Electrostatica Aplicada A La Xerografia 412t1q
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ELECTROSTATICA APLICADA A LA XEROGRAFIA
FISICA II
1. INTRODUCCIÓN
Los principios de la electrostática han sido la base para el desarrollo de diversos dispositivos
con
diferentes
aplicaciones.
Entre
estos
se
encuentran
los generadores electrostáticos para acelerar partículas elementales, los precipitadores electrostáticos utilizados para reducir la contaminación atmosférica de las centrales carboeléctricas,
y
la
xerografía
que
ha
revolucionado la tecnología del procesamiento de imágenes.
2. OBJETIVOS •
Conocer las aplicaciones de la electrostática a las cosas cotidianas.
•
Aplicar los diferentes conceptos vistos previamente en clase.
•
Generar una retroalimentación que permitan reforzar los conocimientos básicos de la materia.
3. PRINCIPIOS
Electricidad estática Es aquella que manifiesta los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas que no se mueven respecto a la sustancia determinada. Electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, un aislante, de manera que la acumulación de carga persiste. Carga eléctrica (Q) Cantidad de electricidad con que se carga una sustancia. Se mide en (C) en el S.I. STEPHANY ALVARADO PAREDES
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FISICA II
Fotoconductor Es cualquier material cuya conductividad eléctrica varia al ser expuesto a la luz, o en general a cualquier radiación electromagnética; en otras palabras, es un buen aislante en la oscuridad pero resulta capaz de conducir la corriente eléctrica cuando se expone a la luz.
4. XEROGRAFÍA
La xerografía (pronunciado serografía)
es
un
proceso
de impresión que
emplea
electrostática en seco para la reproducción o copiado de documentos o imágenes. La palabra xerografía deriva del griego xeros, que significa ‘seco’, y grafos, que significa ‘escritura’ El proceso fue inventado el 22 de octubre de 1938 por Chester Carlson (1906-1968). Carlson, de origen pobre, logró graduarse en física. Con el tiempo consiguió un trabajo de asistente con un abogado de patentes, donde realizó un trabajo intensivo en el uso de papeles. Allí se dio cuenta de la necesidad que existía de hacer copias de documentos de una manera simple y rápida. Entonces comenzó a experimentar con cargas electrostáticas y materiales fotoconductores, o sea materiales que modifican sus propiedades eléctricas al STEPHANY ALVARADO PAREDES
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FISICA II
ser expuestos a la luz. En 1938, a la edad de 32 años, Carlson logró crear la primera imagen xerográfica en su laboratorio. En 1947, una pequeña empresa del norte de Nueva York apostó por el descubrimiento, adquiriendo los derechos para el desarrollo y comercialización de la xerografía. La empresa se llamaba The Haloid Company, que en 1961 pasaría a llamarse Xerox Corporation. La compañía continuó desarrollando la tecnología hasta lanzar una copiadora automática de papel para oficinas, la Xerox 914, que hacía copias en blanco y negro en papel común, en forma simple y rápida. La revistaFortune la denominó «el producto más exitoso de todos los tiempos comercializado en los Estados Unidos de América». La xerografía es la tecnología base de la actuales fotocopiadoras, impresoras láser e impresoras digitales de producción. Se estima que en 2004 se realizaron 4 billones de páginas en productos que hoy existen gracias a esta tecnología.
4.1 FUNCIONAMIENTO Una superficie es cargada con electricidad estática en forma uniforme. Dicha superficie es expuesta a luz que descarga o destruye la carga eléctrica, quedando cargadas solo aquellas áreas donde hay sombra. Un pigmento de polvo (tinta seca o tóner) se fija en estas áreas cargadas haciendo visible la imagen, que es transferida al papel mediante un campo electrostático. El uso de calor y presión fijan la tinta al papel.
4.2 PROCESO La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, en algunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc Los pequeños componentes de los circuitos electrónicos pueden dañarse fácilmente con la electricidad estática. Sus fabricantes usan una serie de dispositivos antiestáticos y embalajes especiales para evitar estos daños. Hoy la mayoría de los componentes semiconductores de efecto de campo, que son los más delicados, incluyen circuitos internos de protección antiestática. STEPHANY ALVARADO PAREDES
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FISICA II
Para desarrollar la imagen electrostática, se ponen en o con una lámina unas partículas pigmentadas finas con carga negativa. Estas partículas de tóner son atraídas hacia las regiones superficiales con carga positiva, como se ve en la figura c, y entonces aparece una imagen visible. El tóner se transfiere a continuación a una hoja de papel que ha sido cargada positivamente con objeto de que pueda atraerlas. Un breve calentamiento del papel funde el tóner y lo pega produciendo una fotocopia permanente lisa para su utilización.
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FISICA II
El documento a copiar se proyecta, mediante espejos y lentes, en un rodillo principal de metal que está recubierto con polvo de silicio(conductor de la electricidad estática cuando la luz incide sobre él). Las partes negras no reflejan la luz y al tener una carga eléctrica atraen un fino polvo negro llamado tóner, encargado de formar la imagen.
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FISICA II
4.3 CARACTERISTICAS DE LA XEROGRAFIA La xerografía se basa en el principio de fotoconductividad, es decir, en la capacidad de algunos cuerpos de hacerse conductores bajo la influencia de la luz. El silicio, el germanio y
el selenio son
malos
conductores
de
la electricidad hasta
que
algunos
de
sus electrones absorben energía de la luz y al pasar de un átomo a otro, permiten que la electricidad fluya por ellos cuando se les aplica un voltaje. Cuando la luz se retira, pasan de nuevo a ser malos conductores eléctricos. La xerografía utiliza una capa aislante fotoconductora de selenio o de aluminio u otro soporte metálico conductor. Esquema
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4.4 MAQUINARIA
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El tóner •
Es un polvo eléctrico-cargado cuyos ingredientes son el pigmento y el plástico; es por eso que se derretirá cuando pase por el calor del fusor.
•
Ata firmemente a las fibras en casi cualquier tipo de papel, que significa que el texto no manchará.
•
Al igual que los tambores contienen selenio y arsénico, minerales altamente tóxicos.
•
Contiene unos 125 componentes diferentes, de los cuales un 95 % son reciclables.
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FISICA II
Primer copiadora xerográfica (Por Chester Carlson) (1938)
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5. BIBLIOGRAFIA http://www.ecured.cu/index.php/Xerograf%C3%ADa http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica) http://www.ecured.cu/Xerograf%C3%ADa
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1. INTRODUCCIÓN
Los principios de la electrostática han sido la base para el desarrollo de diversos dispositivos
con
diferentes
aplicaciones.
Entre
estos
se
encuentran
los generadores electrostáticos para acelerar partículas elementales, los precipitadores electrostáticos utilizados para reducir la contaminación atmosférica de las centrales carboeléctricas,
y
la
xerografía
que
ha
revolucionado la tecnología del procesamiento de imágenes.
2. OBJETIVOS •
Conocer las aplicaciones de la electrostática a las cosas cotidianas.
•
Aplicar los diferentes conceptos vistos previamente en clase.
•
Generar una retroalimentación que permitan reforzar los conocimientos básicos de la materia.
3. PRINCIPIOS
Electricidad estática Es aquella que manifiesta los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas que no se mueven respecto a la sustancia determinada. Electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, un aislante, de manera que la acumulación de carga persiste. Carga eléctrica (Q) Cantidad de electricidad con que se carga una sustancia. Se mide en (C) en el S.I. STEPHANY ALVARADO PAREDES
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Fotoconductor Es cualquier material cuya conductividad eléctrica varia al ser expuesto a la luz, o en general a cualquier radiación electromagnética; en otras palabras, es un buen aislante en la oscuridad pero resulta capaz de conducir la corriente eléctrica cuando se expone a la luz.
4. XEROGRAFÍA
La xerografía (pronunciado serografía)
es
un
proceso
de impresión que
emplea
electrostática en seco para la reproducción o copiado de documentos o imágenes. La palabra xerografía deriva del griego xeros, que significa ‘seco’, y grafos, que significa ‘escritura’ El proceso fue inventado el 22 de octubre de 1938 por Chester Carlson (1906-1968). Carlson, de origen pobre, logró graduarse en física. Con el tiempo consiguió un trabajo de asistente con un abogado de patentes, donde realizó un trabajo intensivo en el uso de papeles. Allí se dio cuenta de la necesidad que existía de hacer copias de documentos de una manera simple y rápida. Entonces comenzó a experimentar con cargas electrostáticas y materiales fotoconductores, o sea materiales que modifican sus propiedades eléctricas al STEPHANY ALVARADO PAREDES
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ser expuestos a la luz. En 1938, a la edad de 32 años, Carlson logró crear la primera imagen xerográfica en su laboratorio. En 1947, una pequeña empresa del norte de Nueva York apostó por el descubrimiento, adquiriendo los derechos para el desarrollo y comercialización de la xerografía. La empresa se llamaba The Haloid Company, que en 1961 pasaría a llamarse Xerox Corporation. La compañía continuó desarrollando la tecnología hasta lanzar una copiadora automática de papel para oficinas, la Xerox 914, que hacía copias en blanco y negro en papel común, en forma simple y rápida. La revistaFortune la denominó «el producto más exitoso de todos los tiempos comercializado en los Estados Unidos de América». La xerografía es la tecnología base de la actuales fotocopiadoras, impresoras láser e impresoras digitales de producción. Se estima que en 2004 se realizaron 4 billones de páginas en productos que hoy existen gracias a esta tecnología.
4.1 FUNCIONAMIENTO Una superficie es cargada con electricidad estática en forma uniforme. Dicha superficie es expuesta a luz que descarga o destruye la carga eléctrica, quedando cargadas solo aquellas áreas donde hay sombra. Un pigmento de polvo (tinta seca o tóner) se fija en estas áreas cargadas haciendo visible la imagen, que es transferida al papel mediante un campo electrostático. El uso de calor y presión fijan la tinta al papel.
4.2 PROCESO La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, en algunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc Los pequeños componentes de los circuitos electrónicos pueden dañarse fácilmente con la electricidad estática. Sus fabricantes usan una serie de dispositivos antiestáticos y embalajes especiales para evitar estos daños. Hoy la mayoría de los componentes semiconductores de efecto de campo, que son los más delicados, incluyen circuitos internos de protección antiestática. STEPHANY ALVARADO PAREDES
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Para desarrollar la imagen electrostática, se ponen en o con una lámina unas partículas pigmentadas finas con carga negativa. Estas partículas de tóner son atraídas hacia las regiones superficiales con carga positiva, como se ve en la figura c, y entonces aparece una imagen visible. El tóner se transfiere a continuación a una hoja de papel que ha sido cargada positivamente con objeto de que pueda atraerlas. Un breve calentamiento del papel funde el tóner y lo pega produciendo una fotocopia permanente lisa para su utilización.
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El documento a copiar se proyecta, mediante espejos y lentes, en un rodillo principal de metal que está recubierto con polvo de silicio(conductor de la electricidad estática cuando la luz incide sobre él). Las partes negras no reflejan la luz y al tener una carga eléctrica atraen un fino polvo negro llamado tóner, encargado de formar la imagen.
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4.3 CARACTERISTICAS DE LA XEROGRAFIA La xerografía se basa en el principio de fotoconductividad, es decir, en la capacidad de algunos cuerpos de hacerse conductores bajo la influencia de la luz. El silicio, el germanio y
el selenio son
malos
conductores
de
la electricidad hasta
que
algunos
de
sus electrones absorben energía de la luz y al pasar de un átomo a otro, permiten que la electricidad fluya por ellos cuando se les aplica un voltaje. Cuando la luz se retira, pasan de nuevo a ser malos conductores eléctricos. La xerografía utiliza una capa aislante fotoconductora de selenio o de aluminio u otro soporte metálico conductor. Esquema
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4.4 MAQUINARIA
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El tóner •
Es un polvo eléctrico-cargado cuyos ingredientes son el pigmento y el plástico; es por eso que se derretirá cuando pase por el calor del fusor.
•
Ata firmemente a las fibras en casi cualquier tipo de papel, que significa que el texto no manchará.
•
Al igual que los tambores contienen selenio y arsénico, minerales altamente tóxicos.
•
Contiene unos 125 componentes diferentes, de los cuales un 95 % son reciclables.
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Primer copiadora xerográfica (Por Chester Carlson) (1938)
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FISICA II
5. BIBLIOGRAFIA http://www.ecured.cu/index.php/Xerograf%C3%ADa http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1tica_(mec%C3%A1nica) http://www.ecured.cu/Xerograf%C3%ADa
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