Tema: Elaboracion de un Generador Van de Graff.

...

-

Formulación del Problema

¿Es posible diseñar un Generador de Van Der Graaff, para poder aplicar sus usos en la vida cotidiana?

-

Justificación del Problema

El desarrollo del proyecto se justifica por:

- La importancia de poseer un generador de Van de Graaff, el cual apoye el proceso de enseñanza-aprendizaje de la electrostática, de tal manera que los estudiantes desarrollen una actitud positiva hacia el estudio de la física, además de poder conocer las utilidades del generador.

- En lo referente a las cargas eléctricas, la necesidad de utilizar un generador de Van de Graaff para poder obtener campo magnético la cual es necesaria en muchos elementos fundamentales para el ser humano.

Aplicaciones

- 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 graaff 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.

-

Limitaciones

Aun no encontramos dificultades pero podrían aparecer en la obtención de algunos materiales para la elaboración de la maqueta.

-

OBJETIVOS

-

Objetivo General

Diseñar un generador de van der Graaff como alternativa de energía eléctrica (voltaje y corriente) y aplicarla en nuestra vida diaria.

-

Objetivo Especio

Construir un Generador Van Der Graaff para ser utilizado como un recurso.

Comprobar el funcionamiento del Generador Van Der Graaff a través de una experimentación midiendo el voltaje generado.

-

MARCO TEORICO

-

Antecedentes

Robert J. Van de Graaff diseñó en 1929 el generador eléctrico que llevaría su nombre en el Instituto de Tecnología de Massachusetts con el fin de realizar experimentos en el campo de la física nuclear. En estos experimentos se perseguía sacar conclusiones sobre los núcleos de los átomos a partir de colisiones, para ello, era necesario acelerar partículas cargadas, que tras alcanzar gran velocidad chocaban contra blancos fijos. En 1931 ya había conseguido que dicho generador alcanzara diferencias de potencial de hasta 1 MV. Hoy día nos encontramos con sistemas pelletron que pueden llegar a alcanzar voltajes de 25MV.

-

Bases Teóricas

-

Campo magnético

Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales.

Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos interrelacionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético.

-

Generador

Un generador es entonces un dispositivo que puede producir una corriente eléctrica ejerciendo una fuerza no electrostática sobre las cargas eléctricas. Debe ser no electrostática pues un campo electrostático no puede producir trabajo neto sobre una curva cerrada y por tanto no puede mantener una corriente en un circuito cerrado. Como ejemplos de estas fuerzas tenemos fuerzas magnéticas, químicas o mecánicas, e incluso eléctricas (no estáticas).

Esta fuerza mueve a las cargas situadas en el interior del generador, separándolas y creando la aparición de un polo positivo (o ánodo) y uno negativo (o cátodo).

La naturaleza de las fuerzas no eléctricas sobre las cargas eléctricas dentro de los generadores puede ser muy diversa. Aquí es suficiente para nuestro propósito explicar cualitativamente los tres tipos más comunes de estas fuerzas.

-

Energía Eléctrica

La energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se produce en el interior de materiales conductores (por ejemplo, cables metálicos como el cobre), lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de estos materiales conductores.

El origen de la energía eléctrica está en las centrales de generación, determinadas por la fuente de energía que se utilice. Así, la energía eléctrica puede obtenerse de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares y mediante la biomasa o quema de compuesto de la naturaleza como combustible.

La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

-

Correa o cinta de goma

Una correa es un bucle de material flexible que se utiliza para unir dos o más ejes mecánicamente.