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CATEGORÍA
:

TITULO
:

INTEGRANTES
:
C
 ROSAS MONTES DE OCA PAVEL (pavelrosas_5@hotmail.com)
GRADO DE ESTUDIOS
:
Quinto Año
DIRECCION
:
Paúl Harris # 576 PP. JJ. San Martín
TELEFONO
:
281252
 VILLARREAL MALCA LUCILA (dulsura_113@hotmail.com)
GRADO DE ESTUDIOS
:
DIRECCION
:
Elvira garcía y garcía # 803 PP.JJ. San Martín
TELEFONO
:
281445

ASESORA
Quinto Año
:
 NECIOSUP GALLARDO CATALINA (catyng@hotmail.com)
DIRECCION
:
Junín # 335
TELEFONO
:
282130
INSTITUCION EDUCATIVA:
JUAN MANUEL ITURREGUI
1
Lambayeque, Septiembre de 2008.
CONTENIDO
I.
CARATULA
:
1
II.
INTRODUCCION
:
2
III.
RESUMEN
:
3
IV.
REFERENCIAS
:
4
V.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
:
5
VI.
IMPORTANCIA
:
6
VII.
MARCO TEORICO
:
7
VIII.
MATERIALES Y METODOS
:
20
IX.
RESULTADOS
:
24
X.
CONCLUSIONES
:
25
XI.
ANEXOS
:
26
XII.
AGRADECIMIENTOS
:
31
2
INTRODUCCIÓN:
Robert Jemison Van de Graaff nació el 20 Diciembre de 1901 en Tuscalosa, Alabama.
Estudió en la Universidad de Alabama donde se graduó como Ingeniero mecánico. Pasó
por las universidades de La Sorbonne y Oxford ampliando sus conocimientos de física
nuclear.
En 1929 diseñó un primer generador electrostático consiguiendo voltajes de 80.000 V. Fue
en 1931 cuando dio a conocer su invento con un nuevo modelo que lleva su nombre "Van
de Graaff" con el que consiguió producir 1.000.000 V.
Entre los años 1931 y 1933 construye un generador de gran tamaño con el que conseguiría
7.000.000 V.
3
RESUMEN
El Generador de Van de Graaff es una máquina electrostática empleada en Física nuclear
para producir tensiones muy elevadas. Consiste en un Terminal de alta tensión formado por
una esfera metálica hueca montada en la parte superior de una columna aislante. Una
correa continua de material dieléctrico, como algodón impregnado de caucho, se mueve
desde una polea situada en la base de la columna hasta otra situada en el interior de ésta.
Mediante una tensión eléctrica de unos 50.000 voltios se emiten electrones desde un peine
metálico de púas afiladas, paralelo a la correa móvil. La correa transporta las cargas hasta
el interior de ésta, donde son retiradas por otros peines y llevadas a la superficie de la
esfera. A medida que la correa va recogiendo cargas y las transporta hasta la esfera, se crea
una diferencia de potencial de hasta 5 millones de voltios. El generador Van de Graaff se
usa para acelerar un haz de electrones, protones o iones destinado a bombardear núcleos
atómicos.
4
Referencias
Francis W. Sears y Mark W. Zemansky. Física, Edt. Aguilar (1970) pág. 565.
http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_Van_de_Graaff
5
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La mayoría de Instituciones Educativas no cuentan en sus laboratorios de física con
aparatos donde se pueda demostrar ciertos fenómenos eléctricos como por ejemplo uno que
demuestre como se genera la electricidad.
Por ello es necesario elaborar proyectos de este tipo con la finalidad que no solo quede
como conocimiento teórico sino que estos sean demostrados a través de la fabricación de
aparatos sencillos así como tengan un fácil manejo como lo es el simple generador de
electricidad.
El presente trabajo tiene por objetivos:
 Demostrar como se genera la electricidad.
 Así también sirve para demostrar que materiales permiten con facilidad el paso de
electrones los cuales son generadores de electricidad.
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IMPORTANCIA
La importancia de este trabajo radica en que muy pocos trabajos de este tipo se han
elaborado; esto debido a que en la mayoría de instituciones educativas casi no se llega al
capitulo de electricidad, siendo de gran importancia ya que con el se desarrolla la
tecnología.
Este generador como su nombre lo indica tiene por finalidad producir cargar eléctricas de
alto voltaje constituyéndose en un material didáctico de fácil manejo. En el se logra un
voltaje de 150 KV, cuyo funcionamiento se basa en el efecto de electrización por contacto.
7
MARCO TEORICO
Un simple generador Van de Graaff
Este aparato se llama Van de Graaff, se le puede encontrar en los museos de ciencia porque
puede dar hasta 500 000 voltios o más. El nuestro es más modesto pero puede producir
chispas de unos 2 centímetros 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 estática.
Lo primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 centímetros de un tubo de 3/4 de
pulgada de PVC y se lo encola a una base de madera. Esta pieza sujetará el generador y
nos permitirá quitar con facilidad así como reemplazar a la banda de goma (liga) o hacer
ajustes.
El conector T de PVC sujetará el pequeño motor. Para sujetar al motor es mejor envolver
alrededor algo de cinta aislante. Se puede dejar el eje tal como está, pero es mejor ponerle
algo de cinta aislante o un tubito de plástico para que actúe 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 usará para sujetar el "cepillo" inferior que es simplemente
cable pelado en un extremo y que está 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 irá 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
fricción evitará que el motor gire.
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Cortamos el vaso de plastoform desde la base, dejando unos 2.5cm y cortamos un agujero
del mismo diámetro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC por este
agujero.
Luego perfóranos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en
lugares opuestos porque sujetarán el clavito que actuará de eje para la banda de goma. El
tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetará 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 unión 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 esté
eléctricamente conectado al "cepillo".
Necesitamos un pequeño tubo de vidrio que funcione como polea de baja fricción y como
complemento "triboeléctrico" de la banda de goma, ambos nos servirían para generar
electricidad estática por fricción. El vidrio y la goma son muy buenos generadores de
electricidad. El tubo se consigue de un fisible eléctrico. Los extremos metálicos se quitan
con un soldador.
El tubito de vidrio no tiene imperfecciones y no se romperá fácilmente. El siguiente paso
es un poco difícil: metemos el clavito por uno de los agujeros en el tubo, luego se introduce
el tubito de vidrio, después 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 esté estable. Ahora ya
podemos usar una lata de soda, estas se usan porque no tienen esquinas, lo cual minimiza
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la "descarga de corona". Con una cuchilla, 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 batería de 9 voltios. Pero la batería hace girar
demasiado rápido al motor y se rompe el tubo de vidrio, aunque el voltaje obtenido es más
alto.
Para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los "cepillos" están muy cerca,
pero sin tocar a la banda de goma, sentirás 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.
Funcionamiento
El motor hace girar la goma. Esta va alrededor del vidrio y le roba electrones. La banda de
goma es más 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 atraído 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
los electrones del cable. Los electrones del cable son alejados y se van a tierra o a la
persona que está agarrando el cable. Las puntas del cepillo inferior son ahora positivas y
ellas jalan a los electrones de cualquier molécula de aire que las toque. Estas moléculas
positivamente cargadas son repelidas por el cable con la misma carga y son atraídas por los
electrones de la goma. Cuando llegan a ésta, recoge de nuevo sus electrones y la goma y el
aire pierden su carga. La banda de goma está ahora lista para robar más electrones del tubo
de vidrio. El cepillo de arriba está conectado a la lata de soda. Tiene carga positiva y atrae
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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 más positivo
que la conexión a tierra. Si la lata fuese más grande se llegaría a un voltaje más alto. El
Aire se ioniza en un campo eléctrico de unos 50 000 voltios por centímetro. El aire
ionizado conduce la 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
eléctrica.
Trucos con el Van de Graaf
Una de las cosas interesantes para ver con el VDG es cómo 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 Graaf. Se verá como si la
lata 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 compañero con el cabello muy delgado,
podemos pedirle que se suba a un banco de plástico y toque el generador VDG, al instante
su cabello se parará.
Principios de funcionamiento originarios:
Consiste en un Terminal de alta tensión formado por una esfera metálica hueca montada en
la parte superior de una columna de material aislante. Una correa de material dieléctrico se
hace mover entre dos rodillos situados en la parte inferior y superior de la columna.
Mediante una tensión elevada se emiten electrones en la parte inferior de la columna a
través de un peine metálico a la correa, que los transporta a la parte superior de la columna,
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donde son retiradas por otro peine y llevadas a la parte exterior de la esfera. Este transporte
de cargas hace que la esfera adquiera una diferencia de potencial muy elevada.
Construcción de:
Polea superior: Se trata de un cilindro de aluminio torneado en forma de barril para evitar
que la correa se desplace. En sus extremos se cajeara el alojamiento de los rodamientos que
montados sobre un eje harán que el cilindro gire loco.
Polea inferior: Se trata de un cilindro de nylon al que se forra con un trozo de tubo de
polietileno reticulado. El eje esta fijo al rodillo y gira sobre los rodamientos puestos en las
paredes laterales.
Esfera: Realizamos un corte en la boca de entrada que dispone y soldamos un aro de cobre
recocido de 15mmf
Tubo de P.V.C. de la columna: Hacemos cortes en la parte superior para el alojamiento
del rodillo superior que se mantendrá en su sitio debido a la tensión de la correa.
Correa de transporte de cargas: Se ha hecho de goma natural de la que podemos
encontrar en las ferreterías, practicando un corte en esta de una anchura igual al rodillo
superior (La goma disminuirá su anchura al ser estirada). Para unirla realizaremos cortes a
45º en los extremos y los uniremos con pegamento para parches.
Soporte del motor rodillo inferior: Se trata de dos planchas de metacrilato de unos 10mm
de grosor a las que mecanizaremos a la par para que nos coincidan perfectamente los
agujeros y cortes.
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Separadores: Se trata de tubos de cobre que pondremos entre las planchas de metacrilato
y atravesaremos con una varilla roscada. Con esto conseguiremos mantener paralelas las
planchas de metacrilato.
Poleas de transmisión: Son de aluminio torneado de forma que multiplicamos por dos las
revoluciones del motor. También podemos utilizar cualquier tipo de polea que tengamos a
mano con tal de no reducir mucho las revoluciones.
Peines: El peine inferior se monta soldado a un tubo separador, Con esto conseguiremos
acercar o separar el peine de la correa transportadora de cargas. El peine Superior utiliza un
separador de cobre para asentarse sobre una banda de tubo de 110mmf al que aremos un
corte para que pueda deslizarse por la columna del tubo, así conseguiremos acercar y
separar con facilidad el peine a la correa transportadora de cargas.
Base de la columna: Realizamos cortes en la reducción de P.V.C. para que nos entre el
soporte motor-rodillo y pueda asomar la polea del rodillo inferior.
Montaje de las piezas:
Se unirán según el plano descrito anteriormente y para poder montar y desmontar la
columna y el soporte motor-rodillo utilizaremos tornillos y no pegamento. Para conseguir
el perfecto alineamiento de la correa transportadora limaremos a los lados del asentamiento
del cilindro superior. La esfera se apoya sobre la columna y no es necesario hacer ningún
tipo de sujeción adicional.
Funcionamiento del generador montado:
Este generador es de los denominados autoexcitados, puesto que no es necesario el aporte
de cargas desde el exterior para que inicie su funcionamiento.
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El motor hace girar el rodillo inferior que al entrar en contacto con la correa de goma
produce una separación de cargas (Efecto-triboeléctrico), el rodillo y la polea adquieren
cargas iguales pero de signo contrario. Dependiendo de los materiales utilizados en la
correa y el rodillo, así se adquirirán cargas positivas o negativas. en nuestro caso y
siguiendo la escala triboelectrica, el cilindro adquiere carga negativa y la correa carga
positiva.
La densidad de carga en el cilindro es ahora mucho mayor en el rodillo que en la correa ya
que se extienden las cargas en la correa por una superficie mayor. Como el peine de púas
metálicas está cerca del rodillo, se produce un intenso campo eléctrico. Esto hace que el
aire se ionice, creando un puente conductor para el movimiento de cargas. Las cargas
positivas son atraídas entonces por el rodillo pero, al pasar por la correa, muchas de ellas
son atrapadas por esta y elevadas al rodillo superior, las cuales pasarán a través del peine
superior a la superficie de la esfera. Al ser el rodillo superior de un material neutro
(aluminio) no transportará cargas en su descenso. Si el rodillo superior fuera de nylon, la
correa transportaría cargas en su descenso, cargando así la esfera tanto en la subida como
en la bajada de la correa.
Teoría
El generador de Van der Graff, GVG, es un aparato utilizado para crear grandes voltajes.
En realidad es un electróforo de funcionamiento continuo.
Se basa en los fenómenos de electrización por contacto y en la inducción de carga. Este
efecto es creado por un campo intenso y se asocia a la alta densidad de carga en las puntas.
El primer generador electrostático fue construido por Robert Jamison Van der Graff en el
año 1931 y desde entonces no sufrió modificaciones sustanciales.
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Existen dos modelos básicos de generador:

El que origina la ionización del aire situado en su parte inferior, frente a la correa,
con un generador externo de voltaje (un aparato diferente conectado a la red
eléctrica y que crea un gran voltaje)

El que se basa en el efecto de electrización por contacto. En este modelo el motor
externo sólo se emplea para mover la correa y la electrización se produce por
contacto. Podemos moverlo a mano con una manivela y funciona igual que con el
motor.
Se construirá y estudiara uno de este último tipo, para lograr un generador didáctico que
son los que existen en los centros educativos.
En los dos modelos las cargas creadas se depositan sobre la correa y son transportadas
hasta la parte interna de la cúpula donde, por efecto Faraday, se desplazan hasta la parte
externa de la esfera que puede seguir ganando más y más hasta conseguir una gran carga.
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Consta de:
1.- Una esfera metálica hueca en la parte superior.
2.- Una columna aislante de apoyo que no se ve
en el diseño de la izquierda, pero que es necesaria
Descripción
para soportar el montaje.
3.- 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.
4.- Dos “peines” metálicos (superior e inferior)
para ionizar el aire. El inferior está conectado a
tierra y el superior al interior de la esfera.
5.- Una correa transportadora de material aislante
(el ser de color claro indica que no lleva
componentes
de
carbono
que
la
harían
conductora).
6.- 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.
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Funcionamiento
Una correa transporta la carga eléctrica que se forma en la ionización del aire por el efecto
de las puntas del peine inferior y la deja en la parte interna de la esfera superior.
Veamos el funcionamiento de uno didáctico construido con un rodillo inferior recubierto
de
moqueta
de
fibra
y
el
rodillo
superior
hecho
de
metal.
El rodillo inferior está fuertemente electrizado (+), por el contacto y separación (no es un
fenómeno de rozamiento) con la superficie interna de la correa de caucho. Se electriza con
un tipo de carga que depende del material de que está hecho y del material de la correa.
Ver escala triboeléctrica.
El rodillo induce cargas eléctricas opuestas a las suyas en las puntas del “peine” metálico.
El intenso campo eléctrico que se establece entre el rodillo y las puntas del “peine”
situadas a unos milímetros de la banda, ioniza el aire.
Los electrones del peine no abandonan el metal pero el fuerte campo creado arranca
electrones al aire convirtiéndolo en plasma.
El aire ionizado forma un plasma conductor -efecto Corona- y al ser repelido por las
puntas se convierte en viento eléctrico negativo.
El aire se vuelve conductor, los electrones golpean otras moléculas, las ionizan, y son
repelidas por las puntas acabando por depositarse sobre la superficie externa de la correa.
Las cargas eléctricas negativas (moléculas de aire con carga negativa) adheridas a la
superficie externa de la correa se desplazan hacia arriba. Frente a las puntas inferiores el
proceso se repite y el suministro de carga está garantizado.
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La carga del rodillo inferior es muy intensa porque la carga que se forma al rozar queda
acumulada y no se retira, mientras que las cargas depositadas en la cara externa de la
correa se distribuyen en toda la superficie, cubriéndola a medida que va pasando frente al
rodillo. La densidad superficial de carga en la correa es mucho menor que sobre el rodillo.
Por la cara interna de la correa van cargas opuestas a las del cilindro, pero estas no
intervienen en los procesos de carga de la esfera.
Recuerda que la correa no es conductora y la carga depositada sobre ella no se mueve
sobre su superficie.
Parte superior
Supongamos que nuestro generador tiene un rodillo de teflón que se carga negativamente
por contacto con la correa. Este rodillo repele los electrones que llegan por la cara externa
de la correa.
El peine situado a unos milímetros frente a la correa tiene un campo eléctrico inducido por
la carga del cilindro y de valor intenso por efecto de las puntas. Las puntas del peine se
vuelven positivas y las cargas negativas se van hacia el interior de la esfera.
Un generador de Van der Graff no funciona en el vacío.
La eficacia depende de los materiales de los rodillos y de la correa. El generador puede
lograr una carga más alta de la esfera si el rodillo superior se carga negativamente e induce
en el peine cargas positivas que crean un fuerte campo frente a él y contribuyen a que las
cargas negativas se vayan hacia la parte interna de la esfera.
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El campo creado en el “peine” por efecto de las puntas ioniza el aire y lo transforma en
plasma con electrones libres chocando con moléculas de aire. Las partículas de aire
cargadas positivamente se alejan de las puntas (viento eléctrico positivo). Las cargas
positivas neutralizan la carga de la correa al chocar con ella. La correa da la vuelta por
arriba y baja descargada.
El efecto es que las partículas de aire cargadas negativamente se van al peine y le ceden el
electrón que pasa al interior de la esfera metálica de la cúpula que adquiere carga negativa.
Por el efecto Faraday (que explica el por qué se carga tan bien una esfera hueca) toda la
carga pasa a la esfera y se repele situándose en la cara externa. Gracias a esto la esfera
sigue cargándose hasta adquirir un gran potencial y la carga pasa del peine al interior.
Principios en que se basa el GVG

Electrización por frotamiento -triboelectricidad- (ver electróforo).

Faraday explicó la transmisión de carga a una esfera hueca. Cuando se transfiere
carga a una esfera tocando en su interior, toda la carga pasa a la esfera porque las
cargas de igual signo sobre la esfera se repelen y pasan a la superficie externa. No
ocurre lo mismo si tratamos de pasarle carga a una esfera (hueca o maciza) tocando
en su cara exterior con un objeto cargado. De esta manera no pasa toda la carga.

Inducción de carga. Efecto de las puntas: ionización.
Métodos para afinar su funcionamiento
Los rodillos y la correa son el alma del generador de Van der Graff y deben ser de los
materiales mas adecuados (más separados en la escala triboeléctrica).
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Según la combinación de materiales con que se hagan los rodillos inferior, correa y rodillo
superior, la esfera se cargará negativa o positivamente.
Si el inferior es de aluminio, el superior de plástico y la correa de caucho sin grafito, la
esfera se cargará positivamente. Razónalo observando las cargas que se inducen según la
escala triboeléctrica.
Los rodillos deben ser más anchos por el centro que por los lados (abombados) para que la
presión sobre la correa elástica descienda del centro a los lados y haga que esta no escape
al girar.
La correa debe ser lo más fina posible para que su propia masa no la abombe al girar y la
fuerza centrípeta originada no la impulse hacia los lados haciéndola oscilar.
La cinta debe ser de color claro porque las oscuras tienen carbono y esto las hace
conductoras y no aislantes.
20
Materiales:

Lata vacía de aluminio

un pequeño clavo

Una liga (banda de goma) grande de 1 o 2 cm. de ancho y de 6 a 10 cm. de largo

Un fusible de unos 5x20 milímetros

Un pequeño motor de corriente continua (de un juguete)

Un vaso de plastoform (o de papel parafinado)

Pegamento instantáneo

Dos cables de unos 15 cm. de longitud

Dos piezas de tubo de tubería plástica de 3/4 de pulgada PVC de 5 o 7 cm. de
longitud

Acople de 3/4 de PVC

Un conector T de 3/4 PVC

Cinta adhesiva

Un bloque de madera
Funcionamiento:
Primer paso:
Cuando el globo hizo contacto con tu cabello, las moléculas de goma tocaron las moléculas
de cabello. Al tocarse, las moléculas de goma atraen electrones de las moléculas del
cabello. Al apartar el globo del cabello, algunos de esos electrones se quedan en el globo,
dándole una carga negativa. Los electrones extra en el globo repelen a los electrones el la
pared empujándoles 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
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atrae al globo negativo con fuerza suficiente como para mantenerlo pegado contra sí. Si
seleccionamos materiales y los frotamos unos con los otros, podemos encontrar cuales se
quedan con carga negativa y cuales con carga positiva. Podemos tomar estos objetos en
pares y colocarlos en una lista; del más positivo al más negativo. Esta lista se llama La
Série Triboeléctrica. El prefijo Tribo- significa "frotar".
La Serie triboeléctrica
Los Más positivos
(en este extremo pierden electrones)

asbesto

pelo de conejo

vidrio

cabello

nylon

lana

seda

papel

algodón

goma dura

goma sintética

poliéster

plastoform

orlon

saran

poliuretano
22

polietileno

polipropileno

Cloruro de Polivinilo (tubo PVC)

teflón

goma de silicona
Los Más negativos (en este extremo roban electrones)
Nuestro Van de Graaff usa un tubo de vidrio y una banda de goma. Esta roba electrones del
tubo de vidrio, dejándolo 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.
El segundo paso:
La carga triboeléctrica es el primer paso. El segundo está en los cepillos de alambre.
Cuando se acerca un metal a un objeto cargado, éste 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 más alejados posibles los
23
unos de los otros. Si el objeto de metal tiene una punta, los electrones en ésta 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 moléculas del aire dándoles 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 dejándolo muy cargado. las moléculas de aire que llegan a la
punta pierden electrones por la punta positiva. Las moléculas de aire son ahora positivas y
son repelidas por el metal con la misma carga.
El Tercer paso:
Luego de aprender este último método 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 tratarán de estar lo más alejados
unos de otros como sea posible. Esto tiene el efecto de que todos los electrones se van al
exterior de la lata. Cualquier electrón en el interior sentirá el empuje de los otros y se
moverá. Los electrones en el exterior sienten el empuje de la lata, pero no del aire que no
tiene carga. Esto significa que si ponemos electrones en el interior de la lata, serán jalados
al exterior. Podemos meter tantos electrones como queramos al interior de la lata, todos se
irán al exterior.
24
RESULTADOS
Se logro en forma óptima la construcción del generador de vann de graaff apartir de
materiales sencillos y de bajo costo. Con este generador se logra demostrar la generación
de corriente eléctrica, utilizando materiales que permiten el paso de electrones con
facilidad (faja de goma).
El uso del generador es de fácil manejo sin correr ningún riesgo.
Sirve como material didáctico para explicar fenómenos de electricidad.
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CONCLUSIONES
El generador de Van de Graaff es un generador de corriente constante, mientas que la
batería es un generador de voltaje constante, lo que cambia es la intensidad dependiendo
que los aparatos que se conectan.
El generador de Van de Graaff es muy simple, consta de un motor, dos poleas, una correa o
cinta, dos peines o terminales hechos de finos hilos de cobre y una esfera hueca donde se
acumula la carga transportada por la cinta.
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ANEXOS
27
28
29
30
Planos:
Vista general
Soporte motor
Rodillo superior
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AGRADECIMIENTO
Agradecemos a todas las personas que contribuyeron en la realización de este trabajo.
A nuestros compañeros:

Ruiz Sandoval William

Timaná Jiménez Erick

Sánchez Centurión Maricruz
Y a nuestra profesora que nos estuvo asesorando y estimulo en la concertación del trabajo.
32