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MONOGRAFIAS TÉCNICAS
ELECTRICIDAD

GENERADOR DE VAN DER GRAAFF

 
ELECTROSTÁTICA DE LOS CONDUCTORES EN EQUILIBRIO

GENERADOR DE VAN DER GRAAFF


Hemos visto anteriormente que cuando se introduce un conductor cargado dentro de otro hueco y se efectúa contacto interno con este último, toda la carga del primero pasa al segundo, cualquiera que sea la carga de éste. Si no fuera por dificultades de aislamiento, la carga (y, por consiguiente el potencial) de un conductor hueco aumentaría indefinidamente por repetición del proceso.

El generador inventado por R.J. Van der Graaff utiliza el principio anterior, pero en lugar de introducir sucesivamente cuerpos cargados dentro de un conductor, la carga es llevada de modo continuo mediante una "correa -transportadora".

La figura adjunta es el diagrama esquemático de un pequeño generador da Van der Graaff. Un conductor metálico hueco A, aproximadamente esférico, está sos-tenido por un tubo aislador B montado sobre un soporte metálico C, normalmente conectado a tierra. Una correa sin fin, no conductora, D, se nueve sobre dos poleas no conductoras E y F. La polea F se acciona a mano o mediante un pequeño motor eléctrico.

generador de Van der graaff

Las poleas E y F están cubiertas de sustancias distintas, elegidas de modo que cuando la correa D hace contacto con F adquiera una carga positiva, mientras que en contacto con E la carga adquirida sea negativa. Dos puntas agudas G y H se hallan conectadas eléctricamente al conductor superior A y al soporte C.

Las cargas desarrolladas sobre la correa, cuando hace contacto con las poleas, se adhiere a ellas y son, por tanto, transportadas al moverse la correa. La rama izquierda de ésta, que se mueve hacia arriba, transporta un flujo continuo de carga positiva dentro del conductor superior. Al pesar por G introduce sobre este una carga que, debido a la propiedad de las puntas agudas, crea un campo lo suficientemente intenso como para Ionizar el aire situado entre la punta y la correa. El aire ionizado proporciona una trayectoria conductora a lo largo de la cual la carga positiva sobre la correa puede fluir hacia el conductor A.

Cuando la correa abandona la polea E resulta cargada negativamente y su rama derecha se lleva carga negativa del borde superior, pero la eliminación de carga negativa equivale a la adición de carga positive, de modo que ambas ramas de la correa contribuyen a aumentar la carga neta positiva del borne A. La carga negativa se elimina de la correa en la punta H y pasa a tierra.

El potencial que puede obtenerse con un generador de Van der Graaff depende del radio de la esfera A y de los materiales aislantes.

Un material que normalmente es aislante se convierte en conductor por efecto de grandes tensiones. Al valor máximo del campo que un medio aislante soporta sin hacerse conductor se le llama campo de ruptura. En el aire dicho valor es 3.106 v/metro.

El máximo potencial que podemos dar a un generador de Van der Graaff queda limitado por el medio que lo rodea y no por la columna aislante y vale:

potencial máximo en un generador de Van der Graaff

El generador de Van der Graaff se utiliza coma acelerador de partículas.

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tema escrito por: José Antonio Hervás