El generador de Van der Graaf funciona electrificando una cinta que pasa sobre rodillos, adquiriendo una carga eléctrica. Un campo eléctrico intenso ioniza el aire entre la cinta y una aguja metálica, depositando las cargas en la cinta. Esta transporta las cargas hacia arriba, cargando una esfera conductora en la parte superior.

1. Explique cómo funciona el generador de Van der Graaf.
Hemos estudiado cualitativamente como se produce la electricidad estática, cuando se ponen en
contacto dos materiales no conductores. Ahora explicaremos como adquiere la cinta la carga que
transporta hasta el terminal esférico.
En primer lugar, se electrifica la superficie de la polea
inferior F debido a que la superficie del polea y la cinta
están hechos de materiales diferentes. La cinta y la
superficie del rodillo adquieren cargas iguales y de signo
contrario.
Sin embargo, 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 hemos elegido los materiales de la
cinta y de la superficie del rodillo de modo que la cinta
adquiera un carga negativa y la superficie de la polea
una carga positiva, tal como se ve en la figura.
Si una aguja metálica se coloca cerca de la superficie de
la cinta, a la altura de su eje. Se produce un intenso
campo eléctrico entre la punta de la aguja y la superficie
de la polea. Las moléculas de aire en el espacio entre
ambos elementos se ionizan, creando un puente
conductor por el que circulan las cargas desde la punta
metálica hacia la cinta.
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 E actúa en sentido contrario a la inferior F. No puede estar cargada positivamente.
Tendrá que tener una carga negativa o ser neutra (una polea cuya superficie es metálica).
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. Esta carga como ya se ha
explicado, pasa a la superficie del conductor hueco.

2. Si se usa un material neutro en la polea superior E la cinta no transporta cargas hacia abajo. Si se
usa nylon en la polea superior, la cinta transporta carga negativa hacia abajo, esta carga viene del
conductor hueco. De este modo, la cinta carga positivamente el conductor hueco tanto en su
movimiento ascendente como descendente.
Las características del generador de Van de Graaff que disponemos en el laboratorio de Física de la
E.U.I.T.I. de Eibar, son los siguientes:
Diámetro de la esfera conductora 21 cm
Capacidad 15 pF
Tensión máxima 150-200 kV
Máxima corriente 6 mA
Explique para qué se usa la cuba electrostática.
En una cuba electrolítica se da el proceso inverso al que tiene lugar en la pila eléctrica: se
transforma energía eléctrica en energía química
Cuando por el dispositivo se hace pasar una corriente eléctrica, los electrones van en sentido
contrario al que se daría espontáneamente en la reacción química y serán los iones zinc quienes
capten los electrones formándose átomos de zinc. En este caso el electrodo de zinc actuará como
cátodo, ya que es el que capta dichos electrones, y el electrodo de cobre será el ánodo, al contrario
que en la pila
El proceso que tiene lugar en este caso se denomina electrolisis, y se emplea para separar un
compuesto en los elementos que lo conforman así como para producir hidrógeno a partir de agua.
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/electro/pila.html
en que consiste la ruptura del equilibrio electrostático de un dieléctrico y el
efecto corona
la ruptura dieléctrica es un fenómeno que se produce cuando el campo eléctrico entre 2 conductores
supera un valor critico Ec. haciendo que salga una chispa en el vacío o quemando el dieléctrico que
pueda hacer un medio
esto limita la carga que se puede alcanzar en las placas de un condensador de manera tal que el
dieléctrico pierde sus propiedades de material aislante convirtiéndose en un conductor
el efecto corana es el resultado de la acumulación de cargas en las regiones puntiagudas de un
conductor cargado , es la creación de un campo E muy intenso capaz de producir la ruptura die
eléctrica del aire en las inmediaciones de estas regiones
Qué valor se debe observar que tiene el ángulo que forma la línea de fuerza con
respecto a una superficie cargada

3. El ángulo es de π/2 ya que en la superficie que se carga se originan vectores normales a la región,
en donde el vector intensidad de corriente eléctrica. Además, para superficies cerradas finitas, por
concepto, la dirección del vector de la línea de fuerza (dA) es perpendicular a la superficie y
apuntando hacia fuera.
¿Puede considerarse el fuselaje metálico de un automóvil, como un conductor
cerrado y aislado eléctricamente por causa de los neumáticos
si a menos que el coeficiente de resistencia que posee las llantas sea completamente vencido por el
flujo eléctrico en ese caso sería como una jaula con conexión a tierra
Si existe tormenta eléctrica ¿será más seguro que el chofer/pasajero se quede dentro
del automóvil o que se baje del mismo? Explique
seria mejor fuera ya que normalmente como los rayos son un flujo continuo de electricidad se siente
atraído hacia cualquier material capaz de neutralizarlos como los metales cabe mencionar que esto
se presenta mas cuando tiene un material metálico que termine en punta ya que su resistencia en ese
punto es máxima
¿Qué sucederá con la aguja del electroscopio al acercársele un generador de Van der Graaf
funcionando?
se levanta al acercarse al generador de Van de Graff , porque existe un reordenamiento de cargas en
la aguja del electroscopio al estar presente un cuerpo cargado en este caso el generador de Van de
Graaff, logrando así, que exista una fuerza de atracción entre estas cargas, y este fenómeno se logró,
al observar que la aguja del electroscopio apuntaba en dirección al Generador de Van der Graff.
¿Cuál es el valor que tiene la magnitud del campo eléctrico dentro de un conductor que forma una
superficie cerrada o casi cerrada al existir en él un excedente de carga eléctrica? Justifique
es cero porque la jaula metálica actúa como un conductor y dentro de esta las líneas de campo
eléctrico se cancelan entre sí y donde si se van a producir las líneas de campo serán en la superficie
de la jaula donde también se produce la distribución de carga.
Consulte en que unidades físicas se puede expresar el campo eléctrico, además de [N/C] y cuál es su
significado físico.
se lo puede representar como V/m en donde
V = Voltio es la energía por unidad de carga
V = J / C
N = Newton es la unidad de fuerza
J = Julio es fuerza por distancia = N*m

4. Entonces:
V / m = J / (C*m) = N*m / (C*m) = N /C
Consulte y elabore gráficos de líneas de campo eléctrico entre dos conductores
esféricos cuando:
a. Ambas tienen carga neta positiva.
b. Ambas tienen carga neta negativa.
c. Tienen cargas netas iguales pero de signos opuestos

5. Explique en qué consiste el experimento de la jaula de Faraday y cuáles son sus
conclusiones
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.
Brinde una explicación del por qué las líneas de campo eléctrico son perpendiculares
a las superficies equipotenciales
Debido a la siguiente explicación física:
Por lo tanto: E es perpendicular a ds
Ha observado usted que cuando ingresa a un ascensor, la señal de servicio celular
suele perderse con facilidad. Explique el porqué de este fenómeno
Todo aparato funciona con señal que depende de la interacción de un campo eléctrico el cual
permite la comunicación entre estos aparatos ahora esta interacción se rompe cundo se la mete a una
superficie volumétrica la cual causara una que el campo se elimine para que así cumpla la propiedad
de gauss