Resumen final

En este resumen hablaremos únicamente del Van Der Graaf grande, ya que el otro fue de prueba y ni siquiera será presentado. Sin embargo, gracias al pequeño aprendimos a resolver de antemano ciertos problemas que pudimos haber tenido con el VDG grande, como por ejemplo que era necesaria la fricción entre el rodillo de teflón y la goma.
En cuanto al DIMMER que se publico en una de las primeras entradas, el mismo no fue necesario, ya que conseguimos un motor con una velocidad adecuada.
La "esfera" (garrafa) que consideramos en un principio comprarla en Montevideo, la conseguimos aca en Salto, por lo que evitamos dicho trámite.
La tabla triboeléctrica que pusimos en un principio no tenía los 3 elementos que utilizamos, solo dos de ellos. Por lo tanto, recibimos ayuda del profesor de química quien nos brindó una que complementa la anterior.

REPASANDO:

Escala triboeléctrica

En realidad la palabra "tribo" significa rozar, pero la electrización no es un fenómeno de rozamiento, es un fenómeno de contacto.
Se puede escribir una escala triboeléctrica basada en la carga que adquieren los distintos materiales al ponerse en contacto y rozar unos con otros. Se ordenan de manera que puestos en contacto y separados dos materiales descargados, aquel que se lleve más electrones quedará cargado negativamente y el que quede con menos positivamente.

FUENTE: http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/sacaleE_M2/Triboelecetricidad/vanderGraff/Escalatriboelectrica.htm  - Consulta Domingo 30 de Octubre.

De esto podemos deducir el comportamiento del VDG:

Nuestro rodillo de arriba (de teflón) al frotarse contra la goma eva va a quedar cargado negativamente, con una cantidad de carga igual a la cinta pero de cargas opuestas y con una mayor densidad de carga, dado que la cinta abarca una mayor superficie. Esto hará que las cargas positivas de la esfera viajen a través del peine superior hasta el rodillo, debido a que son atraídas por este. Al hacer esto, la esfera quedara negativamente cargada.

Esas cargas positivas mencionadas anteriormente se toparan con la banda quien las transportará a lo largo del tubo de PVC. Serán transportadas hasta que lleguen al peine de abajo, el cual esta conectado a tierra. 

Mientras tanto, en el rodillo de abajo ocurre lo opuesto, al frotarse con la goma eva, la cual es más negativa que el aluminio, el mismo quedará cargado positivamente, haciendo que los electrones viajen por la cinta hasta el peine de arriba, que los llevará a la esfera.

No se debe olvidar que los peines no tocan la cinta y las cargas pasan igual, Esto se debe a que el aire se ioniza y hace de puente conductor de las cargas.

FUENTE: https://www.ucm.es/data/cont/docs/76-2013-07-11-15_Van_der_Graaff_generator.pdf - Visita: Domingo 30 de Octubre.

Ideas a tener en cuenta:

EFECTO PUNTA

El efecto punta es un efecto físico que se produce por la acumulación de energía en esa parte de un cuerpo.

Cuando un material posee carga eléctrica, esta se distribuye por todo el cuerpo (superficie, si se trata de conductores). La densidad de carga es la carga por unidad de volumen o superficie en el cuerpo de manera que si la carga se distribuye en el cuerpo, su densidad será mayor en las zonas de menos volumen o menos superficie. Por esto se produce una acumulación de energía en las zonas del material acabadas en punta donde su volumen es menor y se concentra mayor cantidad de carga, de manera que si el material está expuesto a un campo eléctrico externo, tenderá a interactuar con éste por la zona de mayor densidad de carga, es decir, en la punta.

A este efecto se le conoce como efecto punta. Fue descubierto por Benjamin Franklin, quien lo ilustró en su obra de 1753, Almanaque del pobre Richard. Es de especial interés en muchas aplicaciones como el pararrayos, inventado por el propio Franklin tras sus experimentos con una cometa en días de tormenta.

FUENTE: https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_punta Visita: Domingo 30 de octubre.

RIGIDEZ DIELECTRICA DEL AIRE

Cuanto mayor es la carga almacenada en la superficie del conductor hueco mayor será el campo creado y, por lo tanto, la diferencia de potencial. En teoría, el conductor hueco se podría cargar de manera indefinida, pero en realidad la carga que se puede almacenar en la superficie del conductor está limitada, pues conforme se va acumulando la carga en la superficie del conductor, el aire que lo rodea se va ionizando, hasta que se produce la ruptura del dieléctrico y el aire se convierte en conductor, haciendo que las cargas se pierdan a su través.

Entendemos por rigidez dieléctrica o rigidez electrostática el valor límite de la intensidad del campo eléctrico en el cual un material pierde su propiedad aislante y pasa a ser conductor. Se mide en voltios por metro V/m (en el SI).

FUENTES: 

-https://www.ucm.es/data/cont/docs/76-2013-07-11-15_Van_der_Graaff_generator.pdf - Visita: Domingo 30 de Octubre.

-https://es.wikipedia.org/wiki/Rigidez_diel%C3%A9ctrica - Visita: Domingo 30 de Octubre.

LOCALIZACIÓN DEL EXCESO DE CARGA EN UN CONDUCTOR

Se aplicará el teorema de Gauss para describir las propiedades electrostáticas de un conductor. El teorema de Gauss afirma que el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada es igual al cociente entre la carga en el interior de dicha superficie dividido entre e₀.

Un conductor se caracteriza por que los portadores de carga se pueden mover libremente por el interior del mismo. Si las cargas en un conductor en equilibrio están en reposo, la intensidad del campo eléctrico en todos los puntos interiores del mismo deberá ser cero, de otro modo, las cargas se moverían originado una corriente eléctrica.

Dentro de un conductor de forma arbitraria se traza una superficie cerrada S:

• El campo eléctrico E=0 en todos los puntos de dicha superficie
• El flujo a través de la superficie cerrada S es cero
• La carga neta q en el interior de dicha superficie es nula.

Como la superficie cerrada S la podemos hacer tan pequeña como queramos, concluimos que en todo punto P del interior de un conductor no hay exceso de carga, por lo que esta deberá situarse en la superficie del conductor.

FUENTE: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/cubeta/cubeta.htm#Transferencia de carga Visita: Domingo 30 de Octubre.

JAULA DE FARADAY

Una jaula de Faraday es una caja metálica que protege de los campos eléctricos estáticos. Debe su nombre al físico Michael Faraday, que construyó una en 1836. Se emplean para proteger de descargas eléctricas, ya que en su interior el campo eléctrico es nulo.

El funcionamiento de la jaula de Farday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza dada por:

 

Donde e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja se cree un campo eléctrico (representado en rojo en la siguiente animación) de sentido contrario al campo externo, representado en azul.

El campo eléctrico resultante en el interior del conductor es por tanto nulo

Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas eléctricas. El fenómeno se denomina apantallamiento eléctrico.

FUENTE: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/jaula.html Visita: Domingo 30 de Octubre.