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.

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

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 cargaV = J / C

N = Newton es la unidad de fuerzaJ = Julio es fuerza por distancia = N*m

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

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 perpendicularesa las superficies equipotenciales

Debido a la siguiente explicación física:ΔV=0

ΔV=∫ Ε⃗ . d s⃗0=∫ Ε⃗ . d s⃗

0=(E )(s)cos(θ)cos (θ )=0θ=90 °

Por lo tanto: E es perpendicular a ds

Ha observado usted que cuando ingresa a un ascensor, la señal de servicio celularsuele perderse con facilidad. Explique el porqué de este fenómenoTodo 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