domingo, 22 de noviembre de 2009

SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES DE CAMPO ELÉCTRICO

El campo eléctrico es un ente físico que se representa mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente es un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza mecánica dada por la ecuación:
F=qE

Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas. Posteriormente las investigaciones de Michael Faraday y luego los estudios de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.
La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.
Un campo eléctrico estático puede ser representado geométricamente con líneas vectoriales en dirección de la variación del campo, a estas líneas se las conoce como "líneas de campo". Las líneas vectoriales se utilizan para crear una representación gráfica del campo, y pueden ser tantas como sea necesario visualizar.
Las líneas de campo son líneas perpendiculares a la superficie del cuerpo (es decir miden 90º entre sí), de manera que su tangente geométrica en un punto coincide con la dirección del campo en ese punto. Esto es una consecuencia directa de la ley de Gauss, es decir, que la mayor variación direccional en el campo se dirige perpendicularmente a la carga. Cuando unimos los puntos en los que el campo eléctrico es de igual magnitud, se obtienen las superficies equipotenciales (superficies donde el potencial tiene el mismo valor numérico).
A continuación se dará una información acerca de la aplicación de las superficies equipotenciales en la vida diaria.
Precipitador Electrostático:
Una importante aplicación de la descarga eléctrica en los gases es un dispositivo conocido como precipitador electrostático. Este equipo se utiliza para eliminar partículas de materia de los gases de combustión, con lo cual se reduce la contaminación del aire, y resulta especialmente útil en las plantas termoeléctricas que utilizan carbón mineral y en las operaciones industriales que generan grandes cantidades de humo. Los sistemas que se utilizan hoy en día pueden eliminar alrededor del 90% en masa de la ceniza y el polvo del humo. Por desgracia un alto porcentaje de las partículas más ligeras consiguen escapar y contribuyen en grado significativo al smog y a la bruma.
Cabe destacar que además de reducir la cantidad de gases nocivos y partículas de materia en la atmósfera, el precipitador electrostático recupera óxidos metálicos valiosos de la chimenea.
En un depurador de aire, que se utiliza en los hogares para aliviar las molestias de quienes sufren alergias, utiliza mucho de los principios del precipitador. El aire cargado de polvo y polen es aspirado por el dispositivo a través de una pantalla tamiz con carga positiva. Las partículas que el aire arrastra adquieren carga positiva cuando entran en contacto íntimo con la pantalla, y después pasan a través de una segunda pantalla tamiz con carga negativa. La fuerza de atracción electrostática entre las partículas de carga positiva del aire y la pantalla negativamente cargada origina la precipitación de las partículas en la superficie de la pantalla. De esta manera, se elimina un porcentaje muy grande de contaminantes de la corriente de aire.
Xerografía e impresoras láser:
El proceso xerográfico se inicia ampliamente para obtener fotocopias de materiales impresos. La idea fundamental en la que el proceso se apoya fue obra de Chester Carlson, a quién se concedió una patente por su invento en 1940. En 1947 la Xerox Corporation emprendió un programa en gran escala para crear máquinas duplicadoras automatizadas con base en el proceso de Carlson. El enorme éxito de ese desarrollo fue evidente; hoy día, prácticamente todas las oficinas y bibliotecas disponen de una o más máquinas duplicadoras, y las capacidades de la tecnología moderna continúan en evolución.
Algunos aspectos del proceso xerográfico implican aspectos sencillos de electrostática y óptica. Sin embrago, la idea en la que radica la originalidad del proceso es el uso del material fotoconductor para formar una imagen. (Un fotoconductor es un material que es mal conductor de la electricidad en la oscuridad pero se transforma en un conductor eléctrico razonablemente bueno cuando se expone a la luz).

1 comentario:

  1. Gracias!! me sacaste de un apuro con una tarea, de casualidad tendrás mas aplicaciones de superficies equipotenciales?

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