GENERACION DE LA ELECTROSTATICA

La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos producidos por distribuciones de cargas eléctricas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado.
Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad, existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseñanza moderna, como el hecho de que ciertos materiales se cargan de electricidad por simple frotamiento y atraen pequeños trozos de papel o pelo, por ejemplo un globo inflado que previamente se ha frotado con un paño seco.

Alrededor de 1672 el físico alemán Otto von Guericke construye la primera máquina electrostática capaz de producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga mayor que la conseguida hasta entonces. [[w/index.php?title=Francis_Hawksbee&action=edit&redlink=1|Francis Hawksbee]] perfeccionó hacia 1707 la máquina de fricción usando una esfera de vidrio.
En 1733 el francés Francois de Cisternay du Fay propuso la existencia de dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, constatando que:
  • Los objetos frotados contra el ámbar se repelen.
  • También se repelen los objetos frotados contra una barra de vidrio.
  • Sin embargo, los objetos frotados con el ámbar atraen los objetos frotados con el vidrio.
Du Fay y Stephen Gray fueron dos de los primeros "físicos eléctricos" en frecuentar plazas y salones para popularizar y entretener con la electricidad. Por ejemplo, se electriza a las personas y se producen descargas eléctricas desde ellas, como en el llamado beso eléctrico: se electrificaba a una dama y luego ella daba un beso a una persona no electrificada.[[#cite_note-0|[1]]]
En 1745 se construyeron los primeros elementos de acumulación de cargas, los condensadores, hoy también llamados capacitores, desarrollados en la [[w/index.php?title=Universidad_de_Leyden&action=edit&redlink=1|Universidad de Leyden]] (hoy Leiden) por [[w/index.php?title=Ewald_Jürgen_Von_Kleist&action=edit&redlink=1|Ewald Jürgen Von Kleist]] y [[w/index.php?title=Pieter_Van_Musschenbroeck&action=edit&redlink=1|Pieter Van Musschenbroeck]]. Estos instrumentos, inicialmente denominados //botellas de Leyden//, fueron utilizados como curiosidad científica durante gran parte del siglo XVIII. En esta época se construyeron diferentes instrumentos para acumular cargas eléctricas, en general variantes de la botella de Leyden, y otros para manifestar sus propiedades, como los electroscopios.
En 1767, Joseph Priestley publicó su obra The History and Present State of Electricity sobre la historia de la electricidad hasta esa fecha. Este libro sería durante un siglo el referente para el estudio de la electricidad. En él, Priestley anuncia también alguno de sus propios descubrimientos, como la conductividad del carbón. Hasta entonces se pensaba que sólo el agua y los metales podían conducir la electricidad.[[#cite_note-1|[2]]]
En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado en el que se describían por primera vez cuantitativamente las fuerzas eléctricas, se formulaban las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y se usaba la balanza de torsión para realizar mediciones. En su honor, el conjunto de estas leyes se conoce con el nombre de ley de Coulomb. Esta ley, junto con una elaboración matemática más profunda a través del teorema de Gauss y la derivación de los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico, describe la casi totalidad de los fenómenos electrostáticos.
Durante todo el siglo posterior se sucedieron avances significativos en el estudio de la electricidad, como los fenómenos eléctricos dinámicos producidos por cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemáticas.

Electricidad estática
La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro.
Antes del año 1832, que fue cuando Michael Faraday publicó los resultados de sus experimentos sobre la identidad de la electricidad, los físicos pensaban que la electricidad estática era algo diferente de la electricidad obtenida por otros métodos. Michael Faraday demostró que la electricidad inducida desde un imán, la electricidad producida por una batería, y la electricidad estática son todas iguales.
La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables. O cuando partículas ionizadas se depositan en un material, como ocurre en los satélites al recibir el flujo del viento solar y de los cinturones de radiación de Van Allen. La capacidad de electrificación de los cuerpos por rozamiento se denomina efecto triboeléctrico; existe una clasificación de los distintos materiales denominada secuencia triboeléctrica.
La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, en algunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc. Los pequeños componentes de los circuitos eléctrónicos pueden dañarse fácilmente con la electricidad estática. Sus fabricantes usan una serie de [[w/index.php?title=Dispositivo_antiestático&action=edit&redlink=1|dispositivos antiestáticos]] y embalajes especiales para evitar estos daños. Hoy la mayoría de los componentes semiconductores de efecto de campo, que son los más delicados, incluyen circuitos internos de protección antiestática.

ORTEGA CASTILLO FERNANDO

REFERENCIA: http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica



La Generacion Electrostatica o la máquina electrostática, es un dispositivo mecánico que produce electricidad estática, o electricidad en la corriente continua de alto voltaje y baja.Los generadores electrostáticos funcionan usando potencia manual de transformar el trabajo mecánico en energía eléctrica. Desarrollan las cargas electrostáticas de muestra opuesta rendidas a dos conductores, usando solamente fuerzas eléctricas.’‘’
Las máquinas electrostáticas se utilizan para generar altos voltajes, usando la fricción o la inducción electrostática para acumular cargas eléctricas. Los generadores electrostáticos se utilizan típicamente en salas de clase de la ciencia para demostrar con seguridad fuerzas eléctricas y fenómenos de alto voltaje. Las diferencias potenciales alcanzadas también se han utilizado para una variedad de aplicaciones prácticas (tales como tubos de radiografía de funcionamiento, esterilización del alimento, y experimentos nucleares de la física). Los generadores electrostáticos tales como el generador de de Graaff de la furgoneta, y las variaciones como el Pelletron y el generador en tándem, también encuentran uso en la investigación de la física.
Los generadores electrostáticos están de dos clases:
máquinas de la fricción, y máquinas de la influencia.
las máquinas de la fricción b
Algunos generadores electrostáticos se llaman las máquinas de la fricción debido a la fricción en el proceso de generación. Una forma primitiva de máquina eléctrica friccional fue construida alrededor de 1663 por Otto von Guericke, usando un globo del sulfuro que rotaba frotado a mano, aunque no pudo haber sido rotada realmente durante uso. Isaac Newton sugirió el uso de un globo de cristal en vez de un sulfuro uno,F. Hawksbee mejoró el diseño básico.

Los generadores fueron avanzados más a fondo cuando G. M. Bose de Wittenberg agregó a conductor que recogía (un tubo o un cilindro aislado utilizado en las cadenas de seda). En 1746, la máquina de Watson tenía una rueda grande el dar vuelta de varios globos de cristal con una espada y un barril del arma suspendidos de las cuerdas de seda para sus conductores primeros. J. H. Winkler, el profesor de la física en Leipzig, substituyó un amortiguador de cuero para la mano. Andreas Gordon de Erfurt, monk benedictino escocés, utilizó un cilindro de cristal en lugar de una esfera. Jesse Ramsden, en 1768, construyó una versión extensamente usada de un generador eléctrico de la placa. Antes de 1784, la máquina de Marum de la furgoneta podía producir voltaje con cualquier polaridad. Martin van Marum construyó esta máquina electrostática grande de alta calidad (actualmente en la visualización en el museo de Teylers en los Países Bajos).

En 1785, N. Rouland construyó una máquina ceñida de seda que frotó la piel puesta a tierra de dos liebres cubierta los tubos. Edward Nairne en 1787 introdujeron la capacidad de generar la electricidad positiva o negativa, el ser recogido primero nombrado del conductor primero que llevaba las puntas que recogían y el segundo del conductor primero que llevaba el amortiguador. La máquina del invierno poseyó una eficacia más alta que anterior las máquinas de la fricción. En el 1830, el ohmio de Georg poseyó una máquina similar a la máquina de Marum de la furgoneta para su investigación (que ahora está en el museo de Deutsches, Munich, Alemania). En 1840, la máquina de Woodward fue desarrollada de mejorar la máquina de Ramsden (que coloca el conductor primero sobre el disk(s)). También en 1840, la máquina hidroeléctrica de Armstrong fue desarrollada y utilizó el vapor como portador de la carga.

las máquinas de la influencia

Éstas funcionan por la inducción electrostática y convierten el trabajo mecánico en energía electrostática por la ayuda de una carga inicial pequeña que se esté llenando o se esté reforzando continuamente. La primera sugerencia de una máquina de la influencia aparece haber crecido fuera de la invención electrophorus de Volta ‘.

El electrophorus es un condensador de la solo-placa usado para producir desequilibrios de la carga eléctrica vía el proceso de la inducción electrostática. Abraham Bennet, el inventor del electroscopio de la hoja del oro, describió un “doblador de la electricidad” (Phil. Trans., 1787), como dispositivo similar al electrophorus, pero ése podría amplificar una carga pequeña por medio de operaciones manuales con tres placas aisladas, para hacerla observable en un electroscopio. Erasmus Darwin, B. Wilson, G. C. Bohnenberger, y (más adelante, 1841) J. C. E. Péclet desarrollaron varias modificaciones del dispositivo de Bennet. En 1788, Guillermo Nicholson propuso su doblador que rotaba, que se puede considerar como la primera máquina de la influencia que rota. Su instrumento fue descrito como “instrumento que dando vuelta a un torno produce los dos estados de la electricidad sin la fricción o de la comunicación con la tierra”. (Phil. Trans., 1788, p. 403) Nicholson describió más adelante un aparato del “condensador que hacía girar”.


 **<span style="color: red;">Generacion Electrostatica Moderna</span>**
 
Los generadores electrostáticos tenían un papel fundamental en las investigaciones sobre la estructura de la materia, comenzando en el final del 19vo siglo. Por los años 20, era evidente que las máquinas capaces de producir mayor voltaje eran necesarias. El generador de de Graaff de la furgoneta fue desarrollado, comenzando en 1929, en el MIT. El primer modelo fue demostrado en octubre de 1929. La idea básica era utilizar una correa aislador para transportar la carga eléctrica al interior de una terminal hueco aislada, en donde podría ser descargada sin importar el potencial ya presente en la terminal, que no produce ningún campo eléctrico en su interior. La idea no era nueva, pero la puesta en práctica usando una fuente de alimentación electrónica para cargar la correa era una innovación fundamental que hizo las viejas máquinas obsoletas. La primera máquina utilizó una cinta de seda comprada en cinco y un almacén de moneda de diez centavos como la correa de transporte de la carga. En 1931 una versión capaz de producir 1.000.000 voltios fue descrita en un acceso de la patente. Nikola Tesla escribió un artículo americano científico, las “posibilidades de generadores electrostáticos” en 1934 referente al generador de de Graaff de la furgoneta (pp. 132–134 y 163–165). Tesla indicado, “creo que cuando los nuevos tipos [ de generadores de Van de Graaff ] se desarrollan y suficientemente mejoró un gran futuro será asegurado a ellos”. Las máquinas de alta potencia pronto fueron desarrolladas, trabajando en los envases presurizados para permitir la mayor concentración de la carga en las superficies sin la ionización. Las variaciones del generador de de Graaff de la furgoneta también fueron desarrolladas para la investigación de la física, como el Pelletron, que utiliza un encadenamiento con las conexiones aisladores y que conducen que se alternan para el transporte de la carga. Van simplificada de Graaff que los generadores se ven comúnmente en demostraciones sobre la electricidad estática, debido a su capacidad de alto voltaje, produciendo el efecto curioso de hacer el pelo de la gente que toca la terminal, estando parado el excedente una ayuda aislador, está parada para arriba.
Entre 1945 y 1960, el investigador Noël Felici del francés desarrolló una serie de generadores electrostáticos de alta potencia, basada en la excitación electrónica y usando los cilindros que rotaban en la velocidad y el hidrógeno en envases presurizados.


EDAGAR IVAN GUEVARA AZAMAR





Generación Electrostática
La electrostática es la parte de la física que estudia los fenómenos producidos por la electricidad cuando está situada, en reposo, sobre los cuerpos electrizados.

Electrización
Consideramos dos tipos de electrización: por frotamiento y por inducción.
La electrización por frotamiento fue descubierta por el griego Thales de Mileto 600 años a. de C. Observó que después de frotar un trozo de ámbar, que es una resina fósil, éste era capaz de atraer cuerpos muy ligeros. Posteriormente se comprobó que otros materiales se comportaban de la misma manera.
En el siglo XVII de nuestra era, el francés Du Fay descubrió que se generaban dos clases antagónicas de electricidad cuando se frotaba vidrio o ámbar. Podemos demostrar este hecho con un experimento sencillo. Si frotamos una barra de vidrio con un trozo de piel con pelo y la acercamos a una bolita muy ligera de plástico o corcho suspendida en un hilo, la bolita es atraída por el vidrio. Lo mismo ocurre si usamos una barra de ámbar. No obstante, si después de frotadas acercamos ambas barras a la bolita, ésta no se mueve. La única explicación posible a este hecho es que el vidrio y el ámbar han adquirido dos clases opuestas de electricidad que podemos denominar positiva (+) y negativa (-).


La electrificación por inducción
Cuando aproximamos un cuerpo electrizado a otro cuerpo neutro, el primero provoca (induce) en el segundo una separación de electricidad positiva y negativa. El resultado final es que el cuerpo electrizado atrae al otro.
De esta manera explicamos la atracción eléctrica entre los cuerpos: Las electricidades de signos opuestos se atraen y las del mismo signo se repelen. Por eso, el cuerpo A, electrizado positivamente, repele la electricidad positiva y la aleja de sí, y atrae simultáneamente la electricidad negativa y la aproxima hacia sí. Como la electricidad negativa del cuerpo B está más próxima, el cuerpo A atrae al cuerpo B.


Aislantes y Conductores

Si frotamos con un paño una barrita de acero y la acercamos a un péndulo electrostático, no ocurre nada, lo que nos indica que el cuerpo no se ha electrizado. No obstante, si colocamos un mango de madera a la barrita de acero -como un destornillador con mango aislante- y la frotamos, sí atrae al péndulo.
¿Por qué se electriza una barra de vidrio si la frotamos? Porque el vidrio es un aislante, y la electricidad que generamos en él al frotarlo permanece localizada en el sitio donde hemos frotado. En el acero, la electricidad no queda en reposo porque, como es conductor, la electricidad se transmite a lo largo de él y se escapa a través de nuestras manos. Si ponemos un mango aislante, la electricidad no puede escaparse.

LEY DE COULOMB
Recuerda que el tercer principio de la Mecánica dice que las fuerzas se dan por pares, es decir, que a toda acción le corresponde una reacción igual y contraria. Este principio es válido para cualquier tipo de fuerza y, en concreto, para las fuerzas eléctricas. Así, si un cuerpo electrizado atrae a otro, éste atrae a su vez a aquél, y lo mismo sucede con las repulsiones.
El físico francés Charles Coulomb, a finales del siglo XVIII, midió las fuerzas que se producen entre los cuerpos cargados y estableció esta ley: <<La fuerza de atracción o de repulsión, F, entre dos cargas eléctricas Q y Q' es directamente proporcional al producto de los valores de dichas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, d, que las separa>>. La ecuación matemática que representa la ley de Coulomb es:
Q.Q'
F = K
d2
Donde K es la constante de proporcionalidad. K =¼ . E0, siendo E0, una constante característica del medio (agua, aire, etc.) en el que están situadas las cargas. Para el vacío y para el aire, K = 9 * 109 Nm2/C2. En el agua, por ejemplo, K es unas 80 veces menor.
Observa que la ecuación anterior es análoga a la que expresa la ley de la gravitación universal de Newton:
m1 m2
F = G
d2
Aunque las dos ecuaciones son matemáticamente análogas, hay claras diferencias entre ellas. En primer lugar, las fuerzas entre cargas eléctricas pueden ser de atracción y de repulsión, mientras que las fuerzas entre masas son siempre atractivas. Por otra parte, las fuerzas eléctricas dependen del medio en que estén colocados los cuerpos cargados, ya que el valor de K varía con el medio, mientras que G tiene el mismo valor en todos los casos. Además, el valor de K es muy grande y el de G es muy pequeño (G = 6,67 * 10-11 N m2/ kg2 ) por lo que las fuerzas eléctricas son mucho más intensas que las gravitatorias.

LA CORRIENTE ELECTRICA
Decíamos antes que los metales son conductores de la electricidad. Si tenemos dos cuerpos aislados, uno con carga positiva y otro con negativa, y los ponemos en contacto mediante un hilo metálico, las cargas eléctricas se desplazan y se produce una corriente eléctrica.
En los metales, las partículas cargadas que tienen libertad de desplazamiento son los electrones, unidades de carga elementales de carga negativa al cuerpo cargado positivamente. No obstante, por convenio, se dice que la corriente eléctrica es de sentido contrario al movimiento de los electrones, es decir, se dirige desde el cuerpo positivo al negativo. Este convenio se tomó antes de que se conociese la existencia de los electrones, y aún perdura.

INTENSIDAD DE LA CORRIENTE

La intensidad de la corriente eléctrica, I, se define como la cantidad de electricidad que pasa por una sección transversal del conductor en cada segundo.
Q
Matemáticamente: I =
t
La unidad de intensidad en el Sistema Internacional es el Amperio.

DIFERENCIA DE POTENCIAL
La corriente de electrones en un conductor se puede comparar con la corriente de agua que se produce cuando se pone en contacto dos depósitos que tienen distinto nivel. El agua fluye desde el depósito más alto, con mayor energía potencial, al más bajo, con una energía potencial menor. De una manera análoga, las cargas eléctricas se desplazan cuando existe una diferencia de potencial entre dos cuerpos cargados o entre dos puntos de un mismo conductor con distinto potencial. Se considera que el potencial mayor corresponde al polo positivo.

CORRIENTE CONTINUA
El flujo de agua entre dos depósitos se mantiene mientras haya niveles distintos, y se para cuando los niveles sean iguales. Si queremos que la corriente de agua continúe, debemos instalar una bomba que, trasvasando agua desde el recipiente con nivel más bajo hasta el recipiente con nivel más alto, mantenga la diferencia de alturas. Así el flujo de agua realiza un circuito cerrado.
Del mismo modo, para que se mantenga una corriente eléctrica, debemos hacer que permanezca la diferencia de potencial. Esto se consigue por medio de los generadores de corriente, que juegan un papel análogo al de la bomba de agua del ejemplo anterior.
Generadores eléctricos sencillos y cotidianos son las pilas que se emplean para linternas, radios, etc., y las baterías de los automóviles. Estos generadores tienen un polo positivo y otro negativo. Cuando se unen ambos mediante un hilo conductor, la corriente eléctrica va de + a -.
Como sabemos, el sentido del desplazamiento de los electrones es contrario al de la corriente. En el hilo metálico, las cargas negativas van de - a + y, en el interior del generador, de + a -. Las pilas y las baterías hacen que los electrones se muevan por el conductor en un solo sentido, de - a +, y producen una corriente continua.

CORRIENTE ALTERNA
Ya debes de conocer lo que es un imán. Es un cuerpo que tiene propiedades magnéticas y atrae objetos de hierro. También sabes que un cuerpo imantado tiene dos polos que se denominan norte y sur. Cuando enfrentamos dos polos del mismo nombre, se repelen, mientras que los polos de nombre distinto se atraen.
Pues bien, las propiedades magnéticas están relacionadas con las propiedades eléctricas, hasta el punto de que hay una parte de la Física que estudia ambas simultáneamente y se denomina Electromagnetismo. El primer investigador que puso de manifiesto la relación de la electricidad con el magnetismo fue el físico danés Oersted. Su experimento consistió en colocar una aguja imantada capaz de girar alrededor de un eje perpendicular, como las que se usan en las brújulas, en una posición paralela a un hilo conductor por el que puede pasar una corriente eléctrica. Cuando cerramos el interruptor y pasa la corriente, ésta influye en el imán y hace que se sitúe en una posición perpendicular a la corriente eléctrica. De este experimento podemos deducir que la corriente eléctrica tiene propiedades magnéticas.
Cuando acercamos o alejamos un imán suficientemente potente a un circuito que tiene una pequeña bombilla, ésta se ilumina. Sin duda, el imán, al moverse, ha generado una corriente eléctrica. La intensidad de la corriente es tanto mayor cuanto más deprisa se mueva el imán.
Asimismo, se produce una corriente eléctrica si se hace girar un circuito entre los polos de un imán que permanece fijo. En este caso la intensidad de la corriente también aumenta cuando la velocidad de giro es mayor.
Por los procedimientos descritos se consigue una corriente que se denomina alterna porque adquiere alternativamente sentidos opuestos. Así, en el primer ejemplo, cuando se acerca el imán al conductor metálico la corriente va en un sentido y, cuando se aleja, va en sentido contrario. En el segundo ejemplo, cuando el conductor metálico da media vuelta se produce una corriente de sentido opuesto a la que se produce en la media vuelta posterior. En consecuencia, en la corriente alterna los electrones no circulan en un solo sentido, como hacen en la corriente continua, sino que oscilan. Debido a este peculiar movimiento, en la corriente alterna no existen polos + y -.
La corriente alterna es la que se produce en los alternadores de las centrales eléctricas, y es el tipo de corriente que llega a las industrias y a nuestras casas.


Referencia:
http://html.rincondelvago.com/electrostatica.html
Antonio Palomino González “ Woody”




Generación de la electroestática
El fenómeno de la generación de electricidad estática se conoce desde hace muchos años al observar la atracción de trozos de papel mediante varillas o barras de materiales aislantes después de haber sido frotadas con una pieza de tela. Para generar electricidad estática es suficiente el contacto o fricción y la separación entre dos materiales generalmente diferentes y no necesariamente aislantes, siendo uno de ellos mal conductor de la electricidad. Los materiales conductores permiten el paso de cargas eléctricas, mientras los aislantes lo obstaculizan. Las cargas electrostáticas negativas son electrones de los átomos de los elementos químicos y las positivas equivalen a la acción de los protones del núcleo atómico privados de los electrones de la última capa. Los electrones situados en la superficie de un material aislante o un conductor aislado no pueden disiparse fácilmente mientras no tengan una vía conductora a tierra. Al no poder circular con facilidad dan lugar a la denominada electricidad estática, a diferencia de la otra electricidad dinámica que circula por los conductores con fines de transmisión y utilización de energía. Los electrones tienen libertad de movimientos de una molécula a otra en los conductores, pero los protones son inseparables del átomo y no pueden moverse a menos que lo haga el propio átomo. El conjunto de los átomos de los cuerpos sólidos forman estructuras que mantienen la posición de dichos átomos entre sí. En cambio en los líquidos y mucho más en los gases, se tiene un desplazamiento relativo entre los mismos. Esa es la razón porque en los sólidos sólo se mueven los electrones y en los líquidos y gases se pueden mover electrones y protones. La carga originada por este fenómeno se llama carga triboeléctrica y una serie triboeléctrica como la mostrada ayuda a determinar la polaridad de cada uno de los dos materiales cargados. La magnitud de la carga electrostática está relacionada con la posición o distancia relativa entre sí de los materiales en la serie y su signo está determinado por la propensión de un material a ceder o ganar electrones que es lo que en realidad indicatal serie. Así p.e. el frotamiento de una pieza de vidrio y otra de teflón y su posterior separación darán lugar a una carga electrostática negativa sobre la pieza de teflón y otra de igual magnitud y carga positiva sobre la de vidrio. La misma experiencia realizada p.e. con poliester y níquel daría cargas positivas y negativas respectivamente en sus superficies pero con magnitud menor de la cantidad de carga eléctrica en culombios.
Esta primera forma de generación de electricidad estática es la más corriente y ocurre en multitud de situaciones (Ver fig. 1). Así una cinta transportadora o correa, al pasar por una polea, o una banda de papel, tela, etc. al pasar entre rodillos, genera cargas de electricidad estática. También se genera en el trasvase de líquidos no conductores a través de conducciones, al caer a chorro libre, al ser pulverizado a través del aire y cuando el aire u otros gases burbujean a través de tales líquidos. Los disolventes derivados del petróleo, como el tolueno y el disulfuro de carbono, son materiales que fácilmente generan y acumulan cargas electrostáticas habiendo generado accidentes catastróficos por tal circunstancia. Otros ejemplos se tienen con gases que salen a gran velocidad por una boquilla, especialmente si arrastran líquido o partículas sólidas, en el transporte neumático de productos pulverulentos: piensos, semillas, almidón en polvo y polvos metálicos.
Ejemplos de generación de cargas electrostáticas
En los líquidos inflamables y combustibles la generación se da principalmente cuando se mueven en contacto con otros materiales en procesos de flujo por conducciones y en operaciones de operaciones de mezclado, vertido, bombeo, filtración o agitación. La electricidad estática se puede acumular en el propio líquido.
En el flujo de gases el fenómeno se acrecienta cuando están contaminados con óxidos metálicos o partículas sólidas y líquidas. Una corriente de gas en esas condiciones dirigida contra un objeto conductor cargará este último excepto en el caso en que esté conectado a tierra o conectado equipotencialmente con la conducción de descarga.
En operaciones de manutención y proceso con polvos y fibras, las descargas electrostáticas causantes de ignición han ocurrido entre un elemento conductor aislado y tierra. No se tiene constancia experimental que una nube de polvo haya tenido ignición por descarga electrostática provocada en su propio seno.
Una segunda forma de generación de electricidad estática puede ocurrir a partir de la carga previamente originada en la superficie de un material aislante, la cual induce la formación y distribución de cargas eléctricas en un cuerpo conductor que esté próximo. Este fenómeno físico se denomina inducción y su secuencia se observa en la figura 2 en que una persona se acerca y pasa en la proximidad de una cinta transportadora y antes de salir de su influencia, toca un elemento conductor puesto a tierra. La carga inducida más cercana es de signo contrario a la de la cinta y la más alejada es del mismo signo. Esta última queda libre después de haber descargado la carga contraria próxima al punto de contacto a un elemento conductor puesto a tierra como puede ser la bancada o estructura metálica de soporte, y puede disiparse si se proporciona una conducción a tierra. Una vez ocurrida esta eliminación, si el cuerpo se aleja, la carga remanente de igual signo al de la cinta se distribuye uniformemente por todo el cuerpo y se puede liberar
posteriormente en forma de chispa al aproximarse a un conductor en contacto con tierra.
Generación de cargas electrostáticas en personas por inducción
También se puede transferir parte de la carga electrostática de un objeto o cuerpo cargado a otro sin carga por simple contacto.
Una forma muy particular de adquirir cargas electrostáticas ocurre si una superficie de la sustancia o material está sometido al bombardeo de iones que ceden su carga a esa superficie.
Acumulación, disipación y descarga de la electricidad estática
La fase siguiente a la generación de cargas electrostáticas es la acumulación de las mismas en los materiales no conductores y en los conductores aislados. Esta acumulación puede ocurrir en productos, equipos de proceso, tramos de tubería aislados, recipientes, personas con calzado aislante o sobre suelos que no disipan las cargas, etc. A mayor cantidad de cargas electrostáticas corresponde mayor diferencia de potencial respecto a tierra.
La disipación de las cargas electrostáticas depende de la conductividad entre el cuerpo cargado y su camino de conexión a tierra. Una buena conductividad da lugar a la rápida desaparición de las cargas electrostáticas al mismo tiempo de su generación con lo cual ni siquiera se llega a su acumulación. Para evaluar esta situación se deben conocer los siguientes parámetros

DE LA CRUZ IBAÑEZ MOISES
FUENTE
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/501a600/ntp_567.pdf






La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos producidos por distribuciones de cargas eléctricas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado.
Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad, existen numerosos ejemplos ilustrativos que hoy forman parte de la enseñanza moderna, como el hecho de que ciertos materiales se cargan de electricidad por simple frotamiento y atraen pequeños trozos de papel o pelo, por ejemplo un globo inflado que previamente se ha frotado con un paño seco.

DESARROLLO HISTORICO
Alrededor del 600 a. C. el filósofo griego Tales de Mileto descubrió que si frotaba un trozo de la resina vegetal fósil llamada ámbar, en griego élektron, este cuerpo adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos. Algo más tarde, otro griego, Teofrasto (310 a. C.), realizó un estudio de los diferentes materiales que eran capaces de producir fenómenos eléctricos y escribió el primer tratado sobre la electricidad.
A principios del siglo XVII comienzan los primeros estudios sobre la electricidad y el magnetismo orientados a mejorar la precisión de la navegación con brújulas magnéticas. El físico real británico William Gilbert utiliza por primera vez la palabra electricidad, creada a partir del término griego elektron (ámbar). El jesuita italiano Niccolo Cabeo analizó sus experimentos y fue el primero en comentar que había fuerzas de atracción entre ciertos cuerpos y de repulsión entre otros.
Alrededor de 1672 el físico alemán Otto von Guericke construye la primera máquina electrostática capaz de producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga mayor que la conseguida hasta entonces. Francis Hawksbee perfeccionó hacia 1707 la máquina de fricción usando una esfera de vidrio.
En 1733 el francés Francois de Cisternay du Fay propuso la existencia de dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, constatando que:

  • Los objetos frotados contra el ámbar se repelen.
  • También se repelen los objetos frotados contra una barra de vidrio.
  • Sin embargo, los objetos frotados con el ámbar atraen los objetos frotados con el vidrio.
Du Fay y Stephen Gray fueron dos de los primeros "físicos eléctricos" en frecuentar plazas y salones para popularizar y entretener con la electricidad. Por ejemplo, se electriza a las personas y se producen descargas eléctricas desde ellas, como en el llamado beso eléctrico: se electrificaba a una dama y luego ella daba un beso a una persona no electrificada.[1]
En 1745 se construyeron los primeros elementos de acumulación de cargas, los condensadores, hoy también llamados capacitores, desarrollados en la Universidad de Leyden (hoy Leiden) por Ewald Jürgen Von Kleist y Pieter Van Musschenbroeck. Estos instrumentos, inicialmente denominados //botellas de Leyden//, fueron utilizados como curiosidad científica durante gran parte del siglo XVIII. En esta época se construyeron diferentes instrumentos para acumular cargas eléctricas, en general variantes de la botella de Leyden, y otros para manifestar sus propiedades, como los electroscopios.
En 1767, Joseph Priestley publicó su obra The History and Present State of Electricity sobre la historia de la electricidad hasta esa fecha. Este libro sería durante un siglo el referente para el estudio de la electricidad. En él, Priestley anuncia también alguno de sus propios descubrimientos, como la conductividad del carbón. Hasta entonces se pensaba que sólo el agua y los metales podían conducir la electricidad.[2]
En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado en el que se describían por primera vez cuantitativamente las fuerzas eléctricas, se formulaban las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y se usaba la balanza de torsión para realizar mediciones. En su honor, el conjunto de estas leyes se conoce con el nombre de ley de Coulomb. Esta ley, junto con una elaboración matemática más profunda a través del teorema de Gauss y la derivación de los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico, describe la casi totalidad de los fenómenos electrostáticos.
Durante todo el siglo posterior se sucedieron avances significativos en el estudio de la electricidad, como los fenómenos eléctricos dinámicos producidos por cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemáticas.

Aislantes y conductores
Los materiales se comportan de forma diferente en el momento de adquirir una carga eléctrica. Así, una varilla metálica sostenida con la mano y frotada con una piel no resulta cargada. Sin embargo, sí es posible cargarla cuando al frotarla se usa para sostenerla un mango de vidrio o de plástico y el metal no se toca con las manos al frotarlo. La explicación es que las cargas pueden moverse libremente entre el metal y el cuerpo humano, lo que las iría descargando en cuanto se produjeran, mientras que el vidrio y el plástico no permiten la circulación de cargas porque aíslan eléctricamente la varilla metálica del cuerpo humano.
Esto se debe a que en ciertos materiales, típicamente en los metales, los electrones más alejados de los núcleos respectivos adquieren fácilmente libertad de movimiento en el interior del sólido. Estos electrones libres son las partículas que transportarán la carga eléctrica. Al depositar electrones en ellos, se distribuyen por todo el cuerpo, y viceversa, al perder electrones, los electrones libres se redistribuyen por todo el cuerpo para compensar la pérdida de carga. Estas sustancias se denominan conductores.
En contrapartida de los conductores eléctricos, existen materiales en los que los electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos. En consecuencia, estas sustancias no poseen electrones libres y no será posible el desplazamiento de carga a través de ellos. Al depositar una carga eléctrica en ellos, la electrización se mantiene localmente. Estas sustancias son denominadas aislantes o dieléctricos. El vidrio y los plásticos son ejemplos típicos.
La distinción entre conductores y aislantes no es absoluta: la resistividad de los aislantes no es infinita (pero sí muy grande), y las cargas eléctricas libres, prácticamente ausentes de los buenos aislantes, pueden crearse fácilmente suministrando la cantidad adecuada de energía para separar a un electrón del átomo al que esté ligado (por ejemplo, mediante irradiación o calentamiento). Así, a una temperatura de 3000 K, todos los materiales que no se descomponen por la temperatura, son conductores.
Entre los buenos conductores y los dieléctricos existen múltiples situaciones intermedias. Entre ellas destacan los materiales semiconductores por su importancia en la fabricación de dispositivos electrónicos que son la base de la actual revolución tecnológica. En condiciones ordinarias se comportan como dieléctricos, pero sus propiedades conductoras se modifican mediante la adición de una minúscula cantidad de sustancias dopantes. Con esto se consigue que pueda variarse la conductividad del material semiconductor como respuesta a la aplicación de un potencial eléctrico variable en su electrodo de control.
Ciertos metales adquieren una conductividad infinita a temperaturas muy bajas, es decir, la resistencia al flujo de cargas se hace cero. Se trata de los superconductores. Una vez que se establece una corriente eléctrica de circuito cerrado en un superconductor, los electrones fluyen por tiempo indefinido.


JOSE ISACC SIERRA JUAREZ

REFERENCIAS
www.mitecnologico.com/.../GeneracionElectrostatica


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Generacion de la electrostatica
Hasta ahora, el estudio efectuado se ha referido exclusivamente a los fenomennos electricos originados por la electricidad en movimiento, es decir, por la electricidad dinamica.
Ademas de estos fenomenos exiasten otros de suma importancia, producidos por la electricidad de reposo, es decir, por la electricidad estatica.
Eletrostatica es la parte de la electrotecnica que estudia los fenomenos originados por la electricidad en reposo, asi como las leyesque los rigen a las aplicaciones que sesultan de los mismos. En el conjunto de su estudio se presentan diversos fenomenos muy interesantes, pero la parte primordial onsiste en llegar a adquirir el concepto claro del campo electrico, tema que sera abordado en el presente capitulo
Las máquinas electrostáticas se utilizan para generar altos voltajes, usando la fricción o la inducción electrostática para acumular cargas eléctricas. Los generadores electrostáticos se utilizan típicamente en salas de clase de la ciencia para demostrar con seguridad fuerzas eléctricas y fenómenos de alto voltaje. Las diferencias potenciales alcanzadas también se han utilizado para una variedad de aplicaciones prácticas (tales como tubos de radiografía de funcionamiento, esterilización del alimento, y experimentos nucleares de la física). Los generadores electrostáticos tales como el generador de de Graaff de la furgoneta, y las variaciones como el Pelletron y el generador en tándem, también encuentran uso en la investigación de la física.

Generacion Electrostatica Moderna
Los generadores electrostáticos tenían un papel fundamental en las investigaciones sobre la estructura de la materia, comenzando en el final del 19vo siglo. Por los años 20, era evidente que las máquinas capaces de producir mayor voltaje eran necesarias. El generador de de Graaff de la furgoneta fue desarrollado, comenzando en 1929, en el MIT. El primer modelo fue demostrado en octubre de 1929. La idea básica era utilizar una correa aislador para transportar la carga eléctrica al interior de una terminal hueco aislada, en donde podría ser descargada sin importar el potencial ya presente en la terminal, que no produce ningún campo eléctrico en su interior. La idea no era nueva, pero la puesta en práctica usando una fuente de alimentación electrónica para cargar la correa era una innovación fundamental que hizo las viejas máquinas obsoletas. La primera máquina utilizó una cinta de seda comprada en cinco y un almacén de moneda de diez centavos como la correa de transporte de la carga. En 1931 una versión capaz de producir 1.000.000 voltios fue descrita en un acceso de la patente. Nikola Tesla escribió un artículo americano científico, las “posibilidades de generadores electrostáticos” en 1934 referente al generador de de Graaff de la furgoneta (pp. 132–134 y 163–165). Tesla indicado, “creo que cuando los nuevos tipos [ de generadores de Van de Graaff ] se desarrollan y suficientemente mejoró un gran futuro será asegurado a ellos”. Las máquinas de alta potencia pronto fueron desarrolladas, trabajando en los envases presurizados para permitir la mayor concentración de la carga en las superficies sin la ionización. Las variaciones del generador de de Graaff de la furgoneta también fueron desarrolladas para la investigación de la física, como el Pelletron, que utiliza un encadenamiento con las conexiones aisladores y que conducen que se alternan para el transporte de la carga. Van simplificada de Graaff que los generadores se ven comúnmente en demostraciones sobre la electricidad estática, debido a su capacidad de alto voltaje, produciendo el efecto curioso de hacer el pelo de la gente que toca la terminal, estando parado el excedente una ayuda aislador, está parada para arriba.
Entre 1945 y 1960, el investigador Noël Felici del francés desarrolló una serie de generadores electrostáticos de alta potencia, basada en la excitación electrónica y usando los cilindros que rotaban en la velocidad y el hidrógeno en envases presurizados.

Referencias:

**http://221v06oc.blogspot.com/2009/11/13-generacion-de-electrostatica.html**
**http://www.mitecnologico.com/Main/GeneracionElectrostatica**

Bautista Mata Jonathan Adrian


Generación de Electrostática
Investigadores norteamericanos han creado un cristal de una pureza inalcanzada hasta la fecha, altamente superior a la que se obtiene con los métodos tradicionales de fabricación de cristales, utilizando para ello un procedimiento de levitación electrostática.
Tal como explica la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos (FSN), los investigadores han mezclado materiales a muy altas temperaturas que luego son enfriados, tal como se hace en la fabricación ordinaria de cristales.
La novedad es que han realizado esta construcción en un entorno que facilita la levitación electrostática, con ayuda de un aparato denominado Electrostatic Levitator (ESL), originando una nueva forma de cristal denominada REAI (Rare Earth Aluminium oxide) que tiene forma de barras o placas de 10 mm.
Los investigadores han podido constatar que la gran pureza obtenida con este proceso de fabricación otorgaba al cristal una importante estabilidad química, así como de la posibilidad de transmitir rayos infrarrojos.
Las diferentes características de este REAI son muy atractivas para la industria, que espera utilizarlo en aplicaciones tan variadas como los láseres de alta densidad o para la fabricación de componentes de redes de alta velocidad.
Levitación electrostática
El Electrostatic Levitator es un sistema propiedad de la NASA en el que esferas fundidas de material flotan sin entrar en contacto con las paredes del contenedor (evitando así que se contaminen).
El ESL utiliza electricidad estática para hacer flotar un objeto dentro de una cámara al vacío. Mientras la muestra está en levitación, un rayo láser calienta la muestra hasta su punto de fundición de tal manera que los científicos pueden medir sus propiedades físicas sin interferencia del contenedor.

El ESL permite observar, flotando en el aire y sin soporte alguno, una bola de metal líquido incandescente. Tal como explica al respecto Space.com, los científicos pueden de esta forma disfrutar de un método privilegiado de observación de la materia en estado de levitación.
El ESL puede ensayar técnicas de obtención de otros materiales que después pueden aplicarse en los experimentos realizados a bordo, por ejemplo, de la estación espacial internacional, en un ambiente de microgravedad. Es utilizado para examinar metales, cerámica y compuestos de vidrio en estado liquido, a altas o bajas temperaturas.
Puerta a nuevos materiales
El ESL contribuye también a la creación de nuevos materiales tales como vidrios metálicos (como el REAI), y compuestos de metal y cerámica. Aplicaciones para estas nuevas sustancias incluyen nuevos materiales ópticos, superconductores, vidrio irrompible, materiales con memoria, y hasta palos de golf de "metal líquido" que golpean la bola a mayores distancias.
El ESL permite profundizar en estados alterados de la materia y pretende descubrir los procesos que se producen en los momentos en que los cuerpos pasan de estado sólido a líquido, con la finalidad de extraer de estos conocimientos aplicaciones prácticas.
Por: Herrera Gutiérrez Jessica Bibliografía:http://www.laflecha.net/canales/ciencia/noticias/200404122 http://www.electrostatica.net/informacio/6.pdf