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Para el género de peces de la familia Electrophoridae, consulte Electrophorus (pescado) .
Electrophorus del siglo XIX.

Un electróforo o electróforo es un generador electrostático capacitivo manual simple que se utiliza para producir carga electrostática a través del proceso de inducción electrostática . Una primera versión fue inventada en 1762 por el profesor sueco Johan Carl Wilcke . [1] [2] [3] [4] El científico italiano Alessandro Volta mejoró y popularizó el dispositivo en 1775, [5] ya veces se le atribuye erróneamente su invención. [6] [7] La palabra electrophorusfue acuñado por Volta del griego ήλεκτρον ('elektron') y ϕέρω ('phero'), que significa 'portador de electricidad'. [8]

Descripción y funcionamiento [ editar ]

El electróforo consiste en una placa dieléctrica (originalmente una 'torta' de material resinoso como brea o cera (en las versiones modernas se usa plástico) y una placa de metal con un mango aislante. [9] La placa dieléctrica se carga primero a través de la triboeléctrica efecto por el roce con la piel o tela. Para esta discusión, imaginar las ganancias dieléctricas carga negativa por el roce, como en la ilustración siguiente. la placa de metal se coloca entonces sobre la placa de dieléctrico. el dieléctrico no transfiere una fracción significativa de su superficie carga al metal porque el contacto microscópico es deficiente. En cambio, el campo electrostáticodel dieléctrico cargado hace que las cargas en la placa de metal se separen. Desarrolla dos regiones de carga: las cargas positivas en la placa son atraídas hacia el lado que mira hacia abajo hacia el dieléctrico, cargándolo positivamente, mientras que las cargas negativas son repelidas hacia el lado que mira hacia arriba, cargándolo negativamente, con la placa permaneciendo eléctricamente neutra. como un todo. Luego, el lado que mira hacia arriba se conecta a tierra momentáneamente (lo que se puede hacer tocándolo con un dedo), drenando la carga negativa. Finalmente, se levanta la placa de metal, que ahora solo tiene un signo de carga (positivo en nuestro ejemplo). [4]

Poner a tierra el electróforo tocándolo.

Dado que la carga en el dieléctrico no se agota en este proceso, la carga en la placa de metal se puede usar para experimentos, por ejemplo, tocándola con conductores de metal permitiendo que la carga se drene, y la placa de metal sin carga se puede volver a colocar en el dieléctrico y el proceso se repiten para obtener otra carga. Esto se puede repetir tantas veces como se desee, por lo que, en principio, se puede obtener una cantidad ilimitada de carga inducida a partir de una sola carga en el dieléctrico. Por esta razón, Volta lo llamó elettroforo perpetuo (el portador perpetuo de electricidad). [10] En el uso real, la carga del dieléctrico eventualmente (dentro de unos pocos días como máximo) se filtrará a través de la superficie de la torta o la atmósfera para recombinarse con cargas opuestas alrededor para restaurar la neutralidad.

Uno de los mayores ejemplos de electróforo fue construido en 1777 por el científico alemán Georg Christoph Lichtenberg . [8] Tenía 6 pies (2 m) de diámetro, con la placa de metal subida y bajada mediante un sistema de poleas. Según los informes, podría producir chispas de 15 pulgadas (38 cm). Lichtenberg usó sus descargas para crear las extrañas marcas en forma de árbol conocidas como figuras de Lichtenberg .

La fuente del cargo [ editar ]

Se conserva la carga en el universo. El electróforo simplemente separa las cargas positivas y negativas. Una carga positiva o negativa termina en la placa de metal (u otro conductor de almacenamiento), y la carga opuesta se almacena en otro objeto después de la conexión a tierra (en la tierra o en la persona que toca la placa de metal). Esta separación requiere trabajo ya que el estado de energía más bajo implica objetos sin carga. El trabajo se realiza levantando la placa de metal cargada lejos de la placa resinosa cargada de manera opuesta. Esta energía adicional puesta en el sistema se convierte en energía potencial en forma de separación de carga (cargas opuestas que estaban originalmente en la placa), por lo que elevar la placa de metal en realidad aumenta su voltaje en relación con la placa dieléctrica.

Por tanto, el electróforo es en realidad un generador electrostático operado manualmente , que utiliza el mismo principio de inducción electrostática que las máquinas electrostáticas como la máquina Wimshurst y el generador Van de Graaff . [4]

Ver también [ editar ]

  • Electret

Notas [ editar ]

  1. ↑ Para obtener información sobre la investigación de Wilcke sobre el electróforo (o "condensador diseccionable"), consulte Wilcke, John Carl (1762) " Ytterligare rön och försök om contraira electriciteterne vid laddningen och därtil hörande delar " cargos [que se crean] durante la carga, y partes relacionadas con ellos ") en Kongliga Svenska Vetenskaps Academiens Handlingar(Actas de la Real Academia de Ciencias de Suecia), vol. 23, págs. 206-229, 245-266. Reimpreso en alemán como: John Carl Wilcke (1765) "Fernere Untersuchung von den entgegengesetzten Elecktricitäten bei der Ladung und den dazu gehörenden Theilen" (Investigación adicional de las cargas eléctricas opuestas [que se crean] durante la carga y las partes correspondientes), Der Königliche schwedischen Akademie der Wissenschaften, Abhandlungen aus der Naturlehre ,…, vol. 24 , págs. 213-235, 253-274.
  2. ^ Heilbron, JL Electricidad en los siglos XVII y XVIII: un estudio de la física moderna temprana (Berkeley, California: University of California Press, 1979), págs. 418-419
  3. ^ Pancaldi, Giuliano (2003). Volta, ciencia y cultura en la era de las luces . Prensa de la Universidad de Princeton. ISBN 0-691-12226-1.pag. 73
  4. ↑ a b c Jones, Thomas B. (julio de 2007). "Electrophorus y accesorios" . Sitio web de Thomas B. Jones . Universidad de Rochester . Consultado el 27 de diciembre de 2007 .
  5. ^ Pancaldi 2003, págs. 75-105
  6. ^ Lewis, Nancy D. "Alesandro Volta, The Perpetual Electrophorus" . Electricidad: un resumen de los científicos y sus descubrimientos . Consultado el 27 de diciembre de 2007 .
  7. ^ "Alessandro Volta" . Mundo de la biografía . Consultado el 27 de diciembre de 2007 .
  8. ↑ a b Harris, William Snow (1867). Un tratado sobre la electricidad por fricción en teoría y práctica . Londres: Virtue & Co. p. 86 .
  9. ^ "Electrophorus" . Encyclopædia Britannica, 11ª ed . 9 . La Encyclopædia Britannica Publishing Co., 1910 . Consultado el 27 de diciembre de 2007 .pag. 237
  10. ^ Schiffer, Michael Brian (2003). Draw the Lightning Down: Benjamin Franklin y la tecnología eléctrica en la Era de las Luces . Prensa de la Universidad de California. ISBN 0-520-23802-8. págs. 55-57

Referencias [ editar ]

  • Pancaldi, Giuliano (2003). Volta, ciencia y cultura en la era de las luces . Prensa de la Universidad de Princeton. ISBN 0-691-12226-1., págs. 73-105 La 'invención' de Volta del electróforo
  • Jones, Thomas B. (julio de 2007). "Electrophorus y accesorios" . Sitio web de Thomas B. Jones . Universidad de Rochester . Consultado el 27 de diciembre de 2007 .
  • Schiffer, Michael Brian (2003). Draw the Lightning Down: Benjamin Franklin y la tecnología eléctrica en la Era de las Luces . Prensa de la Universidad de California. ISBN 0-520-23802-8. págs. 55–57. Lugar del electróforo en la historia de la electrostática, aunque el autor no menciona la contribución de Wilcke.
  • "Electrophorus" . Encyclopædia Britannica, 11ª ed . 9 . La Encyclopædia Britannica Publishing Co. 1910. p. 237 . Consultado el 27 de diciembre de 2007 .