Hemos visto como se electrizan los cuerpos. Si las causas (fricción y/o fractura) persisten, las cargas se irán acumulando – las negativas por un lado y las positivas por otro-, de manera que si llegan a un cierto valor crítico, la atracción entre ellas (entre positivas y negativas) será tan grande que parte de los electrones saltarán atraídos por la carga positiva del otro cuerpo. Precisamente esto es un rayo.
¿Cómo se forman los rayos en las tormentas?
En una nube de tormenta clásica, los cristales de hielo y las gotas de agua se mueven a gran velocidad a consecuencia de los fuertes vientos. La fricción y los choques entre cristales y gotitas de agua dan lugar a cargas eléctricas. Cuando la carga acumulada llega a un cierto valor, se produce el rayo. La chispa es la luminosidad instantánea producida por este rayo. El trueno es el sonido que se origina.
¿Y en las erupciones volcánicas?
En las erupciones volcánicas la acumulación de cargas se genera a través de los dos mecanismos comentados: la triboelectricidad y la fractoelectricidad. Es importante indicar que estos mecanismos no son excluyentes entre sí y probablemente estén actuando al mismo tiempo en las erupciones. Y de la misma forma, llegado a un cierto valor crítico de carga, salta el rayo.
Comprensión a través de l’experimentación
Material
Una pila y un clip desmontado
Procedimiento
Situaremos un extremo del clip en el polo negativo y el otro en el positivo de la pila.
Predicción
¿Qué creéis que pasará? ¿Por qué lo pensáis?
Observación
Observaremos como saltan las chispas.
Explicación. ¿Qué pasa?
Cortocircuitándola se puede observar como saltan chispas entre las conexiones. Aunque pueda parecer que la chispa de la experimentación es pequeña, en este caso se ha seleccionado la medida recomendada para niños y niñas. Cuanto mayor sea la diferencia entre la cantidad de cargas entre dos polos, más grande será la chispa, pero también más peligrosa y difícil de encontrar. Por ejemplo, con una diferencia de potencial de 30V el efecto es más espectacular pero no es recomendable para uso infantil. Para la etapa escolar son adecuadas pilas de 4,5V o 9V.
Vídeo. Simulación: ¿Cómo se producte un rayo?. Contiene subtítulos en castellano. Se activan clicando sobre la rueda inferior derecha.
¿Por qué pasa?
Las chispas saltan entre las conexiones cuando están una muy cerca de la otra (a través del clip de hierro, que es un conductor). La chispa no es pequeña si piensas que la pila es sólo de un voltio y medio de diferencia de potencial.
Será necesario reconocer que una pila está formada por dos almacenes de cargas -positiva y negativa-, como se indica en la misma pila. Cuando se conectan los dos polos a través del clip de hierro, que es un buen conductor, las cargas pasan de uno al otro y salta la chispa.