⚡ Electromagnetismo y CircuitosDificultad media6 pasos · 1 min
El rayo
Un rayo es la descarga de un condensador gigante: la base de una nube y el suelo, a unos 2 km, cargados a cien millones de voltios. ¿Cuánta carga, cuánta corriente y cuánta energía hay en un solo rayo?
Un poco de historia
- 1752En Marly-la-Ville, cerca de París, Thomas-François d'Alibard recoge chispas de una nube con una barra de hierro, como había propuesto Benjamin Franklin. Poco después Franklin hace su experimento de la cometa y propone el pararrayos: el rayo es electricidad.
- 1920C. T. R. Wilson mide el campo eléctrico bajo las tormentas y deduce que una nube de tormenta es un dipolo, con la parte alta positiva y la baja negativa.
- 1934Los físicos Basil Schonland y Hugh Collens, en Sudáfrica, fotografían con una cámara de lente giratoria el líder escalonado que baja a saltos y la descarga de retorno que sube.
- HoyCámaras que graban cientos de miles de imágenes por segundo siguen cada salto del líder, y todavía se estudia cómo arranca un rayo dentro de la nube.
Con qué herramienta se relaciona
Dieléctricos y condensadores · Electromagnetismo
La base de la nube y el suelo son las dos placas de un condensador plano con aire. Su capacidad depende solo de la geometría; la carga y la energía, de la tensión a la que se carga.
C = {ε_0 S}/{d} , Q = C V
U = 1/2 Q V = 1/2 C V^2
Se abre con un condensador plano de 10 000 000 m² (10 km²) y 2000 m de separación, lleno de aire y conectado a 100 MV. Sale una capacidad de 44,27 nF, una carga de 4,427 C y una energía de 221,4 MJ.
Capacidad44 nF
Carga4,4 C
Energía220 MJ
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