Ionizar un gas mediante la aplicación de calor

 

Con anterioridad hablamos que el aire en presencia de un campo eléctrico muy intenso se ioniza, y que este aire ionizado es un mejor conductor eléctrico. 

Bien, existen otros métodos para obtener la ionización de un gas, podríamos decir de forma generalizada que para conseguir la ionización de un átomo del elemento que sea, en este caso de un gas, es necesario proporcionarle energía. Por ejemplo, cuando hablábamos del efecto punta, esa energía para conseguir la ionización del aire la aportábamos mediante un campo eléctrico muy intenso. 

Ahora esa aportación de energía la vamos a realizar mediante la aplicación de calor. 

El experimento va a consistir en demostrar como el aire en condiciones normales no es un buen conductor eléctrico, pero si lo ionizamos aplicando calor, en este caso mediante el uso de una llama, se va a comprobar como ese aire que antes no dejaba circular una corriente eléctrica a través de él, de pronto comenzá a hacerlo. 

Este experimento se va a desarrollar de la siguiente manera, se colocarán enfrentados dos electrodos separados a una distancia que impide que salte un arco eléctrico entre ellos, en el momento en el que el aire es calentado mediante una llama se observará como el aire ahora ionizado permitirá que a través de este pueda establecerse un arco.


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Experimento con una Escalera de Jacob

Otro de los experimentos interesantes que se pueden hacer con un generador de alta tensión es un escalera de Jacob, que a pesar de su simpleza es siempre muy vistoso de contemplar. 

Básicamente consiste en dos electrodos aislados entre si dispuestos normalmente en forma de “V” de tal manera que la distancia entre electrodos es menor en la base que en la parte superior, por lo que si sometemos a ambos electrodos a una alta diferencia de potencial se establecerá un arco eléctrico por el camino que menos resistencia ofrezca, en este caso es por el lugar en el que los electrodos están más cerca, es decir por la base. 

Cuando se produce el salto del arco eléctrico (en nuestro caso de forma manual) este al estar a una alta temperatura calienta el aire que hay a su alrededor, lo que a su vez produce que el aire se ionice por lo que va a convertirse en un mejor conductor eléctrico. 

Si tenemos en cuenta que el aire caliente tiene una menor densidad que el aire frío, este aire calentado por el arco eléctrico va a elevarse así que el arco en un intento se circular por el camino que menos resistencia le ofrezca tenderá a circular a través de ese aire calentado e ionizado y como este sebe, el arco eléctrico también subirá. 

Cuando ya se encuentre el arco en la parte superior de los electrodos, al final de estos, el arco eléctrico en un intento de seguir circulando a través de ese aire caliente comenzará a estirarse por encima de los propio electrodos hasta que llega un punto en que la diferencia de potencial ya no es lo suficientemente elevada como para mantener el arco eléctrico tan estirado, por lo que este se extinguirá, para repetirse el proceso nuevamente por la parte más baja de los electrodos. 

Su construcción es muy sencilla, tan solo hace falta dos varillas cilíndricas separadas entre si y sujetas por la base mediante un material aislante, como madera en este caso, después se conectan ambos electrodos a una fuente de alta tensión y una vez que cebemos el arco por la parte inferior, este se mantendrá el solo y comenzará a ascender. -tp-

Experimento para demostrar el Efecto Punta (segunda parte)

A continuación se muestran unas imágenes de los fenómenos del efecto punta e ionización de aire en ausencia de luz ambiental. 

En estas condiciones el fenómeno de ionización alrededor de la punta es más evidente, ya que se puede ver de forma clara el halo o corona azul que se forma. 

Efecto corona alrededor de la punta

Se observa que en la punta el campo eléctrico es mucho más elevado que en el resto del conductor, prueba de ello es que el halo es más visible es esta zona. 

Cuando la ionización de aire es muy elevada, llegándose a desprender un halo como en este caso, se denomina efecto corona, aunque este fenómeno no solo consiste en la emisión de luz, también se puede manifestar en forma de zumbido, en ocasiones audible, o si la frecuencia llega a ser lo suficientemente elevada pueden presentarse emisiones de radiofrecuencia susceptibles de generar interferencias en receptores de televisión, radio...

 

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