueven bajo sistemas elctricos y electrnicos. La influencia de la electricidad en la vida actual es omnipresente. Para comprender dichos aparatos, que se han convertido en parte de nuestra vida cotidiana, en primer lugar debe entenderse que es la electricidad, como se genera, sus diversos usos y peligros. Siendo este un tema demasiado amplio y avanzado, se concentrar en las bases prcticas de la Electricidad Esttica, La Electricidad es la rama de la fsica que estudia los fenmenos relacionados con las Cargas Elctricas. Segn la teora Electrnica considera que todas las cosas y objetos estn formados por millones de tomos, que son elementos formados por tres tipos de partculas llamadas protones,

neutrones y electrones. Los protones, con carga positiva y neutrones, con carga neutra, forman la parte central del tomo, y se les llama ncleo, los electrones se encuentran alrededor del ncleo y tiene carga negativa. La corriente elctrica se produce por el flujo de electrones a travs de un conductor.1 Cuando las cargas elctricas estn en reposo, se le llama Electricidad Esttica o Electrosttica. Cuando dichas cargas se encuentran en

movimiento su estudio se denomina Electrodinmica o Electromagnetismo. El tema de la Electricidad Esttica se abordar mediante definiciones simples y ejemplos para que el lector se instruya sobre las bases de la dicho

4

tipo de electricidad y se darn ejemplos de casos prcticos y en algunos casos de sus peligros y como evitarlos. La metodologa de investigacin est basada en bsqueda y clasificacin de informacin en Internet por medio de los motores de bsqueda usuales en pginas en espaol (Google, Yahoo, Bing), al igual que consultas en libros y enciclopedias generales, y paginas de enciclopedias como Wikipedia.org como siempre buscando que sea lo ms sencillo para el tipo de lector (estudiantes de primaria y padres y representantes) que se espera consulte este trabajo. Igualmente se debe aclarar que los estudiantes que elaboraron este trabajo no tiene todava los conocimientos necesarios para desarrollar ms ampliamente este tema, pero les pareci sumamente interesante, por lo que se debe comprender lo bsico y sencillo de la informacin obtenida y a su vez suministrada en este trabajo, como prembulo a un tema que es

interesante y puede ser desarrollado ms a fondo en la medida que su aprendizaje lo permita.

5

II.

DESARROLLO

Antes que todo, se debe aclarar algunos conceptos bsicos: La Teora Electrnica considera que todas las cosas y objetos estn formados por millones de tomos, que son elementos formados por tres tipos de partculas llamadas protones, neutrones y electrones. Los protones, con carga positiva y neutrones, con carga neutra, forman la parte central del tomo, y se les llama Ncleo, los electrones se encuentran alrededor del ncleo y tiene carga negativa.3

Modelo de tomo Fig. Nro. 1

Se puede imaginar al tomo entonces, como un pequeos Sistema Solar donde los electrones giran alrededor de ncleo como si fuesen planetas, describiendo orbitas elpticas o circulares. Normalmente, los tomos tienen el mismo nmero de electrones y protones y vara de acuerdo al peso atmico del elemento.

6

Existen dos tipos de electrones, libres y fijos. El electrn fijo es aquel que giran en las orbitas internas o mas cercanas al ncleo y que no puede ser expulsado fcilmente de su orbita. Y el electrn libre es aquel que gira en las orbitas externas y puede ser expulsado de esta con facilidad. De esta breve introduccin se puede deducir que la corriente elctrica es producida por el movimiento de los electrones libre. O mejor dicho: Que es la Electricidad? Es la accin que producen los electrones libres al trasladarse de un punto a otro, o a la falta o exceso de electrones en un material. Y para que estos puedan moverse debe convertirse alguna forma de energa en electricidad. La Electrosttica es la ciencia que ese encarga del estudio de las cargas elctricas en reposo de los cuerpos. Existen cuatro formas de energa para producir electricidad esttica. Estas son: (a) Frotamiento (b) Presin (c) Calor (d) Luz La Electricidad Esttica es bsicamente la existencia de cargas positivas y negativas en dichos elementos. La electricidad esttica se usa comnmente en xerografa, filtros de aire (particularmente precipitadores electrostticos), pintura de vehculos, fotocopiadoras, sprays de pintura, teatros, suelos de quirfanos, impresoras y abastecimiento de aviones.4

7

Electricidad Esttica por Frotamiento o Triboelectricidad Es bsicamente el intercambio de electrones entre dos elementos por va de contacto, o frotamiento. Este fenmeno es conocido como triboelectricidad y da como resultado que uno de los objetos que se han puesto en contacto quede cargado positivamente mientras el otro se carga negativamente. El mejor ejemplo es el del globo cuando se frota con el cabello y este se adhiere a la superficie del globo. Es el mas comn y fcil de observar en la vida diaria. Incluso donde solamente se produce una carga pequea, sta puede dar lugar a las partculas de polvo que son atradas a la superficie frotada. En el caso de la fabricacin del textil esto puede conducir a una marca mugrienta permanente donde se ha cargado el pao...

Figura Nro. 2

8

Electricidad Esttica por Presin o Piezoelectricidad Es el intercambio de electrones producido por algunos cristales, como el cuarzo, al ser sometidos a tensiones mecnicas apareciendo cargas elctricas en su superficie. De este tipo de electricidad esttica se tiene como usos mas conocidos:

Actuadores elctricos. Altavoces de agudos (Tweeters), pequeos altavoces. Cpsula (Pick-up) de tocadiscos. Encendido electrnico de calefaccin y hornillas (estufas) a gas. Encendedores o mecheros elctricos. Hidrfonos (Geofsica). Lneas de retardo. Motores piezoelctricos. Sensores de Vibracin en Guitarras Elctricas Recarga automtica de bateras para telfonos mviles y computadoras porttiles.

Reguladores de presin proporcional neumticos. Relojes de Cuarzo Sensores. Transductores ultrasnicos (como los cabezales de los ecgrafos). Transductores y Transformadores piezoelctricos para la industria Destartradores odontolgicos de ultrasonido para la remocin del trtaro o "piedra" interdental

9

Electricidad Esttica por Calor o Piroelectricidad Cuando se calienta la unin de dos materiales diferentes, como un alambre de cobre unido a otro de hierro o una placa de ese material, aparece una fuerza electromotriz o intercambio de electrones entre los extremos libres de ambos metales. La piroelectricidad est estrechamente relacionada con la

piezoelectricidad de tal modo que todos los materiales piro elctricos son tambin piezoelctricos. Sus usos cotidianos incluyen:

Pirmetros (para medicin de temperatura a distancia en hornos, vidrio o, metal fundidos).

Sensores pasivos de Infrarrojos Medidores de Radiacin. Deteccin de llamas. Deteccin de prdidas de calor en oficinas, residencias o edificios. Mediciones de potencias generadas por fuentes de radiacin. Analizadores de IR o Rayos Infrarrojos Detectores de CO2 y de otros gases que absorben radiacin. Detectores de IR (rayos infrarrojos) emitidos por el cuerpo humano, para deteccin de presencia e intrusos.

Sistemas de encendido automtico de iluminacin y de calefaccin de viviendas, apertura de puertas.

Detectores de personas o de movimiento.

10

Separacin de cargas inducida por la presencia de un objeto cargado Un objeto cargado, puesto cerca de otro elctricamente neutro, causar la separacin de las cargas del otro, dado que las cargas de la misma polaridad se repelen mientras que las de diferente polaridad se atraen. Como la fuerza debida a la interaccin entre las cargas elctricas disminuye rpidamente con el aumento de la distancia, el efecto ser mayor si estn muy cerca. Este efecto es mayor cuando el objeto inicialmente neutro es un conductor elctrico porque las cargas tienen ms facilidad para moverse. Es posible inducir una separacin de cargas y si el objeto est convenientemente conectado a tierra dejarlo cargado permanentemente. Este es el sistema que utiliza el Generador de Van de Graaff, un aparato habitualmente utilizado para demostrar los efectos de la electricidad esttica. Puede ser fabricado fcilmente en casa (Ver Anexo: Como Fabricar un Generador de Van de Graaf).

Figura Nro. 35

11

Peligros de la Electricidad Esttica A pesar de su naturaleza, aparentemente inocua, segn nuestra experiencia en la vida diaria, la electricidad esttica puede tener efectos peligrosos no despreciables en situaciones en las que la acumulacin de cargas se produce en presencia de materiales o dispositivos sensibles. Componentes electrnicos Muchos componentes electrnicos, en especial los

dispositivos semiconductores tipo CMOS (Complementary metal-oxidesemiconductor, transistores tipo Semiconductor MOSFET, metal-oxido complementario) o

(Metal-oxide-semiconductor

Field-effect

transistor, Transistor de Efecto de Campo Semiconductor de MetalOxido) son extremadamente sensibles a la presencia de la electricidad esttica y pueden ser daados por una descarga electrosttica. Tales componentes se almacenan generalmente en una espuma conductora para su proteccin. Cuando el usuario se conecta a tierra tocando la mesa de trabajo, o usando una pulsera especial en la mueca (o tobillo) se reduce el dao a los dispositivos electrnicos que son sensibles a las descargas electrostticas.

Pulsera Especial para evitar Descargas Electrostaticas Figura Nro. 412

Figura Nro. 5 Chip CMOS

Figura Nro. 6 Chip MOSFET

Normalmente aquellos componentes que pueden ser sensibles a la electricidad esttica vienen marcados en el embalaje con las siglas ESD (Electrostatic Sensitive Device, Dispositivo Sensible a Descargas

Electrostticas) y adems presentan un smbolo particular para distinguirlos:

Etiqueta de Seguridad Figura Nro. 4 Estos dispositivos suelen embalarse en bolsas de plstico de color metalizado o rosa o con una rejilla de color negro impresa. Estas bolsas son conductoras, lo que evita que haya voltajes potenciales entre las diferentes partes de la superficie de la misma.

13

Industria qumica Las descargas electrostticas pueden resultar muy peligrosas en lugares donde se trata con sustancias inflamables. Una pequea chispa es capaz de iniciar la ignicin de mezclas explosivas con consecuencias devastadoras. Es el caso de las fbricas que trabajan con sustancias en polvo en presencia de materiales combustibles o explosivos. Uno de los antecedentes de los riesgo de la electricidad esttica es el LZ 129 Hindenburg, que fue un dirigible alemn destruido a causa de un incendio cuando aterrizaba en Nueva Jersey el 6 de mayo de 1937, causando la muerte a un total de 35 personas (alrededor de un tercio de los pasajeros). El accidente fue ampliamente cubierto por los medios de la poca y supuso el fin de los dirigibles como medio de transporte. Este estaba cargado con Hidrogeno, el cual hizo explosin durante el aterrizaje debido a la esttica provocada por una tormenta elctrica en ese momento.6 Igualmente la descarga de gases inflamables en hospitales como el Oxigeno o el ter, deben tener sistemas de descarga de electricidad esttica ya que esos vapores pueden explotar, al igual que el Hidrogeno al momento de ser descargados.

Sistemas de Prevencin de Descargas Electrosttica durante el transvase de sustancias inflamables

Figura Nro. 57

14

Exploracin del espacio Debido a la humedad extremadamente baja que hay en el medio extraterrestre, es posible que se produzcan grandes acumulaciones de cargas estticas que son un peligro importante para los dispositivos electrnicos que se utilizan en los vehculos espaciales. Tambin representa un riesgo para los astronautas, el hecho de caminar sobre un terreno tan seco, como lo es el de la Luna o el de Marte, provoca la acumulacin de una cantidad significativa de cargas elctricas que puede provocar descargas electrostticas capaces de daar los aparatos electrnicos. Operaciones de carga y descarga de combustible Si se produce una descarga electrosttica en presencia de combustible y su voltaje es suficientemente grande, puede provocar la ignicin de los vapores que se desprenden del combustible. Este es un peligro presente en las estaciones de servicio y es una de las razones por las que es aconsejado parar el motor mientras se carga el vehculo con gasolina. Este peligro tambin est presente en los aeropuertos, durante las operaciones de repostaje de los aviones. Actualmente estas precauciones se aplican a los celulares, debido al voltaje que puede generar su seal cuando estn en uso.

15

Sistema de Puesta a Tierra para descarga de combustible de camiones cisternas.

Figura Nro. 67

Ejemplo de los Inductores de Destello o descargas elctricas en los camiones cisterna.

Figura Nro.77

16

III.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De lo expuesto anteriormente, se puede concluir que la electricidad esttica, aun cuando tiene muchas aplicaciones industriales y cotidianas tambin debe ser manejada con todas las precauciones necesarias, obedeciendo las advertencias de seguridad que se dan al respecto, ya que la electricidad esttica puede verse graciosa cuando se demuestra su existencia al erizarse los cabellos, pero igualmente este tipo de descarga puede incendiar los vapores inflamables de algunos qumicos, provocando accidentes fatales, o destruir equipos muy costoso con solo tocarlos sin la debida puesta a tierra para evitar la carga esttica, y evitar la manipulacin descuidada de dichos equipos. Igualmente, cada vez se encuentran ms usos prcticos a la capacidad electrosttica de los elementos que conocemos para mejorar la calidad de vida de los seres humanos.

17

IV.1.

BIBLIOGRAFIA de Electricidad, Electrostatica y

Conceptos

Basicos

Electrodinamica. http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad2.

Nociones Fundamentales de Electricidad Monografias.com http://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtml

3.

VALERO E., Prof. Ruben J.: ELECTRICIDAD Editorial Distribuidora Estudio S.R.L. Caracas, Venezuela 1975 1era. Edicin. PP 12

4.

SMC CORPORATION, Folleto Soluciones SMC para la

medicin, eliminacin y control de la electricidad esttica. Impreso en Espaa.5.

Blog El Espacio de Cesar. Grafico de Generador Casero de Van de Graaff

6.

Monografia- Riesgos de la Electricidad Estatica en la Industria www.buenastareas.com Tecnologa

7.

AENOR Asociacin Espaola de Normalizacin. Proyecto de Norma Espaola Esttica PNE-109.100.90. en Control de la

Electricidad

Atmosferas

Inflamables.

Procedimientos Prcticos de Operacin., Carga y descarga de Vehculos Cisterna, Contenedores-Cisterna y VagonesCisterna. Abril 1990.

18

V.

ANEXOS

Como Construir un Generador de Van de Graaf A continuacin se coloca un extracto de la pgina web. CIenciafacil.com, para construir un Generador de Van de Graaff casero y algunos trucos para conocer la electricidad esttica. Debe tenerse cuidado por el tipo de descargas que genera este aparato: Un simple generador Van de Graaff En los proyectos que mostramos en esta misma revista virtual hicimos aparatos que toman el alto voltaje de un aparato de televisin. Ahora construiremos un diminuto aparato que puede generar hasta 12 000 voltios a partir de una lata de soda y una banda de goma (liga). Este aparato se llama Van de Graaff , se lo puede encontrar en los museos de ciencia porque puede dar hasta 500 000 voltios o ms. El nuestro es ms modesto pero puede producir chispa de unos 2 centmetros de longitud, aunque el amperaje (la corriente) es muy poca, por lo que el aparato, con sus 12 000 voltios no es peligroso. Produce electricidad esttica. Materiales que necesitas (a) Una lata vaca de soda (b) un pequeo clavo (c) Una liga (banda de goma) grande de 1 o 2 cm de ancho y de 6 a 10 cm de largo (d) Un fusible de unos 5x20 milmetros (e) Un pequeo motor de corriente continua (de un juguete) (f) Un vaso de plastoform (o de papel parafinado) (g) Pegamento instantneo (h) Dos cables de unos 15 cm de longitud

19

(i) Dos piezas de tubo de tubera plstica de 3/4 de pulgada PVC de 5 o 7 cm de longitud (j) Acople de 3/4 de PVC (k) Un conector T de 3/4 PVC (l) Cinta adhesiva (m)Un bloque de madera Lo primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 centmetros de un tubo de 3/4 de pulgada de PVC y se lo encola a una base de madera. Esta pieza sujetar el generador y nos permitir quitar con facilidad as como reemplazar a la banda de goma (liga) o hacer ajustes. El conector T de PVC sujetar el pequeo motor. Para sujetar al motor es mejor envolver alrededor algo de cinta aislante. Se puede dejar el eje tal como est, pero es mejor ponerle algo de cinta aislante o un tubito de plstico para que acte 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 usar para sujetar el "cepillo" inferior que es simplemente cable pelado en un extremo y que est 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 ir 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 friccin evitar que el motor gire.

20

Cortamos el vaso de plastoform desde la base, dejando unos 2.5cm y cortamos un agujero del mismo dimetro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC por este agujero. Luego perforamos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en lugares opuestos porque sujetarn el clavito que actuar de eje para la banda de goma. El tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetar 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 unin 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 est elctricamente conectado al "cepillo". Necesitamos un pequeo tubo de vidrio que funcione como polea de baja friccin y como complemento "triboelctrico" de la banda de goma, ambos nos serviran para generar electricidad esttica por friccin. El vidrio y la goma son muy buenos generadores de electricidad. El tubo se consigue de un fusible elctrico. Los extremos metlicos se quitan con un soldador. El tubito de vidrio no tiene imperfecciones y no se romper fcilmente. El siguiente paso es un poco difcil: metemos el clavito por uno de los agujeros en el tubo, luego se introduce el tubito de vidrio, despus 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 est 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,

21

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 batera de 9 voltios. Pero la batera hace girar demasiado rpido al motor y se rompe el tubo de vidrio, aunque el voltaje obtenido es ms alto. Para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los "cepillos" estn muy cerca, pero sin tocar a la banda de goma, sentirs 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. Se puede usar este aparato junto a las campanas de Franklin que se ve en esta misma revista. Cmo funciona? Seguramente que, alguna vez, frotaste un globo en tu cabello, luego lo pegaste a la pared. Si nunca lo haz hecho intntalo! El generador Van de Graaff usa este mismo truco, as como otros dos para generar el alto voltaje necesario para producir una chispa. El primer truco Cuando el globo hizo contacto con tu cabello, las molculas de goma tocaron las molculas de cabello. Al tocarse, las molculas de goma atraen electrones de las molculas del cabello. Al apartar el globo del cabello, algunos de esos electrones se quedan en el globo, dndole una carga negativa. Los electrones extra en el globo repelen a los electrones a la pared empujndoles de la superficie. La superficie de la pared se queda con una carga positiva, porque hay menos electrones que cuando era neutra. La pared con carga positiva atrae al globo negativo con fuerza suficiente como para mantenerlo pegado contra s. Si seleccionamos materiales y los frotamos unos con los otros, podemos encontrar cuales se quedan con carga

22

negativa y cuales con carga positiva. Podemos tomar estos objetos en pares y colocarlos en una lista; del ms positivo al ms negativo. Esta lista se llama La Serie Triboelctrica. El prefijo Tribo- significa "frotar". La Serie triboelctrica Los Ms positivos (en este extremo pierden electrones) (a) Asbesto (b) pelo de conejo (c) vidrio (d) cabello (e) nylon (f) lana (g) seda (h) papel (i) algodn (j) goma dura (k) goma sinttica (l) polister (m)plastoform (n) orlon (o) sarn (p) poliuretano (q) polietileno (r) polipropileno (s) Cloruro de Polivinilo (tubo PVC) (t) Tefln (u) goma de silicona Los Ms negativos (en este extremo roban electrones)

23

Nuestro Van de Graaff usa un tubo de vidrio y una banda de goma. Esta roba electrones del tubo de vidrio, dejndolo con carga positiva, mientras que la goma se queda con carga negativa. En este dibujo se puede ver claramente la banda de goma las poleas y los "cepillos" en ambos extremos, arriba y abajo.

Figura Nro. 4

El segundo truco

24

La carga triboelctrica es el primer truco. El segundo est en los cepillos de alambre. Cuando se acerca un metal a un objeto cargado, ste hace que los electrones en el metal se muevan. Si el objeto tiene carga positiva jala los electrones, si tiene carga negativa los empuja. Los electrones tienen carga negativa. Como cargas iguales se repelen y los electrones tienen todos igual carga, siempre tratan de estar lo ms alejados posibles los unos de los otros. Si el objeto de metal tiene una punta, los electrones en sta son empujados por el resto de los electrones en el resto del objeto. Entonces en una punta hay muchos electrones empuja do desde el metal, pero ninguno empujando desde el aire. Si hay suficientes electrones en el metal, estos pueden empujar a otros electrones hacia el aire. Los electrones aterrizan en las molculas del aire dndoles una carga negativa. El aire cargado negativamente es repelido del metal cargado negativamente y un viento con carga negativa sopla desde el metal. Se llama a esto "descarga de corona" porque se puede observar una luz en forma de corona. Lo mismo pasa a la inversa si el metal tiene muy pocos electrones (si tiene carga positiva). En la punta, todas las cargas positivas en el metal jalan todos los electrones dejndolo muy cargado. las molculas de aire que llegan a la punta pierden electrones por la punta positiva. Las molculas de aire son ahora positivas y son repelidas por el metal con la misma carga. El Tercer truco Luego de aprender este ltimo truco podremos entender el funcionamiento del generador. Dijimos que todos los electrones tienen la misma carga y tratan de alejarse unos de otros tanto como sea posible. El tercer truco usa la lata de soda para tomar ventaja de esto. Si le damos a la lata una carga de electrones, estos tratarn de estar lo ms alejados unos de otros como sea posible. Esto tiene el efecto de que todos los electrones se van al exterior de la lata. Cualquier electrn en el interior sentir el empuje de los otros y se mover. Los electrones en el exterior sienten el empuje de la25

lata, pero no del aire que no tiene carga. Esto significa que si ponemos electrones en el interior de la lata, sern jalados al exterior. Podemos meter tantos electrones como queramos al interior de la lata, todos se irn al exterior. Entonces cmo funciona el VDG? Funciona haciendo trabajar los tres trucos que hemos visto. El motor hace girar la goma. Esta va alrededor del vidrio y le roba electrones. La banda de goma es ms grande que el tubo de vidrio. Los electrones robados del vidrio se distribuyen por toda la banda de goma. La carga positiva del vidrio atrae electrones del cable en el cepillo superior. Estos electrones cargan el aire saliendo de los puntas del cepillo. El aire es repelido por el cable y atrado al vidrio. Pero el aire cargado no puede llegar al vidrio, porque la banda de goma se interpone. El aire cargado llega a la goma y le transfieren electrones. La banda de goma llega al cepillo de abajo. Los electrones en la goma empujan a los electrones del cable. Los electrones del cable son alejados y se van a tierra o a la persona que est agarrando el cable. Las puntas del cepillo inferior son ahora positivas y ellas jalan a los electrones de cualquier molcula de aire que las toque. Estas molculas positivamente cargadas son repelidas por el cable con la misma carga y son atradas por los electrones de la goma. Cuando llegan a sta, recoge de nuevo sus electrones y la goma y el aire pierden su carga. La banda de goma est ahora lista para robar ms electrones del tubo de vidrio. El cepillo de arriba est conectado a la lata de soda. Tiene carga positiva y atrae electrones de la lata, las cargas positivas de la lata se alejan unas de otras. Se transfieren electrones de la lata de soda hacia tierra, usando la banda de goma para esto. En poco tiempo la lata de soda pierde tantos electrones que se vuelve 12 000 voltios ms positivo que la conexin a tierra. Si la lata fuese ms grande se llegara a un voltaje ms alto. El Aire se ioniza en un campo elctrico de unos 50 000 voltios por centmetro. El aire ionizado conduce la26

electricidad como un cable. Se puede ver el aire ionizado conduciendo electricidad cuando se calienta tanto que emite luz, en este caso le llamamos chispa elctrica. Trucos con el Van de Graaf Una de las cosas interesantes para ver con el VDG es cmo las cargas iguales se repelen. Tomamos papel de servilleta y cortamos tiras de este liviano papel. Encolamos con cinta adhesiva los extremos y luego sujetamos al generador Van de Graaff. Se ver como si la lata de soda tuviera cabello. Al encender el Van de Graaff, notamos que las tiras de papel adquieren la misma carga y se repelen las unas con las otras. Las tiras se paran como los pelos en la espalda de un gato. Si tenemos un compaero con el cabello muy delgado, podemos pedirle que se suba a un banco de plstico y toque el generador VDG, al instante su cabello se parar. Estas son fotos de Jorge Rebolledo con uno de sus proyectos. En este caso ha desmontado su generador de Van de Graaff para explicarnos como podemos fabricarlo. CIENCIAFACIL.COM (pagina web). Como fabricar un

Generador de Van de Graaff Casero. 2007 (LA informacin se extrae en primera persona, tal y como aparece en la pagina web, respetando el texto tal cual lo transcribe su autor).

27