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Sara$Arias$Blanco$(NIU:$1423675)$ 1º$Nanociècia$y$nanotecnologia$ Curso$2015/2016$

EL# EFECTO# PUNTA PUNTA## El#efecto#punta#fue#descubierto#por#Benjamin#Franklin#y#tiene#aplicaciones#como#el#pararrayos,#descubierto#por#el# propio#Franklin#tras#sus#experimentos#con#una#cometa#en#días#de#tormenta.#Para#realizar#dichos#experimentos,# Franklin#lanzaba#una#cometa#de#seda,#con#una#punta#metálica#en#la#parte#más#alta,#unida#a#un#cordel#también#de# seda.#Del#cordel#colgaba#una#llave,#que#unía#el#dispositivo#con#tierra#(carga#eléctrica#neutra),#provocando#así#la# descarga#del#rayo.# También#se#puede#observar#la#demostración#de#este# efecto#en#el# giro#del#molinillo#(tal#y#como#hemos#visto#en# clase,#al#acercarlo#a#un#aparato#de#Van#der#Graaff),#junto#al#fenómeno#de#la#ionización#del#aire.#

EL#CASO#DEL#MOLINILLO#ELECTROSTÁTICO#

Ilustración$del$estilo$de$molinillo$utilizado$en$el$ experimento$http://institutosanisidoro.com/fisicaquimica/objetos/molinillo-electrico.jpg$

En# un# molinillo# formado# por# un# conductor# con# prolongaciones# que# hacen# de# aspas,#y#que#acaban#en#forma#de#punta,#la#cantidad#de#carga#se#acumula#en#esos# extremos#afilados# (de#un#volumen#menor# que#el#resto#del#conductor),#donde#el# potencial#eléctrico#es#muy#elevado.#De#esta#forma#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.#

Un#generador#de#Van#de#Graaff,#está#formado#por#un#conductor#con#q>0#que#se# encuentra#en#la#cavidad#de#una#corteza#esférica#conductora.#Se#genera#una#carga#continuamente#en#el#conductor# interior#mediante#el#efecto#de#un#motor,#cuya#velocidad#va#disminuyendo#a#medida#que#ser# Ilustración$de$un$generador$de$Van$de$ Graaff.$http://hyperphysics.phycarga# la# esfera# conductora.# Consecuentemente,# aumenta# la# carga# de# la# carcasa# esférica# astr.gsu.edu/hbasees/electri c/i mgele/v (siendo# positiva# en# el#exterior),#junto# con# su# potencial,#y# por#lo#tanto# también#el#campo# ang.gif $ eléctrico#fuera#del#generador.#A#medida#que#la#esfera#conductora#se#carga,#el#aire#que#es# aislante#(dieléctrico)#se#va#ionizando#y#va#“convirtiéndose”#en#conductor.# El# Van# der# Graaf# induce# una# carga# positiva# en# uno# de# estos# extremos# puntiagudos# del# molinillo.#Para#transmitir#esta#carga#lo#hace#mediante#la#ionización#del#aire#(no#necesita#que# haya# un# campo# eléctrico# tan# alto# como# para# romper# el# dieléctrico# 3.106N/C# porque# el# reducido#tamaño#de#la#punta).# La# carga# positiva# inducida# en# la# punta# del# molinillo# interaccionará# a# su# vez# con# alguna# molécula#ionizada#del#aire#que#se#encuentre#lo#suficientemente#cerca,#y#se#producirá#una# repulsión#entre#esa#molécula#y#el#vértice#del#molinillo.#Cuando#esta#repulsión#es#creada#por# muchas#más#cargas#y#moléculas,#se#traduce#en#una#mayor#repulsión#del#aspa#del#conductor,#y#por#tanto#en#su# movimiento#en#dirección#y#sentido#contrarios#(ya#que#se#imprimen#un#par#de#fuerzas#que#dan#lugar#a#la#rotación).# Este#conjunto#de#moléculas#cuya#repulsión#da#lugar#al#giro#del#molinillo,#es#lo#que#llamamos#“viento#eléctrico”.#

EL#CASO#DEL#PARARRAYOS# En# una# tormenta,# la# descarga# eléctrica# del# rayo# es# acompañada# por# la# emisión# de# luz# (el# relámpago),# causada# por# el# paso# de# una# muy# # elevada# corriente# eléctrica# que# ioniza# las# moléculas# de# aire,# además# del# sonido# del# trueno,#producido#a# que# la# electricidad#que# pasa# a# través# de# la# atmósfera# calienta# y# expande# rápidamente#el#aire.# El#pararrayos#no#es#más#que#un#dispositivo#que,#colocado# en#lo#alto#de#un#edificio,#dirigen#al#rayo#a#través#de#un# cable#hasta#la#tierra#para#que#no#cause#desperfectos.#

Distribución#de#cargas#en#una#tormenta http://www.sectorelectricidad.com/13714/pararrayos-desionizantes- de

Normalmente#las#nubes#de#tormenta#tienen#su#base#cargada#negativamente,#mientras#que#la#región#de#tierra#que# se#encuentra#debajo#de#ellas,#por#efecto#de#inducción#electroestática,#presenta#carga#positiva.#Las#cargas#negativas# de#la#nube#se#repelen#entre#sí#y#son#atraídas#por#las#cargas#positivas#de#la#tierra.# Puesto#que#el#pararrayos#está#conectado#a#tierra,#sus#electrones#son#repelidos#por#los#de#la#nube#con#lo#que#queda# cargado#positivamente#al#igual#que#la#tierra#bajo#la#nube.#...