Construyendo Máquina Electrostática De Wimshurst

CONSTRUYENDO MÁQUINA ELECTROSTÁTICA DE WIMSHURST

1

INDICE

PORTADA

1

INDICE

2

INTRODUCCIÓN

3

OBJETIVOS 4 MARC MARCO O TEOR TEORIC ICO O 5 Partes Princi Princia!es a!es "e !a !a Ma#$ina Ma#$ina "e %is& %is&s'$rst s'$rst 5 D(s siste&as "e c(nse)$ir e! )ir( ($est( "e !(s "isc(s a artir "e !a &ani*e!a &ani*e!a 7 DESARRO++O

,

P!aneaci-n , Es#$e&as. Dia)ra&as. Pr()ra&aci-n

,

Caracter/sticas "e! )enera"(r "e %i&s'$rst %i&s'$rst $nci(na!i"a" "e! enera"(r Materia!es  C(st(s Pr$eas

10

11

12

12

Pr(!e&as  S(!$ci(nes D$rante E! Desarr(!!(6 (t(s De +a C(nstr$cci-n De +a Ma#$ina CONC+USION

1,

BIB+IORAIA

20

13 14

2

INTRODUCCIÓN

Este r(7ect( es $na &a#$ina e!ectr(st8tica "e %i&s'$rst se reten"e "e&(strar ( c(nse)$ir e! e9ect( e!ectr(st8tic( "e i(ni:aci-n; Se)ctrica se c(ncentra en !as :(nas $ntia)$"as. inc!$s( !as car)as se escaan "e! &eta! 7 en s$ sa!i"a s(n caaces "e i(ni:ar e! aire 7 "e &(*er c(sas; As/ $es. esera&(s #$e a! c(nectar e! &(!ini!!( a! %i&s'$rst. >ste c(&ience a )irar 7 c(nsi)a&(s #$e se i(nice e! aire; En e! traa?are&(s 7 !( rea!i:are&(s. c(n est( ser8 arte "e !a ca!i9icaci-n 9ina! #$e n(s (t(r)ara !a In); B!anca Iris @arate Santia)(; C(n est( *ere&(s #$e sa!tara !a c'isa entre !as "(s es9eras 7 ("re&(s c(&r(ar #$e e=iste $na car)a e!ectr(st8tica r("$ci"a (r e! a!$&ini( en 9ricci-n c(n e! a!a&re "e c(re (r ca"a $na "e !as circ$n9erencias #$e se &$e*en en "istinta "irecci-n. )racias a! siste&a "e (!eas &(*i"as (r $na &ani*e!a;

3

OBJETIVO C(nstr$ir $na &8#$ina e!ectr(st8tica. c(nstit$i"a (r "(s "isc(s "e e(nita. ara!e!(s. &$7  r-=i&(s entre si 7 "is$est(s s(re e! &is&( e?e. "e ta! &("( #$e $e"en )irar c(n rai"e: en senti"( in*ers(; S$ r(taci-n se e9ect
4

MARCO TEORICO +a &8#$ina "e %i&s'$rst. 9$e in*enta"a (r Ja&es %i&s'$rst en In)!aterra. 7 9$e "escrita (r  ri&era *e: en 13; Estr$ct$ras si&i!ares. n( sect(ria!es.sin !8&inas &et8!icas a"'eri"as6 9$er(n "escritas re*ia&ente (r (!t: 7 P())en"(r99 en A!e&ania. a!re"e"(r "e 1, 7 (r M$sae$s en 1F2; Una &8#$ina sect(ri:a"a "escrita (r (!t: en 1F. se 'i:( &$7 ($!ar (r s$ 9$nci(na&ient( 9ia!e 7 s$ c(nstr$cci-n si&!e. a$n#$e s$ e9icacia era re!ati*a&ente (re; En !a &8#$ina "e %i&s'$rst. !as '(?as &et8!icas act
5

En !a eri9eria "e !(s "isc(s. a !a a!t$ra "e s$ e?e centra! en (sici(nes #$e c(rres(n"en a !(s ,0 7 !(s 2F0 )ra"(s. ("e&(s *er ta&i>n "(s ie:as &et8!icas en 9(r&a "e GUG #$e ara:an !a  arte "e! "isc( (r "(n"e "es9i!an !(s sect(res. 7 #$e se &antienen a $na "istancia "e cent/&etr( ( cent/&etr( 7 &e"i( "e !(s "isc(s; En ca"a !atera! intern( "e esta GUG se 'an "is$est( $nas c$antas a)$?as "iri)i"as 'acia !(s "isc(s. er( sie&re "e?an"( s$9iciente esaci( ara n( t(car!(s; Estas ie:as s(n !(s Geines c(!ect(resG 7 s$e!en estar s$?etas a $n s((rte ais!ante 7 a $n c(ntact( centra! #$e s(resa!e "e "(s ci!in"r(s "e crista! c(n $na arte !atea"a; Est(s ci!in"r(s s(n !as B(te!!as "e +e7"en. $n(s ri&iti*(s c(n"ensa"(res "e a?a caaci"a" #$e n( (stante  er&iten a!&acenar tensi(nes "e cient(s "e &i!es "e *(!ti(s; +(s c(ntact(s centra!es "e !as B(te!!as "e +e7"en. 7 (r !( tant( s$s ar&a"$ras internas. est8n c(necta"as a !(s eines c(!ect(res. &ientras #$e !as ar&a"$ras e=ternas "e !as "(s (te!!as est8n $ni"as e!>ctrica&ente entre s/ &e"iante $n $ente re&(*i!e; Este $nt( $e"e c(nsi"erarse "e *(!ta?e ne$tr( 7 a !a *e: $e"e c(nectarse a tierra. as/ c(&( a! e?e &et8!ic( s$eri(r #$e c(&$nica !as arras ne$tra!i:a"(ras "e a&(s "isc(s; De !(s &is&(s c(ntact(s centra!es ta&i>n arten "(s *ari!!as &et8!icas a?$sta!es "e $n(s "ie: ( #$ince cent/&etr(s "e !(n)it$". acaa"as en e#$eas es9eras entre !as c$a!es se r("$cir8n !as "escar)as en 9(r&a "e c'isa; En c$ant( a !(s "isc(s en s/. #$e $e"en )irar !(c(s en e! e?e s$eri(r. est8n $ni"(s a sen"as  (!eas "e e#$e( "i8&etr(. !as c$a!es a s$ *e: est8n !i)a"as &e"iante c(rreas 'asta (tras "(s  (!eas "e &a7(r "i8&etr( s(!i"arias a $n e?e in9eri(r #$e acaa en $na &ani*e!a. "e &anera #$e a! )irar >sta. !(s "(s "isc(s s$eri(res ta&i>n !( 'ar8n er( a &$c'a &a7(r *e!(ci"a"; Una  artic$!ari"a" "e esta &8#$ina es #$e !(s "isc(s 'an "e )irar $n( en senti"( c(ntrari( a! (tr(. 7 6

 ara c(nse)$ir!( se $ti!i:an 8sica&ente !(s siste&as "en(&ina"(s G+(n)it$"ina!G 7 GTrans*ersa!G;

 (A) Sistema L!"it#$i!a%& En e! siste&a +(n)it$"ina!. c(&( &$estra e! "ia)ra&a A6. !(s e?es s$eri(r e in9eri(r est8n ara!e!(s entre si; +as "(s (!eas in9eri(res est8n s(!i"arias a! e?e "e !a &ani*e!a 7 ca"a $na "e e!!as &$e*e $na c(rrea in"een"iente #$e (!i)ar8 a )irar !as (!eas  e#$eas s$eri(res. s(!i"arias a !(s "isc(s; Per( &ientras $na "e !as c(rreas tiene !a 9(r&a "e G0G 'ait$a!. 'acien"( #$e !a (!ea in9eri(r 7 !a s$eri(r )iren en e! &is&( senti"(. !a (tra est8 &(nta"a en 9(r&a "e GG. in*irtien"( (r tant( e! senti"( "e )ir( "e !a (!ea 7 e! "isc( s$eri(r;

(B) Sistema T'a!se'sa%& E! siste&a Trans*ersa! "e! "ia)ra&a B6 $ti!i:a e! e?e "e !a &ani*e!a sit$a"( en 9(r&a trans*ersa! c(n resect( a! s$eri(r. 7 a "i9erencia "e! anteri(r tiene $na
M8#$ina De %i&s'$rst (r&an"( E! Arc( De Ener)/a

8

DESARROLLO LANEACION Este r(7ect( #$ere&(s #$e sir*a c(&( )enera"(r e!>ctric(. a!ican"( !( #$e 'i:( Ja&es %i&s'$rst. #$e en resencia "e 9ricci-n e=istente en e! a!a&re "e ca!e (r $n "isc( #$e tiene  e)a"( e"a:(s "e a!$&ini( #$e e! c$a! se car)ar/a "e car)a (siti*a 7 e! (tr( "isc( "e car)a ne)ati*a er( este "isc( )irar/a en 9(r&a c(ntraria #$e e! ri&er "isc(; Est( es e! rincii( "e $n )enera"(r "e ener)/a e!>ctrica en resencia "e e!ectr(st8tica. 7a #$e a! )irar !(s "isc(s )eneran $na car)a #$e !a c$a! asa (r !(s caacit(res. 'acien"( #$e !as $ntas !e !!e)$en ener)/a c(n est( se i(ni:aria e! aire c(n !a car)a e=istente 7 se 9(r&ar/a $n arc( "e ener)/a;

ESQUEMAS* DIA+RAMAS* RO+RAMACIÓN

9

Caracter/sticas "e! )enera"(r "e %i&s'$rst E! )enera"(r "e %i&'$rst c(nsta "e "e $n ar "e "isc(s &(nta"(s "e 9(r&a *ertica! 7 ara!e!(s entre s/ !(s c$a!es c(ntienen $nt(s &et8!ic(sH en ca"a "isc( e=iste $na ar "e cei!!(s &et8!ic(s; A!re"e"(r "e !(s "isc(s e=iste $n ar "e es9eras &et8!icas "(n"e se r("$cen !as "escar)as6. 7 en &e"i( e=iste $n e#$e( &ecanis&( ara 'acer r(tar a !(s "isc(s; +a &8#$ina 9$nci(na c(n $n e#$e( i&$!s( &ec8nic( e! c$a! (n"r8 a )irar !(s "isc(s en  (sici-n c(ntraria; Ca"a *e: #$e !(s cei!!(s 9r(tan !(s $nt(s &et8!ic(s "e !(s "isc(s. est(s se

10

car)an )eneraci-n "e car)as(r 9r(ta&ient(6. estas car)as c(&ien:an a ac$&$!arse 'asta #$e s$ ener)/a ac$&$!a"a es ta! #$e se )enera $na "escar)a; E! )enera"(r "e %i&'$rst "escrie $na car)a e=(nencia! (r !( #$e se ace!era r8i"a&ente. e! !/&ite "e este siste&a 9/sic( es c$an"( !as car)as entre !(s cei!!(s c(&ien:an a )enerar arc(s e!>ctric(s #$e re)resa e! *(!ta?e ac$&$!a"( a cer(6; $nci(na!i"a" "e! enera"(r  E! 9$nci(na&ient( "e este )enera"(r se *e (ti&i:a"( en a&ientes sec(s. en "(n"e !(s arc(s e!>ctric(s s$e!en ser &en(s 9rec$entesH a"e&8s. $n e!e&ent( ais!ante en !(s "isc(s $e"e &antener (tencia!es en !(s cei!!(s (r !( #$e !a &a#$ina 9$nci(na inc!$s( &e?(r; +a c(rriente )enera"a se $e"e c(nsi"erar "irecta c(&( $na sea! c$a"ra"a6; +as c(rrientes )enera"as en !a r8ctica a!can:an !(s -r"enes "e &icr(a&eres;

11

MATERIALES Y COSTOS 2 !at(s "e !8stic( c(!(r a:$! 2 !atas "e a!$&ini( re9resc(6 4 (!eas "e '$!e 2 'i!(s "e '$!e 1 Esarra)( Ca!e "e ca! 24 "e c(re Ca!e "e ca! 12 "e c(re 2 L(!a !(ca 10 t$ercas "e acer( in(=i"a!e Base "e &a"era 10 Aran"e!as "e acer( in(=i"a!e Pint$ra en aer(s(! ne)r( anc'( "e a!$&ini( "e a( ter&ina!es6 4 *as(s "e !8stic( a:$!es

K10;00 K20;00 K0;00 KF0;00 K40;00 K100;00 KF0;00 K50;00 K20;00 K200;00 K20;00 K50;00 K5;00 K20;00

RUEBAS C(&en:a&(s "8n"(!e *$e!tas a !a &a#$ina as/ crean"( c(n ener)/a &ec8nica. ener)/a e!>ctrica. 7a c(n est( !(s "isc( e&e:ar(n a )irar crean"( as/ $n ca&( e!ectr(st8tic(. 'acien"( #$e se car)aran !(s caacit(res ara #$e "es$>s $"iera crearse $n arc( "e ener)/a en !as ter&ina!es #$e tiene e! e#$i(

ROBLEMAS Y SOLUCIONES (DURANTE EL DESARROLLO) 1;+as (!eas n( )iraan c(rrecta&ente. as/ #$e !(s "isc( n( se ("/an tener $n &(*iient( c(ntin$(. ta&i>n #$e ten/a&(s $n(s "isc( &$7 e#$e(s ara ("er car)ar n$estr(s caacit(res. !a s(!$ci-n #$e !e "i&(s 9$e c(&rar $n(s "isc( &8s )ran"es 7 c(nse)$ir $nas (!eas #$e n(s sir*ieran ara e! r(-sit( a a!can:ar;

12

2; +e $si&(s $nas !i)as "e c(!(res c(&( an"a ara #$e )iraran !(s "isc(s. er( n( se &(*/an "ei"( a !a resi-n #$e e?erc/an !as !i)as. s$ s(!$ci-n 9$e c(&rar $n(s '$!es ara #$e t$*iera &a7(r &(*i!i"a" 7 se $"ieran &(*er &e?(r !(s "isc(s; 3; +(s caacit(res s(n &$7 )ran"es ara e! "isc( #$e ten/a&(s (r#$e n( ten/a&(s !a s$9iciente ener)/a ara car)ar!(s. as/ 9$e #$e !(s rec(rta&(s ara #$e 9$era &e?(r ara !a car)a "e e!!(s. c(n est( se car)- &8s r8i"( 7 s(!t- !a c'isa "esea"a; 4;Dar!e 9(r&a a! esarra)( crean"( n$estra &ani*e!a 7 n$estra ase "e !(s "isc(s; 5; Insta!an"( !as (!eas c(n s$s a!er(s en !(s "isc(s 7a #$e n( 'ac/an e! )ir( #$e "ese8a&(s. 7  (r es( !a a9!(?a&(s ara #$e $"iera tener &e?(r &(*i&ient( 7 e! a!er( n( se &(*iera aret8n"(!( c(n !as t$ercas 7 !as aran"e!as

,OTOS DE LA CONSTRUCCIÓN DE LA MAQUINA

13

14

15

16

17

18

CONSLUSION Este r(7ect( n(s sir*i- ara aren"er $n (c( &8s acerca "e !(s ca&(s &a)n>tic(s. ca&(s e!>ctric(s. ca&(s e!ectr(st8tic(s 7 !a ener)/a &ec8nica. saien"( as/ c(&( 9$nci(nan. est( 9$e a!)( n$e*( ara n(s(tr(s "ei"( a #$e n( ten/a&(s e! c(n(ci&ient( acerca "e est(. 7 c(&r(an"( !a !e7 ase "e !(s e!>ctric(s %a e!e'"-a ! se .'ea !i se $est'#/e s% se

t'a!s0'ma1& +a &8#$ina est8 !ista ara c(&en:ar. !( #$e si)ni9ica #$e !a ener)/a e!>ctrica n( es necesaria ara crear $na car)a inicia!; Sin e&ar)(. se re#$iere ener)/a &ec8nica ara r(tar !(s "isc(s en c(ntra "e! ca&( e!>ctric(. 7 c(n esta ener)/a !a &8#$ina !a c(n*ierte en ener)/a e!>ctrica;

19

BIBLIO+RA,IA DELGADO, Mª ÁNGELES, LÓPEZ, J. DAMIÁN Y OTOS! La recuperación del material científco de los gabinetes y laboratorios de Física y de Química de los institutos y su aplicación a la práctica docente en secundaria, en XXI Encuentros de Didáctica de las Ciencias Eperimentales! S"#$%&%' "(%)'#%*+ P-, 2004, .361/380.

MAOLAIN SAN JAN, . PEDO! Compendio de Física moderna . I#")* ("+ '%&%' P#'$%&%*+, Z*#*'*, 1920, %* 177/178. PLA AGOL, JOAIN! "rácticas elementales de Física y Química . E(%)'#" D*+ *#+", P+*. S. A. G"#'*. M*(#%(. 1942. P* 110 :))!;;<<<.*+)'$'+)*="*+%&%*.&';<%:#);%>'#*&%'.#*#

'ttsesaci("ecesar;c(&200F101!a&a#$ina"ei&s'$rstcasera 'tts;$ct;essee$Qas"i*$!)aci(nQc7tQ0,+ir(Qist(riaQCienciaei&s'$rst;'t& 'tt;&a#$inascienti9icas;es05&a#$inai&s'$rst;'t& 'tt;t(c't!i;9isica;$s(n;&=e!ectr(enera"(res20e!ectr(static(sc C3B3&(Q9$nci(naQ!aQ&C3A1#$inaQ"eQi&s;'t& 'ttssites;)(()!e;c(&siteani!an"r(0322i&s'$rst 'tt;$&;es&$*'e$ser*erQ9ic'as;'i"F5i"Qcate)(ria451 'tt;!$:!antas;c(&!a&a#$ina"ei&s'$rst 'tt&a#$inains'$rst;!()s(t;&=

20