Que es un generador electrostático

Que es un generador electrostático

Quién inventó el generador electrostático

Un generador electrostático, o máquina electrostática, es un generador eléctrico que produce electricidad estática, o electricidad a alta tensión y baja corriente continua. El conocimiento de la electricidad estática se remonta a las primeras civilizaciones, pero durante milenios permaneció como un mero fenómeno interesante y desconcertante, sin una teoría que explicara su comportamiento y a menudo confundido con el magnetismo. A finales del siglo XVII, los investigadores habían desarrollado medios prácticos para generar electricidad por fricción, pero el desarrollo de las máquinas electrostáticas no empezó en serio hasta el siglo XVIII, cuando se convirtieron en instrumentos fundamentales en los estudios sobre la nueva ciencia de la electricidad.

Los generadores electrostáticos funcionan utilizando la fuerza manual (u otra) para transformar el trabajo mecánico en energía eléctrica, o utilizando corrientes eléctricas. Los generadores electrostáticos manuales desarrollan cargas electrostáticas de signos opuestos prestadas a dos conductores, utilizando sólo fuerzas eléctricas, y funcionan utilizando placas, tambores o cintas en movimiento para llevar la carga eléctrica a un electrodo de alto potencial.

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Con el objetivo de suministrar energía eléctrica de forma permanente a un aparato de uso in vivo, como un marcapasos cardíaco, propusimos y desarrollamos un generador electrostático (ES) que aprovecha el movimiento del cuerpo vivo. El sistema generador consta de una batería como suministro de carga inicial (ICS), un condensador variable (VC) ill que la energía mecánica se convierte en energía eléctrica, un condensador para el almacenamiento de energía y dos rectificadores. En este estudio se utilizó un generador ES que no consume energía eléctrica del ICS. Dado que el accionamiento a alta frecuencia del CV conduce a una gran generación de energía, resulta eficaz introducir un fenómeno resonante. Como VC se utilizó un condensador variable de tipo panal cuya capacitancia varía aproximadamente de 32 a 200 [nF]. Se fabricó el resonador (frecuencia de resonancia 4,76 [Hz]) que consta de un CV de tipo panal, muelles helicoidales de tensión y masa. Fue posible generar una potencia eléctrica de 58 [μW] en el caso del ICS con una tensión constante de 24 [V] y una carga con una resistencia de 1,0 [MΩ]. Encontramos que el uso del fenómeno resonante era eficaz para aumentar la potencia generada.

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Un generador electrostático es un dispositivo que genera altos voltajes acumulando gradualmente una carga mediante una corriente de baja potencia, que puede almacenarse para su uso posterior. Estos dispositivos convierten la acción mecánica en carga eléctrica, produciendo lo que se conoce como electricidad estática, como la que se genera cuando acaricias a un gato o te frotas el pelo con un globo, pero en cantidades mucho mayores. Se cree que el primer generador electrostático fue inventado por Otto von Guericke a finales del siglo XVII.

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Los aparatos de este tipo suelen dividirse en dos categorías: máquinas triboeléctricas o de fricción y máquinas de inducción electrostática. Ambos tipos de máquinas generan el mismo tipo de corriente eléctrica, pero de maneras diferentes. El primer generador electrostático fue una máquina de fricción, pero mejoras posteriores introdujeron máquinas más avanzadas del tipo electrostático-inducción.

Los generadores electrostáticos de tipo fricción se basan en el efecto triboeléctrico, que es la generación de una pequeña corriente eléctrica cuando dos materiales se frotan entre sí. La primera máquina tenía un globo giratorio de azufre que acumulaba una carga electrostática al frotar la mano contra él mientras giraba. Investigaciones posteriores demostraron que también podían utilizarse otros materiales, como el vidrio.

Primer generador electrostático

Todos los objetos materiales de nuestro mundo están formados por átomos. Cada átomo, a su vez, tiene en su centro un núcleo cargado positivamente rodeado de electrones cargados negativamente. Los átomos pueden cargarse positivamente si pierden electrones o negativamente si captan electrones adicionales. Estos átomos se denominan iones. Cuando algo está formado por un número de átomos ionizados, la cosa en sí tiene una carga. Como la carga en sí no se mueve, se llama carga estática (estático significa “que no se mueve”) o “electricidad estática”. Los objetos con carga negativa atraen a los objetos con carga positiva. Si se acercan demasiado, los electrones saltarán del objeto negativo al positivo en forma de chispa. Esto ocurre una sola vez; los electrones no siguen fluyendo, como ocurre con la electricidad “actual”.

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Si alguna vez has frotado los pies contra una alfombra y has tocado a tus amigos, haciéndoles saltar chispas, has producido electricidad estática. Tus pies han producido energía de fricción que ha robado electrones a la alfombra. Si frotas un globo contra tu pelo, notarás que el globo, ahora cargado positivamente, tira de tu pelo, cargado negativamente, hacia él. También puedes pegar el globo a la pared (la mayoría de las superficies tienen una ligera carga negativa, porque los electrones están en el exterior del átomo).