Alta Tension

Páginas: 22 (5302 palabras) Publicado: 1 de octubre de 2012
ALTA TENSIÓN

Descargas y perforaciones en gases al aire

3 Descargas y perforaciones en gases al aire
El fenómeno eléctrico más espectacular es el de las descargas entre nubes (los rayos), que originalmente era asociado al estado de ánimo de algunas deidades; fue Benjamín Franklin el primero en demostrar su naturaleza eléctrica en su famoso experimento con cometas de papel. Sin embargo,los rayos resultaron demasiado esporádicos e incontrolables como para permitir su estudio sistemático.
Las descargas eléctricas a través de gases habían sido observadas en el laboratorio por Francis Hauskbee quien, en 1709, reportó la aparición de una luz extraña cuando electrificaba un recipiente de vidrio que contenía aire a baja presión. Otros estudiosos del fenómeno fueron William Watson,quien en 1748 notó la aparición de flamas en la zona de vacío de sus barómetros de mercurio, y Michael Faraday, quien en 1838 realizó experimentos con descargas eléctricas a través de gases enrarecidos. La conducción eléctrica a través de gases intrigó a Faraday, ya que incluso los gases que eran considerados como aislantes, cuando eran enrarecidos, propiciaban fácilmente ese tipo de descargas.¿Sería posible la conducción eléctrica en el vacío? En tal caso, se podría estudiar directamente la naturaleza del fluido eléctrico.

3.1 Conducción eléctrica en el vacío
Dado que un vacío perfecto no contiene partículas cargadas, los vacíos normalmente se comportan como aislantes perfectos (serían los mayores aislantes conocidos). Pese a ello, las superficies de los electrodos de metal pueden causarque una región de vacío se convierta en conductora por la inyección de electrones libres o de iones a través tanto de emisiones de campo como de emisiones termiónicas. Las emisiones termiónicas ocurren cuando la energía termal excede a la función trabajo, mientras que las emisiones tienen lugar cuando el campo eléctrico en la superficie del metal es lo suficientemente elevado como para causar unefecto túnel, el cual desemboca en el lanzamiento de electrones libres desde el metal al vacío. Se suelen emplear electrodos calentados externamente para generar una nube de electrones como en el filamento o en el cátodo calentado indirectamente de las válvulas termoiónicas. Los electrodos fríos pueden también producir nubes de electrones espontáneamente a base de emisiones termoiónicas cuando seforman pequeñas regiones incandescentes (llamadas puntos catódicos o puntos anódicos). Estas son regiones incandescentes de la superficie del electrodo que son creadas por flujos de corriente localizadamente elevados. Pueden haberse iniciado por emisiones de campo, pero entonces son mantenidas por emisiones termiónicas localizadas una vez que se ha formado el arco de vacío. Estas zonas de emisiónde electrones se pueden formar muy rápidamente, incluso de forma explosiva, en superficies de metal sujetas a campos eléctricos elevados. Las válvulas termoiónicas y los sprytrones son algunos de los interruptores electrónicos y de los dispositivos de amplificación basados en la conductividad en el vacío.
3.2 Descargas en gases
En el aire y en otros gases corrientes por debajo del dominio derotura, la fuente dominante de conducción eléctrica es a través de un relativamente reducido número de iones móviles producidos por gases radioactivos, luz ultravioleta, o rayos cósmicos. Dado que la conductividad eléctrica es extremadamente baja, los gases son dieléctricos o aislantes. Sin embargo, cuando el campo eléctrico aplicado se aproxima al valor de rotura, los electrones libres alcanzan unaaceleración suficiente por parte del campo eléctrico como para crear electrones libres adicionales mediante la colisión, y la ionización de los átomos o las moléculas neutras del gas en un proceso llamado rotura en avalancha. El proceso de rotura forma un plasma que contiene un número significativo de electrones móviles y de iones positivos, por lo que se comporta como un conductor eléctrico....
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