CAMPO ELECTRICO EN IMPRESORAS

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RESUMEN 
El propósito de este informe es determinar a la aplicación de campo eléctrico 
enfocada en las impresoras conociendo el principio básico ya estudiados en la asignatura de 
electricidad y magnetismo, se aplica cuando se somete a un imán el cual genera el campo 
eléctrico y una partícula de prueba(toner) y se considera una partícula q al metal mezclado 
con el toner, esto sucede a una altísima velocidad, obteniendo de esta forma la partícula de 
tóner metalizada es movida por el cilindro hasta el punto final en el papel. Por esto la 
fotocopiadora y las impresoras de inyección de tinta requieren un campo eléctrico bien 
sintonizado y se debe a una distribución de carga que se ubica sobre líneas, superficies o 
volúmenes. 
INTRODUCCIÓN 
En la antigüedad investigaciones e inventos eran plasmados en libros y papiros lo 
cuales eran conservados en museos, universidades y bibliotecas. Si bien esto garantizaba 
que esta información será guardada eficiente, su reproducción al público era muy limitada, 
ya que dicha información demoraba mucho en ser transcrita al no tener algún mecanismo 
que copie igualmente la información ya plasmada. 
Desde su descubrimiento inducción electromagnética por parte de Michael 
Faraday y la introducción de la definición de campo eléctrico, derivaron en muchas 
aplicaciones que hoy en día son importantes y están sumergidas dentro de una vida diaria 
como el televisor, bombillo, el celular, etc. 
El presente informe dará a conocer una de muchas aplicaciones del campo 
eléctrico, la cual está enfocada las impresoras, conociendo sus principios básicos ya 
estudiados en la asignatura de electricidad y magnetismo y también al estudio de la 
distribución de carga dentro de la misma. 
Una de las características de esta aplicación es que a ayudo a reproducir 
información escrita o gráfica importante que en la antigüedad era muy difícil de transcribir 
y se ha podido globalizar la información de manera masiva gracias a la impresora y 
principalmente a la aplicación del campo eléctrico en la impresora. 
 
DESARROLLO 
Durante los últimos 30 años, la tecnología de impresión ha desarrollado para muchas 
aplicaciones, estas impresoras ponen una imagen en papel usando pequeños chorros de tinta 
o cilindros. Muchas personas usan impresoras en su vida diaria, sin nunca imaginar la 
tecnología y los estudios que están plasmado en ese dispositivo. 
 
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Antes de comenzar a describir como se aplico el principio de campo eléctrico a este 
dispositivo debemos conocer los dos tipos de impresoras que destacan hoy en día. 
 Tipos de impresoras 
Electrostáticas son las que usan un papel sensible especial (laser): La imagen a 
reproducir se proyecta directamente sobre el papel, cuya superficie queda sensibilizada con 
cargas eléctricas. El papel se somete luego a un baño de tóner y las partículas se fijan en las 
zonas electrizadas de éste dando lugar a la copia definitiva. 
Xerografía: Para obtener una fotocopia con ese método se carga eléctricamente un cilindro 
aislante con la ayuda de un alambre que se mantiene cerca de su superficie, y conectado a 
una tensión de unos diez mil volts. Una vez cargado el cilindro, se proyecta sobre él una 
imagen luminosa intensa del original. La luz está compuesta por partículas llamadas 
fotones, que cuando inciden sobre la superficie cargada, le arrancan electrones, o sea que 
descargan localmente el material previamente cargado. A continuación, se espolvorea el 
cilindro con polvo negro ceroso, el tóner, el cual se adhiere sólo donde no dio la luz, o sea, 
en las partes cargadas que corresponden al negro del original. Después, se aprieta un papel 
contra el cilindro, para transferirle el tóner. Se calienta el papel; la cera se funde, y la 
imagen queda fija. A veces, cuando el papel se atasca y lo retiran antes de este último 
proceso de fusión, la copia se borra con los dedos. Originalmente los cilindros xerográficos 
eran de selenio, cuyo óxido superficial es aislante de la electricidad. 
 
¿Cómo funcionan las impresoras láser? 
Las impresoras láser trabajan con tóner, que es un polvo negro muy ligero, que se 
encuentra unido a partículas de metal muy diminutas, movidas a través del sistema por un 
grupo de engranes. Estas partículas de metal son atraídas hacia el cilindro magnético (que 
no es más que un imán en forma cilíndrica), que a su vez está recubierto por un rodillo 
Drum, generalmente hecho de cerámica, que se calienta y fija las letras en el papel, esto 
sucede a una altísima velocidad. 
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El potencial eléctrico, que es como se llama el fenómeno que trabaja dentro 
nuestra impresora para hacer eso posible, calcular el potencial eléctrico partiendo de la 
idea que se tiene una barra de metal cargada (imán) y la carga de prueba (la partícula de 
tóner) a una distancia r uno de otro. 
Considerando una carga puntual q (partícula de metal mezclada con tóner) en 
presencia del campo eléctrico E (el campo eléctrico generado por el imán). La carga 
experimentara una fuerza denotada por: 
 
 Ec 1. || F =fuerza. || Q =carga. || E = Campo eléctrico. 
Esta fuerza genera un trabajo para mover la carga (la partícula de metal y tóner) de 
un punto A (el interior del contenedor) hasta un punto B (el lugar donde se quemará al 
papel), de esa forma se genera un minúsculo movimiento o diferencial de longitud dl 
ocasionando que la fuerza eléctrica tenga un diferencial de trabajo dW. Esta ecuación se 
expresa de la siguiente forma: 
 
 Ec 2. 
En este caso, el campo eléctrico está formado por el punto azul de la figura, 
representado por la letra Q. Tal como lo indica la figura 2, el desplazamiento de la carga 
viene dado por A-B, generando un diferencial de distancia o dr que es el desplazamiento 
posible de nuestra carga q en una dirección. Para este caso, la diferencia de trabajo dW se 
expresa como: 
 
 Ec 3. 
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Para conseguir el trabajo final de la carga, debe establecerse los límites de 
integración que vienen dado por la posición inicial A, distancia rA, y la posición final B, 
distancia rB. Ambas distancias con respecto al punto (0,0,0) que representa el centro del 
campo eléctrico Q Obteniendo: 
 
 Ec 4. 
En el resultado final la expresión ϵ0 es la permitividad del vacío, lo que indica que 
el resultado final no depende de la trayectoria de la partícula si no de su posición inicial y 
su posición final, lo que indica que la fuerza F es una fuerza que se conserva a lo largo 
del proceso. Por ello la energía potencial permite hacer el resultado más sencillo: 
 Ec 5. 
RESULATADO: 
Finalmente, el resultado final del trabajo viene dado por la diferencia de energía 
potencial entre el punto inicial A y el punto final B, Expresado como: 
 
 Ec 6. 
De esta forma la partícula de tóner metalizada es movida por el cilindro hasta el 
punto final en el papel, este proceso (la aplicación de esta fórmula) es dado una vez por 
cada partícula de tóner dentro de la impresión, y sabemos que cada impresión contiene una 
cantidad innumerable de partículas de polvo tóner dentro de ella. 
Esta es solamente una pequeña parte del proceso que cumple la impresora láser, 
cabe destacar que esta aplicación es una minúscula dentro del sinfín de formas que puedan 
tener las grandes marcas para aplicar la forma de imprimir en sus equipos. 
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CONCLUSIONES 
• Las fotocopiadoras y las impresoras trabajan con el principio más básico de la 
electricidad y magnetismo que es: cargas opuestas se atraen (Campo Eléctrico). 
• La fotocopiadora y las impresoras de inyección de tinta requieren un campo 
eléctrico bien sintonizado. 
• Las impresoras trabajan con tóner que son partículas de metal diminutas, que se 
mueven por un grupo de engranes. 
• En todos los casos el campoeléctrico se debe a una distribución de carga que se 
ubica sobre líneas, superficies o volúmenes, más que a unas cargas puntuales 
aisladas. 
BIBLIOGRAFÍA 
• Kevin D. (2016). Campo eléctrico en las fotocopiadoras. 
https://es.slideshare.net/KevinDuPi/campo-elctrico-en-las-fotocopiadoras-62604348 
• Anónimo (2020). Aplicaciones tecnológicas del Potencial eléctrico. 
https://infogram.com/aplicaciones-tecnologicas-del-potencial-electrico-impresora- 
laser-1ge9m874x4do2y6 
• Giovanni Straccia (2020). Cómo funcionan las impresoras laser. 
https://steemit.com/stem-espanol/@gioz/como-funcionan-las-impresoras-laser 
• Rela, Agustín (2010). Electricidad y electrónica 1ª ed. Instituto de Educación 
Tecnológica, Buenos Aires. Anselmo L. Morvillo S. A. ISBN 978-950-00-
0751-1
https://es.slideshare.net/KevinDuPi/campo-elctrico-en-las-fotocopiadoras-62604348
https://infogram.com/aplicaciones-tecnologicas-del-potencial-electrico-impresora-laser-1ge9m874x4do2y6
https://infogram.com/aplicaciones-tecnologicas-del-potencial-electrico-impresora-laser-1ge9m874x4do2y6
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