Si alguna vez caminó sobre una alfombra en un día seco y luego tocó algo hecho de metal, como la manija de un refrigerador, ha experimentado un rayo de primera mano. La descarga estática que te provocó una conmoción es el mismo fenómeno que crea las horquillas ardientes que parten el cielo durante una tormenta. Los relámpagos reales son causados por la descarga de millones de voltios de electricidad, que pueden causar la muerte. Incluso las descargas relativamente pequeñas de electricidad estática en el mango de un refrigerador son dolorosas. Sin embargo, es posible hacer que ocurra un rayo en un frasco de manera segura y sin dolor, donde puedes estudiarlo y apreciarlo todo lo que quieras.
¿Qué es un rayo?
El rayo es una descarga eléctrica, que es el flujo de electrones desde un polo con un exceso de estas partículas a otro polo con una deficiencia. La magnitud de la diferencia de electrones entre estos polos se llama voltaje, y cuanto mayor sea, más fuerte será la corriente eléctrica cuando comience a fluir.
Durante una tormenta, las gotas de agua en las nubes chocan entre sí, liberando electrones en el proceso. Los electrones son atraídos por la tierra, que está cargada positivamente con respecto a las nubes. Sin embargo, no pueden fluir fácilmente a través del aire porque el aire es un aislante eléctrico. En consecuencia, se acumulan, como agua detrás de una presa, hasta que el voltaje se vuelve tan grande que ni siquiera el aire puede detenerlos. En ese punto, se produce un rayo.
¿Por qué la gente se sorprende con los refrigeradores?
Cuando camina sobre una alfombra, la acción de sus zapatos contra el material crea electrones libres de la misma manera que lo hacen las moléculas de agua que chocan en las nubes. Los electrones se acumulan en su cuerpo, y cuando su dedo se acerca lo suficiente a cualquier cosa a través de la cual puedan fluir hacia la tierra, saltan por el aire en una chispa de descarga eléctrica. Los objetos metálicos son buenos conductores de electricidad, por lo que se producen muchas descargas estáticas cerca de las manijas del refrigerador y los pomos de las puertas. Se produce un pequeño destello de relámpago en el momento en que se sorprende, pero por lo general está demasiado sorprendido para notarlo.
Hacer un rayo en un frasco
Es fácil crear una descarga eléctrica dentro de cualquier frasco que tenga una tapa de metal. Solo necesitas hacer dos cosas. El primero es hacer un electrodo en el fondo del frasco hacia el cual pueda fluir la electricidad, y el segundo es obtener una fuente segura de electricidad estática.
¿Alguna vez te has frotado el pelo con un globo y has notado que se pega a la pared? Eso es porque la acción de frotar el globo crea electrones libres, muy parecido a frotar los pies en una alfombra. Un globo es una gran fuente de electricidad estática.
Cosas que necesitará
- Un frasco con tapa de metal.
- Papel de aluminio
- Una hoja para secadora
- Un puñado de chinchetas con cabezas de metal sin pintar
- Un globo
El propósito de las tachuelas es enfocar la carga y aumentar el voltaje. Si usara papel de aluminio para hacer el cátodo, la carga se esparciría por toda la hoja en lugar de fluir hacia el ánodo.
Este experimento funciona mejor cuando la humedad es baja. Eso es porque la humedad hace que el aire sea un aislante eléctrico aún mejor.
El ánodo es el electrodo cargado positivamente en la parte inferior del recipiente hacia el cual fluirán los electrones. Para crearlo, corte un trozo de papel de aluminio en un cuadrado de aproximadamente 30 cm de largo y 30 cm de ancho. Dóblalo dos veces en un cuadrado más pequeño y empújalo hacia el fondo del frasco. Está bien si los bordes sobresalen un poco.
El cátodo es el electrodo cargado negativamente desde el que fluirán los electrones. Hágalo metiendo varias chinchetas a través de una hoja para secadora con la cabeza hacia la parte superior del frasco. Coloque la toallita para secadora sobre la boca del frasco y enrosque la tapa.
Consejos
Frota el globo en tu cabeza. Sabrá que está cargado si se le ponen los pelos de punta cuando retira el globo.
Toque el globo en la parte superior del frasco y observe lo que sucede. Si el globo tiene suficiente carga, verá varios destellos azul amarillento de relámpagos. Serán aún más impresionantes si apagas las luces.