martes, 1 de noviembre de 2011

Rompiendo el aire. Escalera de Jacob

Hoy toca un minipost, con dos videos guapetes de esos que tanto os gustan. Pero antes, pongamonos en situación.

¿Qué es romper el aire?

Como bien es sabido, el aire es un material dieléctrico y por tanto, no conductor. El caracter conductor, de un material queda determinado por la teoría de bandas - Algún día haré un post sobre ella, puede ser interesante el tema- Así a modo de breve resumen, esta teoría considera que en una sucesión de N átomos, es decir un sólido cristalino, los niveles de energía se desdoblan en N niveles conformando lo que se llaman bandas de energía. Las bandas se consideran dos, la banda de valencia, correspondiente al estado fundamental y la banda de conducción correspondiente a un estado excitado. El carácter conductor de un material, lo determina la ocupación de electrones en su banda de conducción, al igual que el carácter aislante, lo determina la no ocupación de la banda de conducción. Estas bandas están separadas energéticamente, para que se produzca conducción -promoción de un electrón de la banda de valencia a la de conducción-  es necesario aportar una energía igual al gap o energía de separación entre las bandas. Es por ello que el aire como aislante que es, posee una gran separación entre estas bandas. Y por tanto, si se pretende conducir corriente a través de el, será necesario aplicar una gran diferenciad e potencial, es decir, energía. Esto es lo que se conoce como romper, el aire, aplicar una diferencia de potencial suficientemente grande como para superar el gap de energía y conducir una corriente. Esta diferencia de potencial depende de las conducciones de presión temperatura humedad... pero podríamos decir que es del orden de 5000v.

El término escalera de jabob, es exactamente esto, una rotura del aire, producida por dos barras conductoras, generalmente en forma de V, a las que se aplica una diferencia de potencial. La forma de V se debe a que al reducir la distancia en la parte inferior, se reduce la diferencia de potencial necesaria para romper el aire.

A continuación mostrados dos bonitos vídeos ilustrativos.


Escalera de Jacob, original, en forma de V.

Ni que decir tiene, que los arcos eléctricos tan famosos, son roturas del aire, aquí un ejemplo.
Arco eléctrico, en una central, gigantesca escalera de Jacob