IntegrantesEquipo 5Lauro Arturo Garca de Jess1693795Rodolfo Abraham Gonzlez Alans1693848Mnica Aime Gonzlez Lpez1516208Wilebaldo Mrquez Castillo1489276Irving Josu Valles Rodrguez1563820Roberto Alejandro Velzquez Pecina1564370

ndiceIntroduccin

Objetivo

Fundamento

Material

Procedimiento

Anlisis

Conclusiones

Referencias Bibliogrficas

IntroduccinLa Mquina de Wimshurst creada entre 1880 y 1883 por James Wimshurst en Inglaterra, es un generador electrosttico de alto voltaje que funciona por medio de la friccin e induccin de cargas, siendo de gran utilidad para el entendimiento y generacin de campos elctricos.Tiene un aspecto distintivo con dos grandes discos que giran en sentidos opuestos montados en un plano vertical, dos barras cruzadas con cepillos metlicos, y dos esferas de metal separadas por una distancia donde saltan las chispas.

ObjetivoDemostrar que la Maquina de Wimshurst genera energa por medio de friccin y con ello el comprobar las teoras o leyes de la fsica que se aplican.

FundamentoLey de Coulomb: Establece el valor de una fuerza electrosttica. Esta fuerza depende de las cargas enfrentadas y de la distancia que hay entre ellas.

Campo elctrico: Un campo elctrico es un campo de fuerza creado por la atraccin y repulsin de cargas elctricas (la causa del flujo elctrico).

Ley de Gauss: Relaciona el flujo neto a travs de cualquier superficie cerrada que rodea a una carga puntual q est dado por q/E0 y es independiente de la forma de la superficie.

En una mquina Wimshurst, los dos discos de aislamiento y sus sectores de metal giran en direcciones opuestas que pasan por las barras neutralizadoras cruzadas de metal y por sus pinceles. Un desequilibrio de cargas es inducido, amplificado y almacenado por dos pares de peines de metal con los puntos situados cerca de la superficie de cada disco. La retroalimentacin positiva, aumenta la acumulacin de cargas en forma exponencial hasta que la tensin de ruptura dielctrica del aire alcanza una chispa.La mquina est lista para comenzar, lo que significa que la energa elctrica externa no es necesaria para crear una carga inicial. Sin embargo, se requiere energa mecnica para tornar los discos en contra el campo elctrico, y es esta energa que la mquina convierte en energa elctrica. La salida de la mquina de Wimshurst es esencialmente una corriente constante ya que es proporcional al rea cubierta por el metal y los sectores a la velocidad de rotacin. El aislamiento y el tamao de la mquina determina la salida de voltaje mxima que se puede alcanzar. La chispa de energa acumulada se puede aumentar mediante la adicin de un par de frascos Leyden que son los capacitores, un tipo de condensador adecuado para la alta tensin, con los frascos en el interior de las placas conectados en forma independiente a cada una de las terminales de salida y conectados con las placas exteriores entre s. Una mquina Wimshurst puede producir rayos que son aproximadamente un tercio del dimetro del disco de longitud y varias decenas de micro amperes.

Material Botellas de Leyden Cinta de aluminio Madera Papel aluminio Acrlico Barras o tubos de cobre Alambre de cobre Poleas Bandas Manivela Tornillos Tuercas Arandelas

Procedimiento Construccin de la Maquina de Wimshurst Botellas de Leyden o Capacitores: Cortamos una lata de aluminio (refresco) y con una lija procedemos a lijar la parte interior de la lata. Para luego recubrir la parte externa del frasco. Con papel aluminio cubrimos la parte interna del frasco, pegndola con cinta de aluminio. Con un alambre calibre 12 le damos forma como de un resorte, y lo colocamos en la varilla de cobre y con el alambre calibre 24 lo amarramos, despus lo colocamos en medio de las tapas del frasco, colocamos la tapa junto con la varilla y el alambre calibre 12 debe ir dentro del frasco haciendo contacto con el papel aluminio. Conectores: Con la barra de cobre le damos forma de herradura cuadrada, hacemos varias extensiones con el alambre de cobre para que estn cerca de los discos, pero sin tener contacto con los discos de acrlico. Y los colocamos a un extremo del capacitor, ajustndolo con otro alambre. Discos: Las medidas del acrlico es de 30 cm de dimetro, con 5mm de grosor, el orificio de en medio es de 2.3cm el dimetro. Se recortaron pedazos de cinta de aluminio con un largo de 6 cm, y con distancia constante se pegaron solo por un lado del disco de acrlico. Escobillas: Con el alambre de alto calibre se enrollara en alambre de menor calibre y con el alambre de menor calibre se formara como un cepillo. Y estar sujetado con una pinza caimn. Base: Madera de 40 cm de largo, 40 cm de ancho y grosor de 1.5 cm. Brazos, paletas o ejes de la base: 40 cm de alto y 1.5 cm de grosor. Para separar y dar soporte a los brazos se coloc una tabla de 12 cm x 12 cm con grosor de 1.5 cm. Entre los brazos y en uno de ellos se encontraran las poleas con sus respectivas bandas, soportado por un tornillo o varilla que tendr una manivela y arandelas con tuercas. Se colocan cada uno de las partes en la base.

Funcionamiento de la Mquina de Wimshurst Ambos discos empiezan a girar simultneamente, uno en sentido contrario del otro, las cargas se alinean debido al contacto entre los peines de cobre y las lminas de aluminio. La acumulacin de cargas en los discos induce un campo elctrico hacia el otro disco y viceversa. Conectados a los colectores se encuentran las botellas de Leyden, funcionan como capacitores e incrementa el potencial y lo mantiene constante. Cuando esta diferencia de potencial es elevada entre los terminales, supera la ruptura del aire y salta una chispa

AnlisisPara la obtencin de una chispa mayor y aisladas hay que separar aun ms las dos esferillas terminales de los excitadores, pero dejando que en comunicacin los dos condensadores o capacitores de la mquina. Al funcionar la mquina, en las botellas de Leyden o los capacitores, se ir acumulando un gran potencial de electricidad. Si aproximamos las dos esferillas excitadoras, al hallarse a una distancia considerable brotara una chispa intensa y de relativa longitud.Luego como los dos colectores generadores de electricidad son los capacitores o botellas de leyden, si colocamos prximas las dos bolitas terminales de los excitadores, se produce una chispa continua entre dos esferillas metlicas.Ahora bien, moviendo con una mano la manecilla de una mquina de Wimshurst y manteniendo las esferillas excitadoras separadas para que no salte la chispa entre ellas, si acercamos los dedos de la otra mano a una de estas esferillas excitadoras, podremos hacer saltar chispas entre la esferilla y nuestros dedos.

ConclusinLa mquina de Wimshurst es una mquina capaz de convertir energa mecnica en energa elctrica por medio de la induccin electrosttica, al generar potencial elctrico y mantener su polaridad constante sirve como fuente confiable de voltaje. Una forma para la obtencin de grandes chispas aisladas es la de separar bastante las dos esferillas terminales de los excitadores, pero dejndolos en comunicacin los dos condensadores de la mquina. Al funcionar la mquina, en las botellas de Leyden, se ir acumulando una gran potencial de electricidad. Si aproximamos las dos esferillas excitadoras, al hallarse a conveniente distancia saltar una chispa muy intensa y de relativa longitud

Referencias Bibliogrficas Serway - Jeweett, Fsica para ciencias e ingeniera, Volumen 2. Novena Edicin. http://electromagnetic-fields.wikispaces.com/PROYECTOS+ELECTROMAGNETISMO http://www.unicrom.com/Tut_ley_coulomb.asp http://aransa.upc.es/ffettsi/Apuntes/Ley-de-Gauss.PDF http://www.maquinascientificas.es/05maquina-wimshurst.htm http://www.upct.es/seeu/_as/divulgacion_cyt_09/Libro_Historia_Ciencia/web/wimshurst.htm