Física

Que son los rayos

Publicado por Monica González

La descarga eléctrica atmosférica, popularmente conocida como rayo, chispa o relámpago, es un fenómeno natural que ocurre en todas las regiones de la tierra. En la región tropical del planeta, donde se localiza Brasil, los rayos ocurren generalmente con las lluvias. El rayo es un tipo de electricidad natural y cuando ocurre una descarga atmosférica tenemos un fenómeno de rara belleza, aunque haya los peligros y accidentes que él puede provocar.

RAYO

El rayo es identificado por dos características principales:

– El trueno, que es el sonido provocado por la expansión del aire calentado por el rayo.

– El relámpago, que es la intensa luminosidad que se ve en el camino por donde pasó el rayo.

Los rayos ocurren porque las nubes se cargan eléctricamente. Es como si tuviéramos una gran batería con un polo conectado en la nube y el otro polo en la tierra.

El “voltaje” de esa batería queda aplicado entre la nube y la tierra. Si conectamos un cable entre la nube y la tierra, tendremos un

corto-circuito en esa batería y pasará una gran corriente eléctrica por el cable. El rayo es ese cable que conecta la nube y la tierra. En condiciones normales, el aire es un buen aislante de electricidad. Pero cuando tenemos una nube cargada, el aire entre la nube y la tierra empieza a conducir electricidad porque el “voltaje” que existe entre la nube y la tierra es muy alto: varios millones de volts (el “voltaje” de los enchufes es de 110 o 220 volts).

El rayo provoca el corto-circuito de la nube para la tierra y por el camino hecho por el rayo pasa una corriente eléctrica de millares de amperes. Un rayo débil posee corriente eléctrica de aproximadamente 2.000 A, un rayo mediano de 30.000 A y los rayos más fuertes presentan corrientes de más de 100.000 A (una ducha utiliza corriente de 30 A).

A pesar de las corrientes de los rayos ser muy elevadas, ellas circulan por un tiempo muy corto (generalmente un rayo tiene duración de menos de un segundo).

Los rayos puede salir de la nube para la tierra, de la tierra para la nube o entonces salir de la nube y de la tierra, encontrándose en el medio del camino.

Muchos rayos ocurren adentros de las nubes. Generalmente ese tipo de rayo no ofrece peligro para quienes están en la tierra, sin embargo ofrece peligro para los aviones.

¿Qué son los relámpagos?

Relámpagos son descargas eléctricas de alta intensidad que ocurren en la atmosfera. Gran parte de ellas pasa adentro de las nubes y es observada apenas como flashes. Pero una parte de ellas sale de las nubes dirigiéndose para el suelo, atingiéndolo. A esas descargas llamamos rayos. Son los rayos que preocupan los hombres porque tienen poder de ocasionar perjuicios y muertes.

El generador global: las tempestades

Como estudiamos, juntando todas las regiones de buen clima en el globo, se puede verificar que existe una corriente eléctrica de unos

1000 Amperes descargando el capacitor planetario. El generador que mantiene el capacitor cargado, como veremos a seguir, son las tempestades y sus rayos. Las “descargas” eléctricas que llamamos rayos, en realidad, cargan el capacitor terrestre y traen cargas negativas de las nubes para el suelo.

El en dibujo abajo mostramos una “caricatura” del cuadro global. La superficie terrestre es la placa negativa del capacitor y la ionosfera, a unos 50 km de altitud, es la placa positiva. En las regiones de buen clima, se muestran (apropiadamente) en celeste, hay una corriente de la placa positiva para la negativa. En general esa corriente llega a 1000 Amperes y tiende a descargar el capacitor. Acuérdese que el “sentido convencional” de la corriente eléctrica es el de la placa positiva para la negativa. Las regiones donde ocurren tempestades son como enormes baterías suministrando una corriente positiva del suelo para arriba. En el final, los dos efectos se compensan y el capacitor se mantiene cargado.

RAYO1

Las evidencias que soportan ese modelo son:

Medidas de la cantidad de carga intercambiada durante las tempestades eléctricas nos llevan a valores de corriente totales que se aproximan de los 1000 Amperes que fluyen, en sentido contrario, en las regiones de buen clima. Eso genera un balanceo cuantitativo al proceso general. A parte de eso, se pudo verificar también que las tempestades ocurren, en un promedio, con mayor frecuencia cuando son las 19 horas en Greenwich. O sea, la distribución de las áreas de tempestad reproduce, aproximadamente, la curva de Carnegie, mostrando que existe una correlación entre las dos corrientes.

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