¿Cómo funciona un generador Van de Graaff?

Answer 1

¿Sabes cómo, cuando golpeas los pies en una alfombra y luego te golpeas si tocas algo grande o conectado a tierra? Eso es lo que hace un Van de Graaff, solo de forma automática y continua. Robert van de Graaff hizo su primer modelo con una lata, un motor eléctrico y una cinta de seda. Solo dos años después, construyó uno capaz de alcanzar un potencial de 2 millones de voltios. Todavía opera diariamente en el Museo de Ciencias de Boston.

Atribución: Markus Poessel de Wikipedia en inglés

La transferencia de carga frotando dos objetos (como los zapatos y la alfombra) se llama efecto triboeléctrico. Los materiales como el caucho y el plástico tienden a atraer cargas negativas (electrones) cuando se frotan o incluso se mantienen en contacto con materiales como el cuero, el vidrio o la piel.

Van de Graaf hace esto continuamente. Básicamente es una cinta transportadora que extrae electrones de una esfera superior y los deposita en un conductor inferior.

Una correa de goma impulsada por motor “raspa” (o incluso solo hace contacto con un rodillo) en la parte inferior de una columna, dejando atrás los electrones, que pasan a lo largo de un cable y se acumulan en la superficie de un conductor. La correa ionizada viaja a la parte superior de la columna, donde un peine de metal se acerca mucho a la correa, lo suficientemente cerca como para que el campo eléctrico en la correa ionizada ionice el aire y retire los electrones del peine, para neutralizar la correa nuevamente. El cinturón vuelve a bajar y todo se repite. Por lo tanto, la correa extrae continuamente electrones del peine y los coloca en un conductor inferior.

El peine está conectado a una esfera conductora superior, que acumula la carga positiva. ¿Por qué una esfera? Es lo opuesto a un pararrayos puntiagudo. Una esfera distribuye la carga de manera uniforme, por lo que el campo eléctrico no se concentrará lo suficiente en ningún lugar para ionizar el aire y provocar una gran chispa.

Esto no puede continuar para siempre, obviamente. Finalmente, el campo eléctrico será lo suficientemente fuerte, incluso en una esfera, que ionizará el aire y lo descargará a algo, causando una gran chispa. Pero antes de que eso suceda, puede llevar el conductor inferior (¿recuerda?), Que también es una esfera, lo suficientemente cerca de la esfera superior como para que la chispa ocurra en ese punto.

Answer 2

Un generador de Van De Graff es un generador de alto voltaje verdaderamente simple que utiliza una banda elástica o correa impulsada entre dos pullies que genera posiblemente miles de voltios pero a una corriente muy baja. Los voltajes generados por estos dispositivos pueden producir exhibiciones realmente espectaculares de una descarga de cepillo. Hay un contacto (cepillo) en la parte inferior para darle una “conexión a tierra” y otro en la parte superior que recoge la carga y la transporta al globo de metal liso. Cualquier punta de metal afilada liberará un aerosol llamado descarga de cepillo en el aire.

Answer 3

Básicamente, acumula una carga en la bola aislada eléctricamente en la parte superior, que está aislada del suelo. A medida que la carga aumenta mediante un generador estático, los arcos pueden salir volando de la pelota a puntos cercanos con conexión a tierra.

Answer 4

“Genera” CC de alto voltaje como electricidad estática. Lo hace al tener una correa que es esencialmente una gran banda de goma (u otro material) entre dos rodillos.
Los dos rodillos están separados por cierta distancia, y soportados por una estructura aislante. En una unidad típica, el rodillo inferior es girado por un motor eléctrico. El rodillo superior se encuentra dentro de una estructura conductora abovedada o toroidal que actúa como un condensador, acumulando carga de la correa.
Tales unidades son bien conocidas en los laboratorios de física de la escuela, pero se han utilizado unidades mucho más grandes para una investigación científica seria.

Answer 5

Una banda de goma motorizada se carga por fricción contra un paño suave para que las cargas se adhieran a la superficie de goma y se transporten dentro del domo aislado donde el campo eléctrico es nulo (sin importar que el domo se haya cargado a millones de voltios) donde un contacto limpie los cargos y transpórtelos a la cúpula. El motor está trabajando para transportar los cargos contra el campo eléctrico.