Experimento sobre electricidad estática: motor electrostático

Por su sencilla aplicación en el aula, en el blog hemos publicado algunos experimentos sencillos relacionados con la electricidad estática: estudiamos las cargas eléctricas e introdujimos el fenómeno del efecto triboeléctrico.

Para continuar avanzando con el mundo de la electricidad y el magnetismo en el aula, es momento de sorprender al alumnado con la creación de un sencillo motor electrostático, cuyo movimiento seguro les dejará perplejos.

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Por su sencilla aplicación en el aula, en el blog hemos publicado algunos experimentos sencillos relacionados con la electricidad estática: estudiamos las cargas eléctricas e introdujimos el fenómeno del efecto triboeléctrico.

Para continuar avanzando con el mundo de la electricidad y el magnetismo en el aula, es momento de sorprender al alumnado con la creación de un sencillo motor electrostático, cuyo movimiento seguro les dejará perplejos.

¿Qué necesitamos para hacer un motor electrostático?

• Un pequeño envase de plástico (de yogur o salsas).
• Un trozo de polietireno expandido (porexpan) de 15 cm. aproximadamente.
• Un lápiz (bien afilado) o un clavo.
• Papel de aluminio.
• Hilo de cobre (un trozo de cable) o clips.
• Globos.
• Paño de lana.
• Celo o cinta adhesiva.
• Pegamento.

¿Cómo se construye el motor electrostático?

Primeramente, montaremos un pequeño circuito:

• Con cuidado clavamos el lápiz en el trozo de polietireno, intentando que esté centrado y equilibrado. Ése será justamente el eje sobre el cual girará nuestro motor electrostático.
• Seguidamente, cortaremos una tira larga de papel aluminio, de aproximadamente 2,5 cm de ancho. De allí debemos ir cortando trozos más pequeños, de una longitud de 3 a 4 cm, que pegaremos en las partes laterales del envase de plástico.
• Posteriormente añadiremos el hilo conductor. Si utilizáis el hilo de cobre, se tienen que enrollar tres o cuatro hilos. Si, por el contrario, lo hacéis con los clips, éstos se deben “abrir” con la ayuda de unas pequeñas tenazas, dándoles la forma que se muestra en la imagen. Prestad atención, pues deben quedar con esas formas (aproximadamente) para que el motor electrostático funcione.
• Por último, colocaremos la base de polietireno sobre una “alfombra de aluminio”, de tal manera que uno de los hilos conductores quede en contacto con éste, y situaremos el envase de plástico de modo que la punta del lápiz quede justo en medio de su base y en equilibrio. Aseguraos de que los hilos conductores estén lo más próximas o cercanas a las tiras de aluminio (sin tocarlas).

Ya está todo listo. Ahora sólo hace falta hacerlo funcionar. Usaremos para ello un objeto cargado con electricidad estática. Tal y como hicimos en el resto de experimentos, utilizaremos un globo, que cargaremos frotándolo a un paño de lana.

Al acercar el globo al hilo o clips, veréis como el motor comienzará a girar gracias a la electricidad estática.

¿Cómo funciona el motor electrostático?

Cuando acercamos el globo cargado eléctricamente al hilo conductor, los electrones que habitan en el globo se transmiten y acumulan en la punta del conductor (fenómeno descubierto por Benjamin Franklin).

Cuando este hilo se carga suficiente, los electrones se transmiten hacia la tira de aluminio más próxima. Debido a la fuerza de repulsión de cargas del mismo signo, de manera inmediata el envase girará, provocando el movimiento hasta que el hilo conductor acabado en punta descarga completamente los electrones que había acumulado.

El conocido como “efecto punta“, es el fenómeno que explica la forma de los pararrayos: éstos se componen principalmente de una o varias puntas muy agudas, para que la electricidad (rayos) se descargue sobre ellos, y no sobre las construcciones y árboles de gran altura.