Diseño y Construcción

1. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE
UN GENERADOR DE VAN DER
GRAAFF CASERO
By. Carolyn V. Camacho

2. Reseña Histórica
La máquina electrostática
conocida como generador de Van
der Graaff, fue inventada por
Robert J, Van der Graaf en 1931,
con el objetivo de generar
voltajes elevados para
experimentar en Física Nuclear.
Los resultados de las colisiones
nos informan de las
características de los núcleos del
material que constituye el blanco.
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3. “
El generador de Van der Graaff es muy simple, consta de
un motor, dos poleas, una correa o cinta, dos peines o
terminales hechos de finos hilos de cobre y una esfera
hueca donde se acumula la carga transportada por la
cinta. El generador de Van der Graff, GVG, es un aparato
utilizado para crear grandes voltajes o es un electróforo
de funcionamiento continuo. Se basa en los fenómenos
de electrización por contacto y en la inducción de carga.
Este efecto es creado por un campo intenso y se asocia a
la alta densidad de carga en las puntas.
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4. 4
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, del mismo
modo en sentido que si de desea
que la cinta transporta carga
negativa hacia abajo.
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. Deberá tener una
carga negativa o ser neutra (una polea
cuya superficie es metálica).
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.
Supongamos que se eligen los
materiales de la cinta y de la
superficie del rodillo de modo
que la cinta adquiera una carga
negativa y la superficie de la
polea una carga positiva
Primero se electrifica la
superficie de la polea
inferior debido a que la
superficie de la polea y la
cinta están hecho de
materiales diferentes. La
cinta y la superficie del
rodillo adquiere cargas
iguales y de signo contrario
Funcionamiento

5. CAMPO MAGNÉTICO
El campo magnético es una propiedad del
espacio por la cual una carga eléctrica
puntual de valor q que se desplaza a una
velocidad, sufre los efectos de una fuerza
perpendicular y proporcional a la
velocidad, y a una propiedad del campo,
llamada inducción magnética, en ese
punto.
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6. POLOS MAGNÉTICOS
Tanto si se trata de un tipo de imán como de
otro la máxima fuerza de atracción se halla en
sus extremos, llamados polos. Un imán consta
de dos polos, de nominados “Polo Norte”,
“Polo Sur”. Entre ampos polos se crean líneas
de fuerza, siendo estas líneas ceras, por lo que
en el interior del imán también van de un polo
al otro.
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7. ELECTROMAGNETISMO
El electromagnetismo es la rama
de la física que estudia las
relaciones entre los fenómenos
eléctricos y magnéticos, es decir,
las interacciones entre las
partículas cargadas y los campos
eléctricos y magnéticos.
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ELECTROSTÁTICA
La electrostática se encarga del
estudio de las cargas eléctricas,
las fuerzas que se ejercen entre
ellas y su comportamiento en los
materiales.

8. LEY DE COULOMB
La ley de Coulomb se emplea en el área
de la física para calcular la fuerza
eléctrica que actúa entre dos cargas en
reposo. A partir de esta ley se puede
predecir cuál será la fue electrostática
de atracción o repulsión existente
entre dos partículas según su carga
eléctrica y la distancia que existe entre
ambas.
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9. FUERZA ELECTROMOTRIZ
Se denomina fuerza electromotriz o “FEM” a la
energía proveniente de cualquier fuente,
medio o dispositivo que suministre corriente
eléctrica. Para ello se necesita la existencia de
una diferencia de potencial entre dos puntos o
polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha
fuente, que sea capaz de bombear o impulsar
las cargas eléctricas a través de un circuito
cerrado. La FEM se mide en voltios, al igual
que el potencial eléctrico.
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10. EQUIPO Y MATERIALES
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Materiales Cantidad
Tubo PVC 1
Lata 1
Marcadores 2
Tubo de plástico 1
Motor 1
Pistola de silicona 1
Silicona 2
Tabla 15x30 1
Taípe 1
Teflón 1
Alambre de cobre 1 (30) cm
Estilete 1
Fomis 1
Multímetro 1

11. PROCEDIMIENTO DE ARMADO
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•Se arma la base con la madera.
•Alargamos la parte del motor para que ingrese al tubo PVC, con la ayuda de
una pintura y enrollamos con teflón.
•Realizamos las respectivas medidas de altura del motor en el tubo PVC para
realizar dos agujeros y pueda pasar con facilidad el motor.
•Medimos la altura a donde queremos realizar el otro rodillo y señalamos.
•Medimos el diámetro del tubo para poder cortar aun marcador y luego
pasamos el tubo de plástico por la mitad del marcador.
•Ahora el fomis vamos a medir pasando entre los dos rodillos y poder hacer
una banda la cual generara la fricción.
•Medimos la banda en conjunto con el motor que no haya ninguna dificultad.
•Vamos a ´pasar un alambre de cobre por la parte inferior del tubo PVC y lo
vamos a colocar a una distancia prudente que genere fricción.
•En la parte superior hacemos un peine con el alambre de cobre para colocar
en la parte superior del otro rodillo a una distancia prudente.
•Cortamos la tapa de la lata para poder ubicarla en la parte superior del tubo
PVC,
•Revisamos que el alambre de cobre toque la lata.

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OBTENCIÓN DE DATOS

13. CONCLUSIONES
•El uso de un material conductor optimo para los cepillos inferiores y superiores para un mejor aprovechamiento de las
cargas.
•Se puedo apreciar que la fuerza eléctrica podrá ser muy pequeña y esta será suficiente para arrancar el electrón de
cualquier de las moléculas que componen el aire, produciendo la chispa debido a la corriente que circula en él.
•Se concluye que dependiendo el material vario la distribución de cargas, después de saber estas distintas cualidades hoy
por hoy podemos darnos cuenta por que ciertos materiales son usados en distintas aplicaciones de la vida diera.
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Recomendaciones
•Se recomienda a los estudiantes antes de realizar las practica se debe tener muy en claro los conceptos previos que
intervienen en el trabajo experimental, de esta forma acercándose a un criterio científico que se beneficioso.
• Se recomienda el uso de un motor que funcione correctamente para que de paso a la marcha a Generador Van der Graaff.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB
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27 de marzo de 2021]
oRebolledo, J. (2007). Generador de Van der Graaff.
<Http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/sacaleE_M2/Triboelecetricidad/vanderGraff/GeneradorEVG_Tr
abajo.htm#teoria> [Consulta: 27 de marzo de 2021]
oGuerrero y Flores. (2014). Funcionamiento de un Generador Van der Graaff. <http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Presentacion-
Generador vandeGraaff_23083.pdf> [Consulta: 27 de marzo de 2021]
oMAXYFISICA. (2010). Campo Magnético. <https://es.slideshare.net/maxteren/campos-magneticos-4424647> [Consulta: 27 de marzo de 2021]
oGonzales, A. (2012). Electromagnetismo <https://es.slideshare.net/algoga828/electromagnetismo-10988553> [Consulta: 27 de marzo de
2021]
oUlino, S. (2008). Electrostática. https://es.slideshare.net/saulino27/electrostatica> [Consulta: 27 de marzo de 2021]
oSignificados. (2020). Ley de coulomb. <https://www.significados.com/ley-de-coulomb/> [Consulta: 27 de marzo de 2021]
oGarcía, A. (2015). Fuerza Electromotriz. <http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_fem/ke_fem_1.htm> [Consulta: 27 de marzo de 2021]