Generador de Van de Graff

     GENERADOR DE VAN DE GRAFF:

Se define el Generador de Van der Graff como una maquina electrostática utilizada para originar grandes voltajes. Se fundamenta en los fenómenos de electrización por contacto y en la inducción de carga. Robert Jamison Van der Graff fue el creador de este generador, construido en el año 1931.
En cuanto a su constitución tiene un motor, una correa, dos rodillos uno superior (que gira libre arrastrado por la correa) y otro inferior (manejado por un motor conectado a su eje), dos peines metálicos (superior e inferior) para ionizar el aire (el inferior esta conectado a tierra y el superior al interior de la esfera), y una esfera hueca donde se acumula la carga transportada por la cinta.
El funcionamiento de la maquina se basa en como adquiere la cinta la carga que lleva hasta el terminal esférico. Al principio se provee de electricidad a la superficie de la polea inferior, debido a que la superficie de la polea y la cinta están hechas de materiales distintos. 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.
Suponiendo que se ha elegido los materiales de la cinta y de la superficie del rodillo de modo
que la cinta adquiera un carga negativa y la superficie de la polea una carga positiva.
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.
La polea superior actúa en sentido contrario a la inferior. No puede estar cargada positivamente.
Tendrá que tener una carga negativa o ser neutra ( una polea cuya superficie es metálica).
Existe la posibilidad de cambiar la polaridad de las cargas que transporta la cinta cambiando los
materiales de la polea inferior y de la cinta.
Si la cinta está hecha de goma, y la polea inferior está hecha de nylon cubierto con una capa de
plástico, en la polea se crea una carga negativa y en la goma positiva. La cinta transporta hacia
arriba la carga positiva. Esta carga como ya se ha explicado, pasa a la superficie del conductor
hueco. Si se usa un material neutro en la polea superior la cinta no transporta cargas hacia abajo. Si se usa nylon en la polea superior, la cinta transporta carga negativa hacia abajo, esta carga
viene del conductor hueco. De este modo, la cinta carga positivamente el conductor hueco tanto
en su movimiento ascendente como descendente.

APLICACIONES:

• El generador de Van de Graff se ha utilizado para la producción de rayos X que son muy utilizados en el campo de la medicina.

• Se usa ademas para eliminar microorganismos y virus de alimentos. (Esterilización)

• Es la base de varios experimentos en el campo de la física de partículas y física nuclear.

• Un ejemplo muy común del campo eléctrico en la vida real se produce en las bocinas, ya que sin este no habría resonancia y por lo tanto tampoco sonido.

• Otro ejemplo es en las generadoras de presas hidroeléctricas, ya que con el agua hacen girar un generador que produce electricidad en base a un campo eléctrico

• Este tipo de generador tiene una intensa utilización en la investigación de la física nuclear. los generadores Van de Graff reciben diferencias de potencial de hasta 20 millones de voltios. los protones acelerados a través de diferencias de potencial tan grandes reciben suficiente energía para iniciar reacciones nucleares entre ellos y entre diferentes núcleos objetivo.