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CONECCIONES A TIERRA

Estudiaremos dos sistemas de conecciones a tierra para protección de equipo
1. Protección de Antenas contra descargas eléctricas (Rayo)
2. Protección de Líneas Eléctricas contra descargas eléctricas (Rayo)

ANATOMÍA DEL RAYO

Cuando se está formando una tormenta, las nubes se cargan eléctricamente, algunas toman cargas positivas y otras cargas negativas debido a laionización del espacio circundante. La tierra es nuestra referencia y establecemos que tiene un voltaje de cero voltios o voltaje neutral.

En la Figura 1 podemos observar que hay tres nubes y la polaridad de la carga de cada una. La atmósfera al buscar un equilibrio produce una descarga eléctrica (que en Panamá llamamos Rayo). Esta descarga es un flujo de electrones que se mueven del puntonegativo al punto positivo y puede darse entre las nubes como el Rayo#1, puede darse entre la torre y la nube positiva como vemos en el Rayo#2 o puede darse entre un objeto que sobresalga de la tierra y una nube con carga negativa.

SENTIDO DE LA CORRIENTE

Benjamín Franklin fue el precursor en el estudio de la corriente electrica al descubrir la electricidad a finales del Siglo XIX durante unatormenta eléctrica. Él estableció el concepto de cargas positivas y negativas. Haciendo analogía con los fluidos, asumió que la corriente eléctrica es similar que una corriente de agua que viaja de un lugar a otro. Para Benjamín Franklin, las cargas eléctricas viajan de un punto de mayor potencial a otro punto con menor potencial de la misma forma que el agua en una cascada cae de un punto de mayoraltura a un punto de menor altura.

Cuando fue descubierto el átomo, en el estudio de éste, los científicos se percataron de la presencia de partículas con carga negativa (los electrones), partículas positivas (los protones) y partículas con carga neutra (neutrones). El modelo del átomo de Bohr establecido en 1913 es el modelo actual del átomo donde el núcleo lo forman los protones y neutronesque son partículas más pesadas, mientras que los electrones orbitan (dan vueltas) alrrededor del núcleo. Sabemos además que los electrones son mucho mas livianos que los protones, por lo tanto, cuando se da el movimiento de cargas electricas serán los electrones los que se mueven de un punto donde hay exceso de electrones hacia un punto donde hay menos electrones, es decir, del polo negativo al polopositivo.

Cuando los científicos llegaron a esta conclusión, había un choque con la teoría de Benjamín Franklin, pues él estableció que la corriente se daba del positivo al negativo, mientras que con el nuevo concepto del átomo la corriente viaja del polo negativo al positivo. Esto significaba que el concepto de la corriente era lo contrario de lo que se había pensado. No se podían tirar alcesto de basura todas fórmulas y realizar nuevamente todos los estudios realizados, pues el átomo de Niels Bohr fue presentado en el año 1913 y para ese tiempo ya habían muchas fórmulas en la cabeza de los hombres de ciencia. Para no chocar con los modelos establecidos, se consideró como "Corriente Convencional" la corriente que circula del polo positivo al polo negativo de la batería al pasar porel circuito eléctrico, mientras que la "Corriente Real" se debe al movimiento de los electrones y se da del polo negativo al polo positivo. En resumen, hemos aceptado el modelo de Franklin para el estudio de los circuitos pero sabemos que el sentido de la corriente es contrario puesto que las cargas que se mueven son los electrones por se más livianas.

Como sabemos que son los electrones los queproducen la corriente, decimos que el Rayo#1 viaja de la nube negativa a la nube positiva. El Rayo#2 viaja de la torre hacia la nube. Éste es el sentido de la corriente porque el rayo se hace más grueso cerca de la nube (como un río) y sus afluentes son menores. El Rayo#3 cae sobre el árbol porque hay varias ramificaciones en la nube que se unen para formar un rayo de la misma forma que varios...