INFORME DE PROYECTOS

GENERADOR VAN DE GRAAF

CAPITULO I INTRODUCCIÓN

El presente proyecto científico se realizo con el objetivo de hacernos presentes en la Expo-Feria Sofiana 2006, que nos incentiva a la creación de instrumentos científicos novedosos, en este caso el llamando generador casero Van de Graaf.

Otra de las razones por la que realizamos nuestro proyecto, es contribuir al desarrollo de una cultura científica en nuestra región, objetivo que se ha propuesto nuestra institución educativa con su participación en la XVI Feria Nacional escolar de ciencia y tecnología.

Sin mas que decir, los invitamos a dar lectura del presente proyecto de investigación realizado con mucho esfuerzo y dedicación por las integrantes del quinto grado “G”de educación secundaria.

1.1 OBTENCION DE IDEAS PARA DESARROLLAR EL PROYECTO:

La idea de elaborara el generador casero Van de Graaf, fue dado por todas las integrantes del grupo ya que surgió de la necesidad de presentar un trabajo que sea novedoso de fácil elaboración, para la cual se utilicen materiales sencillos, reciclables y de fácil adquisición.

El simple generador Van de Graaf, deberá producir pequeñas descargas eléctricas, con el que se pueda realizar una serie de trucos, que llame la atención de los espectadores y que genere todo tipo de interrogantes entre ellas, la que nosotros hemos considerado para realizar nuestra formulación del problema.

1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA:

¿Cómo elaborar un generador Van de Graaf simple o casero?


1.3 HIPOTESIS

Para plantear una hipótesis frente a la interrogante, diremos que el generador Van de Graaf, produce descargas eléctricas hasta de 12000, pero no es peligroso por que su electricidad es estática, cuyo funcionamiento comienza cuando el motor hace gira la goma y comienza un juego de electrones, positivos y negativos para la cual será explicado detenidamente durante el transcurso del proyecto de investigación científica.

Por lo tanto diremos que: ¿ Existirá la posibilidad de elaborar un generador Van de Graaf simple o casero con otros instrumentos diferentes a los utilizados para la elaboración de este proyecto?


1.4 OBJETIVOS:

1.4.1 Objetivo general:

v Determinar como se realiza y como funciona un generador Van de Graaf simple o casero, el mismo que deberá producir descargas de electricidad estática que permitirá realizar una serie de trucos, que despierte el interés científico de nuestros compañeros y publico en general.

1.4.2 Objetivos específicos:

v Determinar que materiales caseros y simples son utilizados para la elaboración de este instrumento científico e innovador.
v Demostrar la utilidad final, del instrumento realizado.







CAPITULO II MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 DESCRIPCION DE LOS MATERIALES USADOS

Para la elaboración de este innovador instrumento, utilizamos diferentes materiales que detallaremos a continuación:

v Una lata vacía de soda
v Un pequeño clavo
v Una liga (banda de goma grande) de 1 0 2 centímetros de ancho y de 6 a 10 centímetros de ancho.
v Un fusible de 5x2 milímetros
v Un pequeño motor de corriente continua ( sacado de un juguete)
v Un vaso de plastoform o de papel refinado
v Pegamento instantáneo
v Dos cables de 15 centímetros de longitud
v Dos piezas de tubo de tubería plástica de ¾ de pulgada PVC de 5 o 7 centímetros de longitud
v Acope de ¾ de PVC
v Un conector T de PVC
v Cinta adhesiva
v Un bloque de madera.

2.2 DESCRIPCION DE LOS METODOS USADOS

a) Lo primero que hay que hacer es cortar una pieza de 5 a 7 cm. de un tubo de ¾ de pulgada de PVC la cual será colocada en una base de madera.

b) El conector de PVC sujetara el pequeño motor, luego se le asegurara con cinta aislante a su alrededor.

c) Luego perforamos un agujero a un lado del conectador T de PVC justo debajo de la polea del motor. Este agujero se usara para sujetar el “cepillo” inferior que es simplemente cable pelado en un extremo y que esta casi tomando la banda de goma en la polea, donde luego el cable pelado se sujeta con cinta adhesiva o pegamento.

d) Se coloca la banda de goma en la polea y se deja cuelgue del conector T

e) Ahora, cortamos unos 8 a 10 cm de tubo de 3/4 de PVC. Este irá sobre el conector T, con la banda de goma en el interior. Usamos un clavito para sujetar la banda de goma. El largo del tubo debe ser de la misma longitud que la banda de goma. Esta no debe estar muy estirada porque la fricción evitará que el motor gire


f) Cortamos el vaso de plastoform desde la base, dejando unos 2.5cm y cortamos un agujero del mismo diámetro que el tubo en la base y al medio. Introducimos el tubo PVC por este.


g) Luego perfóranos tres agujeros en el acople de PVC. Dos de estos tiene que estar en lugares opuestos porque sujetarán el clavito que actuará de eje para la banda de goma. El tercer agujero se encuentra entre los otros dos y sujetará el "cepillo" superior, el que, al igual que el de abajo se encuentra tan cerca que "casi" toca a la goma.
paragraph();
El cepillo superior se sujeta al tubo de unión de PVC y el acople se pone en el tubo de 3/4 sobre el soporte de vaso de plastoform.
h) La banda de goma se jala por el acople y se lo sostiene en su lugar con el clavo.
paragraph();
Se pela el cable y se le da unas vueltas para que los alambritos no se separen mucho.
paragraph();
El otro extremo del cable se sujeta dentro de la lata de soda para que esté eléctricamente conectado al "cepillo".

i) Necesitamos un pequeño tubo de vidrio que funcione como polea de baja fricción y como complemento "triboeléctrico" de la banda de goma, ambos nos servirán para generar electricidad estática por fricción. El vidrio y la goma son muy buenos generadores de electricidad.
paragraph();
El tubo se consigue de un fusible eléctrico. Los extremos metálicos se quitan con un soldador.


j) El siguiente paso es un poco difícil: metemos el clavito por uno de los agujeros en el tubo, luego se introduce el tubito de vidrio, después la banda de goma que debe estar sobre el tubito de vidrio y finalmente metemos el clavito en el orificio del frente.

k) La banda de goma debe girar sobre el tubito de vidrio y este girar sobre el clavito.


l) Ahora encolamos la base del vasito en el tubo de PVC. Es mejor usar una lata de soda, estas se usan porque no tienen esquinas, lo cual minimiza la "descarga de corona".
paragraph();
Con una cuchilla, corta un agujero en la base de la lata.
paragraph();
Con el mismo borde del corte en la base, se hace sujetar el cable pelado del "cepillo" y se presiona la lata hasta que toque el vaso cortado, y finalmente, soldamos unos cables al motor para las pilas.








m) Finalmente para hacer funcionar el Van de Graaff conecta las pilas. Si los "cepillos" están muy cerca, pero sin tocar a la banda de goma, sentirás una chispa que sale de la lata de soda al acercar el dedo. Es buena idea sujetar con la otra mano el cable de abajo, del cepillo inferior.








CAPITULO III RESULTADOS

3.1 DESCRIPCION DE LOS RESULTADOS:

Nuestro simple o casero generador Van de Graff
paragraph();
funciona haciendo trabajar los siguiente:
1.-
paragraph();
El motor hace girar la goma. Esta va alrededor del vidrio y le roba electrones.
paragraph();
La banda de goma es más grande que el tubo de vidrio. Los electrones robados del vidrio se distribuyen por toda la banda de goma.

2.-
paragraph();
La carga positiva del vidrio atrae electrones del cable en el cepillo superior. Estos electrones cargan el aire saliendo de los puntas del cepillo. El aire es repelido por el cable y atraído al vidrio.
paragraph();
Pero el aire cargado no puede llegar al vidrio, porque la banda de goma se interpone. El aire cargado llega a la goma y le transfieren electrones.

3.-
paragraph();
La banda de goma llega al cepillo de abajo. Los electrones en la goma empujan a los electrones del cable. Los electrones del cable son alejados y se van a tierra o a la persona que está agarrando el cable.
paragraph();
Las puntas del cepillo inferior son ahora positivas y ellas jalan a los electrones de cualquier molécula de aire que las toque. Esta moléculas positivamente cargadas son repelidas por el cable con la misma carga y son atraídas por los electrones de la goma. Cuando llegan a ésta, recoge de nuevo sus electrones y la goma y el aire pierden su carga.

4.-
paragraph();
La banda de goma está ahora lista para robar más electrones del tubo de vidrio.
paragraph();
El cepillo de arriba está conectado a la lata de soda. Tiene carga positiva y atrae electrones de la lata, las cargas positivas de la lata se alejan unas de otras.
paragraph();
Se transfieren electrones de la lata de soda hacia tierra, usando la banda de goma para esto.

5.- En poco tiempo la lata de soda pierde tantos electrones que se vuelve 12 000 voltios más positivo que la conexión a tierra.
paragraph();
Si la lata fuese más grande se llegaría a un voltaje más alto.
paragraph();
El Aire se ioniza en un campo eléctrico de unos 50 000 voltios por centímetro. El aire ionizado conduce la electricidad como un cable. Se puede ver el aire ionizado conduciendo electricidad cuando se calienta tanto que emite luz, en este caso le llamamos chispa eléctrica.
paragraph();


3.1.- CONTRASTE DE LA HIPÓTESIS

Los resultados obtenidos contrastan a la hipótesis planteada con anterioridad, por lo tanto podemos decir que el simple generador Van de Graff, se elabora muy sencillamente con los materiales mencionados en párrafos anteriores, la cual funciona mediante un motor que hace girar una banda de goma, dando inicio al procedimiento de intercambio de electrones, los mismos que son mencionados en la descripción de los resultados.

Por lo tanto, cabe recalcar, tal como se indicó en la hipótesis del problema, aun no hemos podido realizar un simple o casero generador Van de Graff con otros materiales distintos a los mencionados en la descripción de los materiales usados.

3.3 VERIFICACION DE LOS RESULTADOS

Ahora para saber que tan eficiente es el resultado obtenido con la elaboración de este instrumento científico e innovador, mencionaremos a continuación 3 trucos, con los cuales se puede realizar mediante nuestro simple o casero Van de Graff, cumpliendo así con nuestro objetivo principal:

Primer truco:
El primer truco está en los cepillos de alambre.
paragraph();
Cuando se acerca un metal a un objeto cargado, éste hace que los electrones en el metal se muevan. Si el objeto tiene carga positiva jala los electrones, si tiene carga negativa los empuja.
paragraph();
Los electrones tienen carga negativa. Como cargas iguales se repelen y los electrones tienen todos igual carga, siempre tratan de estar lo más alejados posibles los unos de los otros.

paragraph();
Si el objeto de metal tiene una punta, los electrones en ésta son empujados por el resto de los electrones en el resto del objeto. Entonces en una punta hay muchos electrones empuja do desde el metal, pero ninguno empujando desde el aire.
paragraph();
Si hay suficientes electrones en el metal, estos pueden empujar a otros electrones hacia el aire. Los electrones aterrizan en las moléculas del aire dándoles una carga negativa. El aire cargado negativamente es repelido del metal cargado negativamente y un viento con carga negativa sopla desde el metal. Se llama a esto "descarga de corona" porque se puede observar una luz en forma de corona.

paragraph();
Lo mismo pasa a la inversa si el metal tiene muy pocos electrones (si tiene carga positiva). En la punta, todas las cargas positivas en el metal jalan todos los electrones dejándolo muy cargado.
paragraph();
las moléculas de aire que llegan a la punta pierden electrones por la punta positiva. Las moléculas de aire son ahora positivas y son repelidas por el metal con la misma carga.
paragraph();

El Segundo truco
Luego de aprender este truco podremos entender el funcionamiento del generador.
paragraph();
Dijimos que todos los electrones tiene la misma carga y tratan de alejarse unos de otros tanto como sea posible. El segundo truco usa la lata de soda para tomar ventaja de esto.
paragraph();
Si le damos a la lata una carga de electrones, estos tratarán de estar lo más alejados unos de otros como sea posible.

Esto tiene el efecto de que todos los electrones se van al exterior de la lata. Cualquier electrón en el interior sentirá el empuje de los otros y se moverá. Los electrones en el exterior sienten el empuje de la lata, pero no del aire que no tiene carga.
paragraph();
Esto significa que si ponemos electrones en el interior de la lata, serán jalados al exterior.
paragraph();
Podemos meter tantos electrones como queramos al interior de la lata, todos se irán al exterior.
paragraph();

Tercer truco:
Una de las cosas interesantes para ver con el Van de Graff es cómo las cargas iguales se repelen tomamos papel de servilleta y cortamos tiras de este liviano papel. Encolamos con cinta adhesiva los extremos y luego sujetamos al generador Van de Graaf.
paragraph();
Se verá como si la lata de soda tuviera cabello.

paragraph();
Al encender el Van de Graaff , notamos que las tiras de papel adquieren la misma carga y se repelen las unas con las otras. Las tiras se paran como los pelos en la espalda de un gato. Si tenemos un compañero con el cabello muy delgado, podemos pedirle que se suba a un banco de plástico y toque el generador Van de Graaff, al instante su cabello se parará





MINISTERIO DE EDUCACIÓN CONYTEC 2006

EXPO - FERIA NACIONAL DE CIENCA Y TECNOLOGÍA –CHICLAYO








DIRECCIÓN: Av. Salaverry N° 306

TELÉFONO: 235789

DEPARTAMENTO: Lambayeque

PROVINCIA: Chiclayo

DISTRITO: Chiclayo

ÁREA: Ciencias Básicas

ASESOR: Wilder Delgado Quispe

TÍTULO DE INVESTGACIÓN: “UN SIMPLE GENERADOR VAN DE GRAFF”

Chiclayo, setiembre del 2006
AUTORAS: Farroñan Santamaría Yanneth Yovana.
5TO Grado “G”
Km. 6 Carretera a Pimentel
Cel. 9620224
Libra_309@hotmail.com

Fiestas Llenque Jhoceliyn Milagros
5TO Grado “G”
Dos de Mayo N° 413 San José
Cel. 9600434
Mily_26_2_9@hotmail.com

Sánchez Sánchez Delia Raquel
5TO Grado “G”
Las Vegas MZ “I” Lte 15
Teléfono: 228295
Secretosyrelatos@hotmail.com

Suclupe Braco Carol
5TO Grado “G”
Pje. Vista Hermosa M ”C” Lte 14
Kary_cancer_8@hotmail.com

Sandoval Uchofen Yesenia
5TO Grado “G”
Yessi_5555_135@hotmail.com



Chiclayo, setiembre del 2006




INDICE


CARÁTULA


RESUMEN


CAPITULO I INTRODUCCIÓN

1.1Obtencion de ideas para desarrollar el proyecto
1.2 Formulación del problema
1.3 Hipótesis
1.4 Objetivos:
A) General
B) Específicos

CAPITULO II MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Descripción de los materiales usados
2.2 Descripción de los métodos y materiales usados

CAPITULO III RESULTADOS

3.1 Descripción de los resultados
3.2 Contraste de la hipótesis
3.3 Verificación de los resultados
A) Primer truco
B) El Segundo truco
C) Tercer truco

IV.- CONCLUSIONES

V.- BIBLIOGRAFIA




RESUMEN

El generador Van de Graff, simple o casero, fue una idea recopilada de todas las integrantes del grupo, el mismo que surgió con la intención de realizar un instrumento novedoso e innovador, cuya elaboración no sea muy costosa para que no afectase a nuestra economía.

Es por ello que el generador Van de Graff, simple o casero, se construye con materiales reciclables, simples y de fácil acceso, así como por ejemplo, la utilización de una lata vacía de soda, un pequeño clavo, una liga, un fusible de 5x2 milímetros, un pequeño motor de corriente continua ( sacado de un juguete), un vaso de plastoform o de papel refinado, pegamento instantáneo, dos cables de 15 centímetros de longitud, dos piezas de tubo de tubería plástica de ¾ de pulgada PVC de 5 o 7 centímetros de longitud, cinta adhesiva, y por ultimo un bloque de madera.

Así mismo, teniendo los materiales descritos en el párrafo anterior se procederá a su construcción, el mismo que al terminarlo producir descargas de electricidad estática que permitirá realizar una serie de trucos, que despertaran el interés científico de nuestros compañeros y publico en general.

Cabe recalcar, antes de finalizar con este resumen, que la elaboración del generador Van de Graff casero, no se hubiese podido realizar, sin el apoyo incondicional de nuestro grupo de compañeras, al igual que, el apoyo de nuestro querido asesor del proyecto de investigación, el profesor Wilder Quispe Delgado.






CONCLUSIONES

v Que para construir un generador Van de Graff simple o casero, no es necesario la utilización de materiales que demanden mucho dinero, ya que el mismo puede construirse con materiales reciclables y de fácil acceso.

v Se debe determinar que el funcionamiento de este innovador instrumento, es aquel que se realiza con la ayuda de todos los materiales utilizados, pero básicamente con la utilización del motor pequeño extraído de un juguete.

v La utilidad final, de este instrumento es para realizar diversos trucos, que despertaran en las personas el animo de realizar cosas científicas con materiales reciclables.


















BIBLIOGRAFÍA

El material bibliográfico utilizado para la elaboración de este proyecto, fue básicamente algunos libros de física elemental y química, al igual que algunas paginas WEB, las mismas que se detallaran a continuación:

www.google.com

www.terra.com

www.monografias.com