Una luz brillante y azulada que crepita y resuena de repente. La tensión vibra en el ambiente: así es el “arco voltaico”. En nuestro día a día lo podemos ver en forma de rayos durante las tormentas eléctricas. También podemos observar a veces en la red ferroviaria arcos cortos entre la línea aérea y el pantógrafo. Los soldadores lo usan específicamente para unir metales. ¿Pero de qué se trata exactamente?
¿Qué es un arco voltaico y cómo se origina?
Para que se produzca un arco voltaico debe haber una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Por un lado, hay un excedente de electrones (partículas elementales cargadas negativamente en la capa electrónica) y, por lo tanto, una carga negativa. Por otro lado, la falta de electrones da lugar a una carga eléctrica positiva. Esta diferencia genera tensión.
En ciertas circunstancias se produce una tensión de ruptura, el intento de las fuerzas físicas de equilibrar el desequilibrio de las cargas. Así se crea un canal en el que el calor y la alta tensión ionizan el gas entre los polos y crean un plasma conductor de la electricidad. A partir de este momento, la corriente puede fluir por este canal de plasma. Dependiendo del tipo de fuente de potencia, la ruptura puede aparecer en forma de chispa o de rayo, y se extingue rápidamente una vez que la diferencia de carga se equilibra. O puede seguir ardiendo en forma de arco voltaico.
El Plasma!
Cuando se aplica una gran energía al gas (por ejemplo, corriente a nuestra atmósfera), el calor resultante causa la ionización de las partículas de gas. Durante este proceso, los electrones se eliminan de los átomos neutros, por lo que los iones positivos y los electrones negativos quedan separados. Esta mezcla de partículas de componentes cargados pero también neutros se llama plasma.
A diferencia de los gases, el plasma es conductor de la electricidad, ya que los portadores de carga libres (es decir, los iones y los electrones) pueden transportar la corriente.
Cuando los electrones libres se encuentran y se combinan con los iones, liberan la energía previamente absorbida durante la separación en forma de luz. Así que lo que percibimos como rayos, chispas o arcos voltaicos es la columna de plasma en la que fluye la corriente. La corriente en sí es invisible.
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