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Inicio/Electricidad y magnetismo/Generador de Van de Graaff

Generador de Van de Graaff

La banda carga la cúpula; V = Q/C; chispa esquemática a tierra cuando se supera V_ruptura.

Van de Graaff (juguete)

0.55
72 px
1
0.82
0.04

No está calibrado en kV: se muestra un voltaje relativo. La chispa es un esquema al cruzar el umbral; la carga se relaja en parte, como un arco corto.

Atajos de teclado

  • •Más velocidad de la banda — carga más rápido
  • •Menor V_break — la chispa aparece antes

Magnitudes medidas

V (relativo)0.000
Q (modelo)0.00000

Gráficas

Sobre el modelo

Un generador electrostático esquemático lleva carga con una banda hasta la cúpula, modelada como un condensador de capacidad C proporcional al radio (modelo simplificado de esfera aislada). El voltaje V = Q/C crece hasta que un umbral elegido imita la ruptura del aire; una chispa breve descarga en parte la cúpula y deja un retardo para no disparar de nuevo enseguida.

Para quién: Bachillerato y primer curso de electrostática; complementa el visualizador del campo de Coulomb y el juguete de la bola de plasma.

Conceptos clave

  • inducción electrostática
  • campo de ruptura
  • capacidad
  • Van de Graaff
  • chispa

Cómo funciona

Una banda de caucho, movida por rodillos, lleva carga a una cúpula metálica. La carga se acumula en la cúpula (modelo de condensador cuya capacidad crece con el radio) hasta que el campo eléctrico basta para la ruptura del aire: entonces una chispa esquemática salta a un electrodo a tierra y la cúpula se descarga en parte.

Fórmulas principales

dQ/dt = I_banda − fuga ,   V = Q/C
C ∝ R (esfera aislada, esquema) · chispa si V ≥ V_break

Preguntas frecuentes

¿El voltaje está en kilovoltios?
No: la gráfica usa un modelo relativo con umbral de ruptura ajustable. Los generadores de Van de Graaff reales pueden llegar a megavoltios; hay que respetar siempre las normas de seguridad al trabajar con alto voltaje.
¿Por qué al aumentar el radio de la cúpula baja el voltaje a igual carga?
Con la relación simple C ∝ R que se usa aquí, mayor capacidad significa menor voltaje para la misma carga acumulada. Encaja con la idea cualitativa de que un conductor grande «guarda» la carga con menor intensidad de campo en la superficie a igual carga.