Electricidad

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ELECTRICIDAD EN LA ATMOSFERA
ALBERTO SÁNCHEZ MORENO (COMPILADOR)

I GARDIENTE DE POTENCIAL EN LA ATMOSFERA
En un día ordinario sobre una llanura desierta, o sobre el mar, cuando uno se eleva a partir de la superficie terrestre el potencial eléctrico aumenta a razón 100 volts por metro. Existe, entonces, un campo eléctrico vertical de 100

volts por metro. El signo del metro

__ __ ____ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

+200 volts + 100 vol

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

campo corresponde a una carga negativa sobre la superficie de la tierra. ¡ Esto significa que el potencial a la altura de sus narices es de 200 volts más alto que el potencial a la altura de sus pies! Podrían preguntar: "¿Por qué no se ubican dos electrodos en el aire a un metro dedistancia uno de otro a fin de utilizar los 100 volts para alimentar nuestras luces eléctricas?" O bien podrían preguntar: " si realmente existe una diferencial de potencial de 200 volts entre mi nariz y mis pies, ¿por qué no recibo una descarga cuando salgo a la calle?. Vamos responder primero a la segunda pregunta. El cuerpo es un conductor relativamente bueno. Si están en contacto con el suelo,ustedes y el suelo tendrán el mismo potencial, es decir, ustedes y el suelo tenderán a formar una superficie equipotencial. Ordinariamente las equipotenciales son paralelas al suelo como lo muestra la figura I (a), pero cuando ustedes se paran sobre el suelo las equipotenciales se distorsionan y el campo es de la forma indicada en la figura I.(b). De esta manera tiene ahora una diferencia de potencialprácticamente nula entre la cabeza y los pies. Hay cargas que se desplazan de la tierra hacia a la cabeza cambiando de este modo el campo. . Algunas de ellas pueden ser neutralizadas por los iones provenientes del aire, pero la corriente de esos iones es muy pequeña debido a que el aire es un mal conductor. +300 volts +200 volts +100 volts
E = 100 V m

Tierra I (b) Las mediciones muestran quea medida que la altitud es mayor el campo sigue existiendo pero que se vuelve cada vez más débil. Alrededor de los 50 Km. El campo es muy pequeño de modo que la mayor parte de la variación del potencial se produce a pequeñas alturas. La diferencial de potencial desde la superficie de la tierra hasta lo alto de la atmósfera es de alrededor de 400 000 Volts.

II LOS RAYOS
Consideremos el casoordinario de la nube con parte inferior negativa sobre terreno llano. Su potencial es mucho más negativo que el de la tierra abajo, de modo que los electrones negativos serán acelerados hacia la tierra. Lo que ocurre es lo siguiente: Todo comienza con algo llamado "descarga guía escalonada ", que no es tan brillante como el rayo que empieza en la nube y que baja con una velocidad de un sexto de lavelocidad de la luz. Anda sólo unos metros y se para. Hace una pausa de 50 microsegundos y luego "anda" otro paso y así sucesivamente. Se mueve en forma escalonada hacia el suelo siguiendo un camino como lo muestra la figura 2 . En la descarga guía hay carga negativas provenientes de la nube; toda la columna esta llena de cargas negativas. Además el aire esta siendo ionizado por las cargas enmovimiento rápido que produce la guía, de modo que el aire se vuelve conductor a lo largo del camino trazado. En el momento que la guía toca el suelo, tenemos un "alambre" conductor que se extiende hasta la nube y está lleno de carga negativa. Ahora, finalmente la carga negativa de la nube puede escapar simplemente y agotarse. Los electrones del extremo inferior de la guía son los primeros en darsecuenta de eso; se derraman dejando atrás una carga positiva que atrae más carga negativa de más arriba de la guía, las cuales a su vez se derraman1 etc. Así finalmente, toda la carga negativa

0__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ ___ __ __ __ ___ Tierra I (a)

2

De una parte de la nube se escapa a lo largo de la columna en un movimiento rápido y energético. Así pues, el rayo que ven, corre...
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