UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

CENTRO REGIONAL DE VERAGUAS

INGENIERIA INDUSTRIAL E

INGENIERIA MECANICA INDUSTRIAL

II AÑO

I SEMESTRE

FISICA II

TRABAJO INVESTIGATIVO DE FISICA II

EXPERIMENTO DE LA GOTA DE ACEITE DE MILIKAN, EL GENERADOR DE VAN DER GRAFF, PRECIPITADORES

ELECTROSTATICOS, FUNCIONAMIENTO DE LAS FOTOCOPIADORAS.

GRUPOS

4II121 - 4MI121

PROFESORA

MARIA HIM DE CHANG

2009

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Índice

Pag.

Introducción……………………………………………………………………….……. 3

Experimento de Millikan

Biografía de Robert Millikan…………………………………………….……. 5 Experimento de la Gota de Aceite…………………………………………... 6

Generador de Van de Graaff

Biografía de Robert Van de Graaff………………………………………..… 10 Generador…………………………………………………………………...…. 11

Precipitadores Electrostáticos………………………………………………….……. 18

Fotocopiadoras……………………………………………………………….……….. 22

Conclusión…………………………………………………………………….……….. 26

Bibliografía……………………………………………………………………..………. 27

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Introducción

La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y son temas de gran importancia en la física. Usamos electricidad para suministrar energía a las computadoras y para hacer que los motores funcionen. El magnetismo hace que un compás o brújula apunte hacia el norte, y hace que nuestras notas queden pegadas al refrigerador.

La electricidad puede existir como carga estacionaria, conocida como electricidad estática; también puede estar en movimiento y fluyendo, conocida como corriente eléctrica. Las partículas subatómicas tales como los protones y electrones, poseen cargas eléctricas minúsculas. En tiempos relativamente recientes, la humanidad ha aprendido a almacenar el poder de la electricidad. Este poder, y los muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos que el hombre ha inventado, han transformado el mundo de manera radical. La electricidad también juega un papel importante en el mundo natural, cuando se generan poderosos rayos que producen señales que se desplazan a través de nuestros nervios.

El magnetismo es primo hermano de la electricidad. Algunos materiales, tales como el hierro, son atraídos por imanes, mientras que otros, como el cobre, ignoran su influencia. Describimos el movimiento de objetos influenciados por imánes en términos de campos magnéticos. Sabemos que los imanes tienen polo norte y polo sur, y que polos iguales se rechazan entre sí, mientras que polos opuestos se atraen. La electricidad y el magnetismo son dos caras de una simple fuerza fundamental. Al acelerar un imán se producirá una corriente eléctrica, si varías el flujo de electricidad, se origina un campo magnético. Estos principios los usamos en la construcción de motores y generadores. Alterar los campos magnéticos produce radiación electromagnética. Esta energía de movimiento muy rápido ocurre en una forma continua conocidas como espectro electromagnético, que abarca de ondas de radio y microondas a luz ultravioleta, luz visible luz infrarroja, y los potentes rayos X y rayos gamma. Cuando el espectro es separado en sus constituyentes por un espectroscopio, el espectro electromagnético revela mucho sobre objetos distantes tales como las estrellas. Hacemos uso de nuestro conocimiento sobre este tipo de radiación en la construcción de telescopios para ver los cielos, radios para comunicación, y máquinas de rayos X para diagnósticos médicos.

La sociedad humana moderna hace uso de la electricidad y el magnetismo de muchas maneras. Los generadores en las plantas de energía convierten el vapor en flujo eléctrico, el cual vuelve a convertirse en energía mecánica cuando la corriente llega hasta un motor. Un láser lee la información de un disco compacto, y convierte los patrones microscópicos en sonidos audibles cuando las señales eléctricas llegan hasta las bocinas. Los semiconductores de las computadoras canalizan el flujo de información contenida en pequeñas señales eléctricas.

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Biografía de Robert Millikan

(Morrison, 1868 - San Marino, 1953) Físico estadounidense de origen escocés. Tras doctorarse en la Columbia University de Nueva York (1895), realizó estudios postdoctorales en las universidades de Berlín y Gotinga (1895-1896).

En 1896 se integró al Departamento de Física de la Universidad de Chicago, donde fue nombrado profesor en 1910. Desde 1921, hasta su jubilación en 1945 como profesor emérito, ocupó la dirección del Norman Bridge Laboratory de Física en el California Institute of Technology de Pasadena, de cuyo consejo ejecutivo fue asimismo presidente. Bajo su dirección, la institución se convirtió en uno de los centros de investigación más prestigiosos a escala mundial.

En 1907 inició una serie de trabajos destinados a medir la carga del electrón, estudiando el efecto de los campos eléctrico y gravitatorio sobre una gota de agua (1909) y de aceite (1912), y deduciendo de sus observaciones el primer valor preciso de la constante "e". Obtuvo además la primera determinación fotoeléctrica del cuanto de luz, verificando la ecuación fotoeléctrica de Einstein (1916), y evaluó la constante "h" de Planck.

Recibió por todo ello numerosos reconocimientos, entre los que destaca el premio Nobel de Física en 1923. Realizó además estudios sobre la absorción de los rayos X, el movimiento browniano de los gases, el espectro ultravioleta y, en los últimos años de su vida, investigó la naturaleza de los rayos cósmicos, precisando la variación estacional de su intensidad con la altitud.

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Experimento de Millikan

Millikan empezó sus experimentos sobre la carga electrónica "e" en 1906. Su aparato está ilustrado por el simple esquema de la figura. Diminutas gotas de aceite procedentes de un pulverizador son rociadas en la región que está encima de una de las placas metálicas circulares E' y E- Vista en sección transversal -. La placa superior está perforada por un diminuto orificio P, a través del cual, ocasionalmente, una gota de aceite caerá desde la nebulización. Una vez entre las placas, dicha gota es iluminada por una lámpara de arco situada lateralmente, observándose su movimiento por medio de un microscopio de poca potencia enfocado al centro de las placas

Con el interruptor S en la posición “arriba” las placas del condensador están conectadas a tierra, de modo que su carga es cero. Bajo estas condiciones, la gota de aceite que cae bajo la acción de la gravedad adquiere velocidad constante. Esta VELOCIDAD FINAL, como se la llama, es alcanzada por la gota antes de entrar en el campo visual y tiene un valor tal que el tirón hacia abajo de la FG = mg, (ver figura), es igualado exactamente por la fuerza hacia arriba de la resistencia del aire, FR. La velocidad de la gota se puede establecer usando un cronómetro para medir el tiempo requerido por la gota para descender la distancia entre dos líneas transversales de la retícula de la figura.

Al acercarse la gota a la placa del fondo, el interruptor S se pone en la posición "abajo”, cargándose las placas con cargas de distinto signo. La gota que tiene carga negativa, como se ve en la figura, soportará una fuerza electrostática hacia arriba FE que la impulsa a subir. La gota se moverá con una velocidad constante si FE es mayor que FG pero igual a la suma de FG y l de a fuerza de rozamiento. Usando otra vez el cronómetro, esta vez para medir la velocidad de subida, se puede calcular la fuerza ascendente. Conociendo el voltaje entre las placas y la

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fuerza, podemos calcular la carga sobre la gota.

Cuando la gota se acerca a la placa de arriba, se pone el interruptor S en posición "arriba" y se conectan las placas a tierra. En estas condiciones la gota cae sometida a la acción de la gravedad. Al acercarse al fondo se invierte de nuevo el proceso y se hace subir y bajar varias veces a una misma gota, midiéndose la velocidad de bajada y subida (espacios /tiempos). Por medidas directas obtenemos la velocidad y por cálculos matemáticos obtenemos la masa y la carga de la gota.

La Ley de Stokcs de movimiento de un cuerpo en un fluido, dice que la fuerza resistente del aire es = 6 v·r . Siendo "v" la velocidad ; "r" radio de la gota ;" ” las capas de cualquier fluido que se deslizan unas respecto a otras con distinta velocidad . La fuerza debe ser proporcional a la superficie de contacto y a la diferencia de velocidad entre las capas e inversamente proporcional a la separación entre ellas. La ecuación de proporcionalidad pasa a igualdad con el coeficiente de viscosidad" ."

Densidad del aceite = m/ Volumen. Se supone la densidad de la gota “esférica” igual a la densidad media del aceite empleado. Volumen = 4/3 r3

.

Gota cayendo sin actuar el campoFr = m·g ; Fr =6 v·r; Conocemos la densidad del aceite y la viscosidad del aire.

Medimos la velocidad límite y hallamos “r”. Para hallar la “m” de la gota : m= Vol· aceite

Gota ascendiendo actuando el campoLa fuerza electrostática es "q·E". La fuerza neta ascendente será: “q E – mg”, que será neutralizada por el rozamiento del aire ( Fr ) para que suba con velocidad constante:

Vascendente= (qE - mg) / 6 ·r

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mg= 6 π η v r ; 43π π r3 g= 6 π η v r ; v=2δ r 2g

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Conocemos todo menos -q- pero podemos hallarla haciendo operaciones. El campo externo “E” lo variamos a voluntad para obtener distintas velocidades.

Millikan encontró que, si permitía a los rayos X pasar a través del aparato mientras observaba la gota, la carga de esta podía aumentar o disminuir, y la velocidad de subida también variaba en función de esa carga extra. Al caer la velocidad no variaba pues la masa de los electrones añadidos es despreciable comparada con la masa total de la gota.

Millikan y otros observadores que repitieron sus experiencias y encontraron que la carga de la gota nunca era menor que un valor mínimo (1,6· 10 –19 C ) y siempre obtenían algún valor múltiplo entero de dicho valor (LA CARGA ESTA CUANTIZADA).

Este experimento demuestra como con aparatos relativamente sencillos y con leyes elementales de la Física se pueden determinar cantidades fundamentales importantísimas.

Dispositivo Experimental

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Biografía de Robert Van de Graaff

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Robert Van de Graaff (Alabama, 20 de diciembre 1901 - 16 de enero 1967) físico estadounidense. Formado en la Universidad de Alabama, estudió durante algunos años en la Universidad de la Sorbona de París, así como en la de Oxford, en la que se doctoró en el año 1928. A su regreso a los Estados Unidos trabajó primero en Princeton y, a partir de 1931, pasó a formar parte de la plantilla del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Entre sus desarrollos más notables destaca el generador electrostático de alto voltaje que lleva su nombre, construido en el año 1931. Se trata de un dispositivo en el que las partículas elementales se someten a un intenso campo eléctrico a fin de acelerarlas. La generación del campo necesario para ello se logra mediante la acumulación de carga eléctrica sobre un electrodo aislado transportada gracias a una correa aislante.

Generador de Van de Graaff

Van de Graaff inventó el generador que lleva su nombre en 1931, con el propósito de producir una diferencia de potencial muy alta (del orden de 20 millones de volts) para acelerar que se hacían chocar contra blancos fijos. Los resultados de las colisiones nos informan de las características de los núcleos del material que constituye el blanco.

El generador de Van de Graaff es un generador de corriente constante, mientas que la batería es un generador de voltaje constante, lo que cambia es la intensidad dependiendo que los aparatos que se conectan.

El generador de Van de Graaff es muy simple, consta de un motor, dos poleas, una correa o cinta, dos peines o terminales hechos de finos hilos de cobre y una esfera hueca donde se acumula la carga transportada por la cinta.

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En la figura, se muestra un esquema del generador de Van de Graaff. Un conductor metálico hueco A de forma aproximadamente esférica, está sostenido por soportes aislantes de plástico, atornillados en un pié metálico C conectado a tierra. Una correa o cinta de goma (no conductora) D se mueve entre dos poleas  E y F. La polea F se acciona mediante un motor eléctrico.

Dos peines G y H están hechos de hilos conductores muy finos, están situados a la altura del eje de las poleas. Las puntas de los peines están muy próximas pero no tocan a la cinta.

 

La rama izquierda de la cinta transportadora se mueve hacia arriba, transporta un flujo continuo de carga positiva hacia el conductor hueco A. Al llegar a G y debido a la propiedad de las puntas se crea un campo lo suficientemente intenso para ionizar el aire situado entre la punta G y la cinta. El aire ionizado proporciona el medio para que la carga pase de la cinta a la punta G y a continuación, al conductor hueco A, debido a la propiedad de las cargas que se introducen en el interior de un conductor hueco (cubeta de Faraday).

Funcionamiento del generador de Van de Graaff

Hemos estudiado cualitativamente como se produce la electricidad estática, cuando se ponen en contacto dos materiales no conductores. Ahora explicaremos como adquiere la cinta la carga que transporta hasta el terminal esférico.

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En primer lugar, se electrifica la superficie de la polea inferior F debido a que la superficie del polea y la cinta están hechos de materiales diferentes. La cinta y la superficie del rodillo adquieren cargas iguales y de signo contrario.

Sin embargo, la densidad de carga es mucho mayor en la superficie de la polea que en la cinta, ya que las cargas se extienden por una superficie mucho mayor

Supongamos que hemos elegido los materiales de la cinta y de la superficie del rodillo de modo que la cinta adquiera un carga negativa y la superficie de la polea una carga positiva, tal como se ve en la figura.Si una aguja metálica se coloca cerca de la superficie de la cinta, a la altura de su eje. Se produce un intenso campo eléctrico entre la punta de la aguja y la superficie de la polea. Las moléculas de aire en el espacio entre ambos elementos se ionizan, creando un puente conductor por el que circulan las cargas desde la punta metálica hacia la cinta.

Las cargas negativas son atraídas hacia la superficie de la polea, pero en medio del camino se encuentra la cinta, y se depositan en su superficie, cancelando parcialmente la carga positiva de la polea. Pero la cinta se mueve hacia arriba, y el proceso comienza de nuevo.

La polea superior E actúa en sentido contrario a la inferior F. No puede estar cargada positivamente. Tendrá que tener una carga negativa o ser neutra (una polea cuya superficie es metálica).

Existe la posibilidad de cambiar la polaridad de las cargas que transporta la cinta cambiando los materiales de la polea inferior y de la cinta. Si la cinta está hecha de goma, y la polea inferior está hecha de nylon cubierto con una capa de plástico, en la polea se crea una carga negativa y en la goma positiva. La cinta transporta hacia arriba la carga positiva. Esta carga como ya se ha explicado, pasa a la superficie del conductor hueco.

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Si se usa un material neutro en la polea superior E la cinta no transporta cargas hacia abajo. Si se usa nylon en la polea superior, la cinta transporta carga negativa hacia abajo, esta carga viene del conductor hueco. De este modo, la cinta carga positivamente el conductor hueco tanto en su movimiento ascendente como descendente.

Las características del generador de Van de Graaff que disponemos en el laboratorio de Física de la E.U.I.T.I. de Eibar, son los siguientes:

Diámetro de la esfera conductora 21 cm Capacidad 15 pF Tensión máxima 150-200 kV Máxima corriente 6 A

 Campo producido por un conductor esférico de cargado.

El teorema de Gauss afirma que el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada es igual al cociente entre la carga en el interior de dicha superficie dividido entre0.

Consideremos una esfera hueca de radio R cargada con una carga Q. La aplicación del teorema de Gauss requiere los siguientes pasos:

1.-A partir de la simetría de la distribución de carga, determinar la dirección del campo eléctrico.

La distribución de carga tiene simetría esférica luego, la dirección del campo es radial

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2.-Elegir una superficie cerrada apropiada para calcular el flujo

Tomamos como superficie cerrada, una esfera de radio r.

El campo E es paralelo al vector superficie dS, y el campo es constante en todos los puntos de la superficie esférica por lo que,

El flujo total es  E·4 r2

3. Determinar la carga que hay en el interior de la superficie cerrada

r<R.  No hay carga en el interior de la esfera de radio r<R, q=0

r>R .Si estamos calculando el campo en el exterior de la esfera cargada, la carga que hay en el interior de la superficie esférica de radio r es la carga total q=Q.

4.-Aplicar el teorema de Gauss y despejar el módulo del campo eléctrico

En la figura, se muestra la representación del módulo del campo eléctrico E en función de la distancia radial r.

El campo en el exterior de la esfera conductora cargada con carga Q, tiene la misma expresión que el campo producido por una carga puntual Q situada en su centro.

 Potencial de la esfera conductora

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Se denomina potencial a la diferencia de potencial entre un punto P a una distancia r del centro de la esfera y el infinito.

Como el campo en el interior de le esfera conductora es cero, el potencial es constante en todos sus puntos. El potencial en la superficie de la esfera es el área sombreada (figura de la derecha)

Se denomina capacidad de la esfera (más adelante definiremos esta magnitud) al cociente entre la carga y su potencial, C=Q/V=4 0R.

 Potencia del motor que mueve la correa

Supóngase que la diferencia de potencial entre el conductor hueco del generador de Van de Graaff y el punto sobre el cual se esparcen las cargas sobre la correa es V. Si la correa proporciona carga positiva a la esfera a razón de i amperes. Determinar la potencia necesaria para mover la polea en contra de las fuerzas eléctrica.

El trabajo que hay que realizar para que una carga dq positiva pase de un lugar en el que el potencial es cero a otro en el que el potencial V es

dW=Vdq

La potencia

 

Para el generador de Van de Graaff de nuestro laboratorio que transporta en la correa una carga máxima 6 C en cada segundo, desde un potencial 0 a un potencial máximo de 200 kV,  la potencia será P=200·103·6·10-6=1.2 W

 Fuerza electromotriz

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El agua que abastece una ciudad baja espontáneamente desde un depósito situado en la cima de una colina. Ahora bien, para mantener el nivel del depósito, es necesario ir llenándolo a medida que el agua se consume. Un motor conectado a una bomba puede elevar el agua desde un río cercano hasta el depósito.

En una pista de esquí,  los remontes mecánicos suben a los esquiadores hasta el alto de una colina, después, los esquiadores bajan deslizando pendiente abajo. Los esquiadores son equivalentes a los portadores de carga, el remonte mecánico incrementa la energía potencial del esquiador. Luego, el esquiador baja deslizándose por la colina hasta la base del remonte.

En un conductor los portadores de carga (positivos) se mueven espontáneamente desde un lugar en el que el potencial es más alto hacia otro lugar en el que el potencial es más bajo, es decir, en la dirección del campo eléctrico. Para mantener el estado estacionario es necesario proveer de un mecanismo que transporte los portadores de carga desde un potencial más bajo hasta un potencial más elevado.

El generador de Van de Graaff es un ejemplo de este mecanismo. Las cargas positivas se mueven en dirección contraria al campo eléctrico, en el que el potencial aumenta, y las negativas en la misma dirección que el campo, en el que el potencial disminuye. La fuerza o la energía necesaria para este transporte de cargas lo realiza el motor que "bombea" las cargas.

Se denomina fuerza electromotriz o fem V al trabajo por unidad de carga que realiza el dispositivo. Aunque la unidad de la fem es la misma que la de una diferencia de potencial, se trata de conceptos completamente diferentes. Una fem produce una diferencia de potencial pero surge de fenómenos físicos cuya naturaleza no es necesariamente eléctrica (en el generador de Van de Graaff es mecánica, en una pila es de naturaleza química, magnética, etc. ).

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Una fem es un trabajo por unidad de carga, este trabajo no lo realiza necesariamente una fuerza conservativa, mientras que la diferencia de potencial es el trabajo por unidad de carga realizado por una fuerza eléctrica que es conservativa.

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Precipitadores Electrostáticos

Precipitadores electrostáticos son dispositivos que se utilizan para atrapar partículas a través de la ionizaciónde las mismas. Se emplean para reducir la contaminación atmosférica producida por humos y otros desechos industriales gaseosos, especialmente en las plantas que funcionan en base a combustibles fósiles.

Un precipitador electrostático (ESP por sus siglas en inglés), o un filtro de aire electrostático es un dispositivo que remueve partículas de un gas que fluye (como el aire) usando la fuerza de una carga electrostática inducida.

Los precipitadores electrostáticos son dispositivos de filtración altamente eficientes, que mínimamente impiden el flujo de los gases a través del dispositivo, y pueden remover fácilmente finas partículas como polvo y humo de la corriente de aire.

En 1907 el Dr. Frederick G. Cotreel solicitó una patente de un dispositivo para cargar partículas y después recolectarlas a través de la atracción electrostática: el primer precipitador electrostático. Él era entonces profesor de Química en la Universidad de California en Berkeley. Cotrell primero utilizó el dispositivo para la recolección de niebla de ácido sulfúrico emitida de

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varias actividades de fábricas de ácido y de la fundición. Cottrell reconoció el potencial de negocio de su invento y decidió utilizar eso para financiar la investigación científica mediante la creación en 1912 de la fundación llamada Research Corportion a la que él asigno las patentes. Research Corporation ha proporcionado el financiamiento vital de muchos proyectos científicos: los experimentos sobre cohetería de Goddard, ciclotrón de Lawrence, los métodos de producción para vitaminas A y B1, entre otros. La organización continua activa actualmente.

Los Precipitadores Electrostáticos son generalmente más económicos cuando se comparan a otros sistemas de remoción de polvo. Los costos operativos se reducen debido al bajo consumo de energía, a la baja pérdida de carga, menores gastos con repuestos y requerimientos mínimos de manutención.

Campos de aplicación:

Las aplicaciones típicas de los Precipitadores Electrostáticos son:

1. Plantas Siderúrgicas/Minería

2. Plantas de producción en la industria electrometalúrgica, química y de papel y celulosa.

3. Calderas a carbón o aceite, secadores y usinas de carbón.

4. Plantas de producción de cemento, calcáreo y yeso.

5. Plantas de generación de energía.

6. Incineradores de material de desecho y lodos.

Método de operación y diseño básico:

Los electrones son emitidos por electrodos de descarga cargados con alto voltaje negativo rectificado. Estos electrones migran para los electrodos colectores. Mientras se acumulan en las partículas de polvo, estos electrones se cargan negativamente y el campo eléctrico los transporta a los electrodos puestos a tierra donde se depositan. En el Precipitador Electrostático horizontal ELEX, los electrodos colectores son placas perfiladas que forman un sistema de pasaje por medio del cual fluyen los gases. Los electrodos robustos de descarga ELEX, conocidos como tipo "RS", se disponen a lo largo del eje central de los conductos con 400 m de ancho. Un equipo de sacudidas mecánico limpia los electrodos colectores por un sistema sincronizado y comandado por un PLC.

Tipos de Precipitadores

El Precipitador de placa: El precipitador más básico contiene una fila de alambres finos, seguido por pilas de placas planas de metal espaciadas aproximadamente 1 centímetros. La corriente de aire pasa a través de los espacios entre los alambres y después atraviesa el

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apilado de placas. Una fuente de alto voltaje transfiere electrones de las placas hacia los alambres, desarrollando así una carga negativa de varios miles de voltios en los alambres, relativa a la carga positiva de las placas. Mientras que la materia de partículas atraviesa la fuerte carga negativa de los alambres, la materia de partículas toma la carga negativa y se ioniza. Las partículas ionizadas entonces pasan a través de las placas cargadas positivamente , siendo atraídas por éstas placas.Una vez que las partículas están en contacto con la placa positiva, entonces ceden sus electrones y se convierten en partículas cargadas positivamente como la placa, y comienzan a actuar así como parte del colector. Debido a este mecanismo, los precipitadores electrostáticos pueden tolerar grandes cantidades de acumulación de residuo en las placas de recolección y seguir funcionando eficientemente, puesto que la materia por sí misma ayuda a recolectar más materia de la corriente de aire. La precipitación electrostática es típicamente un proceso seco, pero el rocío de agua ayuda al flujo entrante a recoger partículas excepcionalmente finas, y ayuda a reducir la resistencia eléctrica del material seco entrante para hacer el proceso más efectivo. Un precipitador electrostático húmedo combina el método operacional de un depurador mojado con el de un precipitador electrostático para hacer autolimpieza, autolavado aún con un dispositivo de alto voltaje.

Usos

En el ámbito de la industria: Los ESPs continúan siendo dispositivos excelentes para el control de muchas emisiones de partículas industriales, incluyendo el humo de instalaciones de generación eléctricas (alimentados por carbón o aceite), recolección de torta salina de los calentadores de licor negro en las plantas de pulpa de celulosa y recolección del catalizador de las unidades de conversión catalítica de lecho fluidizado en las refinerías por nombrar algunos.

En el hogar: Las placas Precipitadores son comúnmente ofertadas al público como dispositivos purificadores o como reemplazo permanente para los filtros de horno, pero todos tienen el indeseable atributo de ser difíciles de limpiar. Un efecto secundario indeseable de los dispositivos de precipitación electrostática es la producción de ozono. Sin embargo, los precipitadores electrostáticos ofrecen beneficios sobre otras tecnologías de purificación de aire, como la filtración HEPA que requiere filtros caros y puede convertirse en una producción inmensa de muchas formas dañinas de bacteria.

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Fotocopiadoras

BREVE HISTORIA DE LA FOTOCOPIADORAAntes de que se inventaran las fotocopiadoras, lo común para duplicar un documento era usar papel carbón (papel de calca o de calcar); pero en 1903, el norteamericano G. C. Beidler descubrió el modo de hacer la reproducción rápida de un documento por revelado instantáneo de un negativo fotográfico, técnica que patentó en 1906. Este revelado rápido dio origen a las primeras fotocopias, más parecidas a una fotografía que a la copia corriente que conocemos hoy. Tipos de FotocopiadorasPara empezar existen 2 tipos de fotocopiadoras:Xerográficas (usan papel normal) Proceso:

El documento original es barrido por un rayo de luz intensa que proyecta la imagen sobre un tambor giratorio de superficie fotosensible(este se carga electrostáticamente en correspondencia con la imagen).

Sobre el tambor se distribuye un polvo pigmentado(toner) que se adhiere a las zonas electrizadas (donde hay imagen), reproduciendo el escrito o dibujo original.

La imagen así pigmentada es transferida del tambor al papel dispuesto en la fotocopiadora, el cual finalmente se calienta para fijar de modo definitivo el pigmento sobre la copia.

Datos Curiosos El nombre xerografía (del griego xeros: seco y graphein: escribir) se le debe a los griegos aunque no fue inventado por estosPor muchos años se rechazò la patente de estas teneindo asi hasta 1959 que se comercializó la primera fotocopiadora: la Xerox 914 siendo la compañia con ese mismo nombre que la dio a conocer al mercado. Electrostáticas (usan un papel sensible especial)Proceso:

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El drum puede ser cargado selectivamente, esto quiere decir que hay partes de el que atraen las partículas y otras partes que no, así habrá partes que atraigan el toner y otras que no, básicamente lo que se busca es que donde el papel es blanco el drum se cargue y que donde sea negro no, y como se logra esto? nada mas y nada menos que con la luz!! Y por eso lo llamamos fotocopiadora. 

De alguna forma el toner tiene que ser plasmado desde el drum a una hoja de papel, esto se logra cargando la hoja de papel, de tal manera que las partículas de toner sean removidas del drum y se adhieran en el papel. 

Las partículas del toner son sensibles al calor, de tal modo que cuando estas tocan al papel quedan impregnadas por calor. 

  El rodillo de la copiadora se carga con electricidad

estática al girar frente a un sensibilizador de alto voltaje 

  Las partes negras de la imagen no reflejan luz, por lo

que la carga positiva permanece 

 

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Las partes electrizadas atraen el toner que se adhiere a ellas y reproduce las zonas negras del original 

  El papel corre por el rodillo y se impregna de toner

compuesto que después se funde con el calor de otro rodillo 

 Datos CuriososEl paso siguiente fue la fotocopia en color, procedimiento creado por la empresa japonesa Cannon, en 1973.La misma empresa logra la fotocopiadora láser en blanco y negro y posteriormente, en 1986, presenta la primera fotocopiadora láser color sobre papel común Partes de una Fotocopiadora 

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Conclusión

Gracias a este proyecto investigativo hemos podido aprender de una manera investigativa sobre varios instrumentos que involucran la materia estudiada y que en muchos casos es utilizada también en el área profesional que nos concierne a nosotros los ingenieros industriales como lo es la industria.

El trabajo ha sido un gran beneficio ya que nos ha hecho comprender el funcionamiento de estos inventos los cuales han sido de gran ayuda en muchas áreas, no solo en la industria sino en otras muchas áreas. Esto nos demuestra que la física que involucra la electricidad y el magnetismo siempre juega un papel de

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importancia en nuestra área ya que gracias a todos los avances que se han tenido han sido de beneficio para todas las áreas.

Bibliografía

http://www.taringa.net/posts/info/1203697/Fotocopiadoras___(todo-lo-que-querias-saber).html

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://monroyelectro.blogspot.es/img/copiadora.gif&imgrefurl=http://monroyelectro.blogspot.es/&usg=__oQYQdOb1FZUvOqYFpenhFQw2ZZc=&h=336&w=586&sz=19&hl=en&start=1&um=1&tbnid=PVdoHI-6G23AnM:&tbnh=77&tbnw=135&prev=/images%3Fq%3Dpartes%2Bde%2Buna%2Bcopiadora%26hl%3Den%26sa%3DN%26um%3D1

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://3.bp.blogspot.com/_jQThKpnmVJM/R80GtbimQFI/AAAAAAAAACE/oMUdpyNT3Co/s400/Img-11.gif&imgrefurl=http://rauljes.blogspot.com/2008/03/precipitadores-electrostticos.html&usg=__V9RVkQK5emFpcfwjcMN5rTQwdIo=&h=400&w=346&sz=102&hl=en&start=5&um=1&tbnid=TNXUcAXHw85frM:&tbnh=124&tbnw=107&prev=/images%3Fq%3Dprecipitadores%2Belectrostaticos%2Ben%2Bla%2Bindustria%26hl%3Den%26sa%3DN%26um%3D1

http://www.centroprojekt-brasil.com.br/precipitadores_s.htm http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/graaf/graaf.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Millikan http://74.125.47.132/search?

q=cache:vWZxgsK0swcJ:teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/apuntes/millikan.rtf+gotas+de+aceite+de+millikan&cd=9&hl=en&ct=clnk

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