Los dos generadores | ComotudoFunciona

por calpee

Ahora que ha aprendido algo sobre electrostática y también electricidad estática, es fácil entender el propósito del generador Van de Graaff. Tal generador es un gadget diseñado para crear electricidad estática y también ponerla a disposición de los ensayos.

El físico estadounidense Robert Jemison Van de Graaff inventó el bien generador Van de Graaff en 1931. El gadget bien, que lleva su nombre, tiene la capacidad de producir voltajes extremadamente altos, anudé 20 millones de voltios. Van de Graaff inventó el generador bien para proporcionar la alta energía necesaria para los primeros aceleradores de partículas . En los EE. UU., Estos aceleradores de partículas se conocían como trituradores de átomos para presentar partículas subatómicas a velocidades enormes y también “aplastarlas” contra los átomos del objetivo. Las colisiones resultantes crearon otras partículas subatómicas y también radiación de alta energía, como rayos X. La capacidad de crear estas colisiones de alta energía es la base básica de la física nuclear y también de las partículas.

Estos generadores Van de Graaff se describen como aparatos electrostáticos de corriente recurrente . Cuando se coloca una carga en dicho generador, la corriente (amperaje) permanece igual. Es el voltaje (voltaje) que varía con la carga. En el caso de este generador, usted acepta el terminal de salida ( esfera ) con un objeto conectado a tierra, el voltaje disminuye, pero la corriente sigue siendo la misma. Por el contrario, las baterías se conocen como dispositivos de “voltaje recurrente” porque, cuando se conectan a un circuito, el voltaje permanece igual. Un buen ejemplo es la batería del automóvil. Una batería de automóvil completamente cargada produce aproximadamente 12.75 voltios. Si enciende los faros y también verifica el voltaje, verá que permanece subjetivamente igual. Al mismo tiempo, la corriente cambiará con la carga. Sus faros, por ejemplo, requieren amperios de diez, pero sus limpiaparabrisas pueden requerir solo 4 amperios. Independientemente de lo que conecte, el voltaje continuará.

Hay dos tipos de generadores Van de Graaff: para cargar, uno de ellos utiliza una fuente de energía de alto voltaje y también el otro para la correa y también para los tubos de carga. Hablaremos aquí sobre el último tipo.

Este tipo de generador está compuesto por:

  • un motor
  • dos tubos
  • un cinturón
  • dos conjuntos de pinceles
  • un terminal de salida (generalmente una esfera de metal o aluminio)

Puedes ver estas piezas en la imagen a continuación.

Cuando los dos motores están relacionados, el cilindro inferior (cargador) comienza a girar la correa. Como la correa está hecha de goma y también el cilindro inferior cubierto con cinta de silicona, comienza a producir una carga negativa mientras la correa genera una carga efectiva. Es simple entender por qué este desequilibrio de carga pasa a través de la serie triboeléctrica: la silicona bien es más negativa que el caucho; por lo tanto, el cilindro inferior bien captura electrones de la correa a medida que pasa a través de ella. Es esencial darse cuenta de que la carga en el cilindro está mucho más concentrada que la carga en la correa. Debido a esta concentración de carga , el campo bien eléctrico del cilindro es mucho más fuerte que la correa bien en el lugar donde se unen el cilindro bien y también el cepillo inferior. La carga negativa más fuerte ahora comienza a hacer dos cosas:

  1. repele los electrones cerca de las puntas del conjunto del cepillo inferior: los metales son buenos conductores, ya que son básicamente átomos positivos rodeados de electrones que son fáciles de desbloquear. El conjunto del cepillo ahora tiene puntas de alambre que están cargadas positivamente, porque los electrones se han alejado de las puntas, en la dirección de la conexión y también del soporte del motor;
  2. tomando moléculas de aire cerca de sus electrones: cuando un átomo pierde sus electrones, se llama plasma, el cuarto estado de la materia. Por lo tanto, tenemos electrones libres y también átomos de aire cargados positivamente entre los dos cilindros y también el cepillo. Los electrones se repelen del cilindro, que tiene pocos electrones, y también se sienten atraídos por las puntas del cepillo, mientras que los átomos positivos se sienten atraídos por el cilindro cargado negativamente.

Los núcleos atómicos (con carga efectiva) de las moléculas de aire intentan descomponerse hacia el cilindro cargado negativamente, pero la correa está en el camino. Ahora es “envuelta” por la carga real, que los aleja del cilindro.

Mientras haya aire entre el cilindro inferior y también el conjunto del cepillo, el generador Van de Graaff continuará cargando la correa. Teóricamente, el generador bien puede continuar cargando para siempre. Desafortunadamente, la suciedad y otras impurezas en el área limitarán la carga real que se desarrolla en la esfera.

La correa, tal como la dejamos, está cargada positivamente y también gira hacia el cilindro superior y también hacia el montaje de la brocha superior. Como el nylon se usó para el cilindro bien superior, quiere repeler la carga de la correa. El conjunto del cepillo superior está conectado a la parte interna de la esfera y también está cerca del cilindro superior y también de la correa. Los electrones en el cepillo se mueven hacia los extremos de los cables, ya que se sienten atraídos por el cinturón, que está cargado positivamente. Una vez que el aire bien se rompe como antes, los núcleos atómicos positivos del aire son atraídos por el pincel. Al mismo tiempo, los electrones libres en el aire van al cinturón. Cuando un objeto cargado toca el interior de un relleno de metal, el relleno bien tiene toda la carga, dejando el objeto bien neutral. El exceso de carga bien tiene una apariencia en la superficie exterior del relleno. En este caso, el buen relleno es la esfera. Es a través de este efecto que el bien generador Van de Graaff es capaz de alcanzar sus inmensos voltajes. Para los dos generadores, la correa es el objeto de dos cargas, siempre entregando una carga efectiva a la esfera.

Un último recordatorio antes de crear su generador: comúnmente, se usa un material neutro para el cilindro superior bien, de modo que la correa se vuelve neutral cuando la esfera absorbe el exceso de carga. Como se utilizó un cilindro de nylon superior, que es positivo en la serie triboeléctrica, la correa de distribución más la carga efectiva y también se vuelve negativa. Esta es una técnica utilizada para duplicar su corriente . La correa es efectiva en un lado si se acerca al cilindro superior y también es negativa en el otro lado cuando se acerca al cilindro inferior.

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