Kelvin

El generador de Kelvin
El generador de Kelvin es un dispositivo con el cual se puede generar y almacenar electricidad estática y, finalmente, hacer saltar una chispa entre dos cables.
En este generador podemos distinguir distintas partes. Siguiendo el modelo de la Imagen 1, éstas son las siguientes: en la parte inferior encontramos los recipientes metálicos "A" y "B", los cuales están unidos,por separado, con los anillos metálicos "C" y "D", respectivamente, mediante conductores electrostáticos, que pueden ser desde hilos eléctricos hasta alambres. En la parte superior del esquema hay un depósito contenedor "E" de la sustancia (agua), el cual tiene dos pequeños orificios, colocados justo encima de los anillos, por donde saldrá el líquido. Aparte de estos elementos, aunque no estánmostrados en la imagen, también hay aislamientos electrostáticos bajo cada recipiente, como podría ser metacrilato o porexpan, con el fin de impedir el tráfico de cargas de un recipiente al otro o del sistema al ambiente.
El generador de Kelvin se basa en el principio de la carga por inducción electrostática. ¿Pero cómo se aplica este principio a este aparato? Pues la explicación es la siguiente:primero de todo tenemos que pensar que por algún fenómeno como puede ser el campo magnético de la Tierra, la humedad, los rayos cósmicos, etc., uno de los recipientes metálicos siempre tiene una carga ligeramente superior o inferior al otro. Como el funcionamiento es un poco enrevesado y sería bueno poner un ejemplo, supongamos un caso hipotético (ver Imagen 1) en el cual el pote "A" (y elanillo "C") tienen una ligera carga positiva, y el pote "B" (y el anillo "D") una de negativa.
Empezamos con que los chorros de agua, en los cuales hay dispersas cargas positivas y negativas, igual que en todo el fluido, caen uno a través de cada anillo. Debido a la carga de los anillos, éstos no cederán el paso a todas las cargas, sino sólo a las de signo contrario. Así pues, mediante un pequeñocampo eléctrico, el anillo "C" dejará pasar las cargas negativas y repelerá las cargas positivas, fenómeno que también se producirá con el anillo "D" pero al revés. A medida que pase el tiempo, el recipiente "A" incrementará la concentración de cargas positivas y el recipiente "B" la de negativas, produciendo cada vez una repulsión mayor al chorro de agua y aumentando la diferencia de potencialentre éstosdos. Éste es un caso hipotético, pero a la realidad se puede determinar la polaridad de los potes con la ayuda de un electroscopio electrónico. Hay un momento, sin embargo, que el campo eléctrico de cada anillo es tanto intenso que en vez de sólo repeler las cargas del mismo signo, lo que hacen es atraer las cargas de signo contrario, de manera que la diferencia de potencial se mantienemás o menos constante. Hasta entonces, si esta diferencia llega a ser suficiente, se produce el tráfico de cargas de un tarro a otro a través del aire, de manera que las proporciones de cargas vuelvan a ser como al comienzo. Este tráfico de cargas es el que nosotros apreciamos como una chispa.
Dirigido a
Secundaria (cursos avanzados) y universidad.
Materiales necesarios
Las herramientas que sehan utilizado para construir el generador de Kelvin son las siguientes:
Regla
Escuadra
Lápiz
Sierra eléctrica
Lima para metales (fina)
Lija
Mordaza
Martillo
Barrena
Destornillador
Taladradora
Brocas de 1, 2, 3 i 6 mm ø
Alicates
Soldador
Sierra de arco
Cortador de tubos
Pelacables
Cúter
Tijeras

Los materiales utilizados son los siguientes:

Plancha de madera de 200 × 17 mmListones de madera de 15 × 10 mm
Listones de madera de 25 × 15 mm
Alambre de 2,0 mm ø
Hilo de cobre de 1,75 mm ø
Tacos de madera de 30 mm i 6 mm ø
Regletas de conexión
6 láminas de metacrilato de 3 mm de grosor
4 trozos de porexpan de 15 mm de grosor
4 trozos de porexpan de 19 mm de grosor
Un pisapapeles de plástico
2 potes metálicos (de conserva de alimentos)
Estaño
Hilo eléctrico...