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¡Hola, pandilla! Antes mostré cómo generar energía usando electricidad atmosférica.
Se usó un hexacóptero para levantar un extremo de un cable bien alto en el aire.
Mientras tanto, el otro extremo del cable se conectó a un coronamotor cerca del suelo.
La electricidad entonces fluyó a través del cable y del coronamotor, haciendo un giro.
En este video voy a explicar cómo funciona.
Gran parte de la siguiente explicación está adaptada del físico ganador del Premio Nobel
Richard Feynman, de su clase de física, en una sección llamada Electricidad en la atmósfera.
Por cada metro que subes en el aire, el voltaje aumenta alrededor de cien voltios,
o podríamos decir alrededor de cien voltios por yarda.
Podemos representar estos incrementos de voltaje usando lo que se llaman líneas equipotenciales.
Observa que el suelo es negativo y el cielo es positivo con respecto el uno al otro.
Según Feynman, esto se extiende hacia arriba hasta 50 kilómetros, o 31 millas,
donde el aire es muy conductor.
Este es el caso en clima despejado.
En clima tormentoso, como una tormenta eléctrica, las cosas son muy diferentes,
y no hablaré de eso aquí.
Pero si este voltaje existe entre tu cabeza y el suelo, ¿por qué no recibes una descarga?
La razón es que tu cuerpo es un conductor eléctrico lo bastante bueno
que, al estar de pie en el suelo, básicamente eres parte del suelo.
Las líneas equipotenciales se verían así.
Sigue habiendo, en efecto, cero voltios entre la parte superior de tu cabeza y el suelo.
Efectos similares ocurren con los árboles, los edificios y así sucesivamente.
¿Y qué pasa con la corriente eléctrica?
Existe una corriente eléctrica descendente y está compuesta de iones positivos.
Las moléculas son grupos de materia que tienen carga positiva.
Estos iones se están moviendo lentamente hacia el suelo.
La densidad de corriente de estos iones es muy pequeña,
alrededor de 10 micro microamperios, o 10 picoamperios,
que atraviesan cada metro cuadrado, o yarda, cada segundo.
Así que en cualquier área pequeña, no hay mucha potencia.
Y esa es la explicación sobre la electricidad atmosférica adaptada de las conferencias de Feynman.
Para aprovechar esta electricidad atmosférica,
conectamos eléctricamente un extremo de un cable al suelo
y levantamos el otro extremo en el aire.
En nuestro caso, obtuvimos buenos resultados a unos 120 metros, o 390 pies de altura.
A 100 voltios por metro, o 100 voltios por yarda,
eso son 12,000 voltios entre esa altura y el suelo.
Pero, al igual que tú estando en el suelo,
el cable es un conductor eléctrico y también está al potencial de tierra.
Al observar las líneas equipotenciales alrededor del cable,
ese voltaje de 12,000 voltios existe entre cierta distancia alejándose del cable y el propio cable.
Puedes ver que las líneas equipotenciales están más juntas en la parte superior del cable.
Esto significa que la atracción es más fuerte allí, y los electrones avanzan hacia la parte superior del cable.
Veamos más de cerca la parte superior del cable.
Pondríamos seis puntas afiladas usando alfileres de coser en la parte superior de ese cable.
Pero para facilitar la ilustración, dibujaré solo una.
Observa que, debido a la forma puntiaguda en la punta, las cargas están amontonadas en ese punto.
Recuerda también que hay iones con carga positiva en el aire.
Existe un campo eléctrico entre las cargas negativas del cable y las cargas positivas del aire,
y podemos representar ese campo eléctrico dibujando líneas entre pares de cargas opuestas.
Observa que las líneas del campo eléctrico están más juntas cerca de la punta,
lo que significa que el campo eléctrico es más fuerte allí.
Es lo bastante fuerte como para arrancar los electrones negativos de la punta afilada,
donde neutralizan los iones positivos.
Pero, debido al voltaje, hay nuevos iones positivos moviéndose hacia abajo
y nuevas cargas negativas que suben desde el cable.
Ahora tenemos electricidad fluyendo a través del cable.
Sin embargo, la corriente eléctrica en esa electricidad es muy débil.
No la medimos, pero por mi experiencia con la electrostática,
la estimaría en los microamperios bajos, o más probablemente incluso menos.
Eso no es suficiente para hacer girar un motor electromagnético, uno como el que usas en la vida cotidiana,
pero sí es suficiente para hacer girar un motor electrostático, como este motor de corona.
El motor de corona consiste en un cilindro de plástico rodeado de aspas metálicas con bordes afilados.
Una de cada dos de esas aspas está conectada al cable que sube al cielo.
Eso significa que cuando el cable empieza a conducir,
esas aspas quedan ahora al mismo voltaje que tiene la parte superior del cable allá en el cielo,
aunque de polaridad opuesta, positiva.
Por eso recibes una descarga cuando tocas uno de esos cables.
Luego se extrae carga negativa del cilindro de plástico
a través de un hueco entre el borde del aspa y el cilindro.
Eso deja al cilindro con la misma carga,
y como las cargas iguales se repelen, se produce una repulsión que hace girar el cilindro.
La siguiente pala está conectada a tierra física y se carga negativamente,
y como las cargas opuestas se atraen, atrae el área cargada del cilindro.
Luego neutraliza esa área cargada al tomar electrones de la tierra.
Y así es como la electricidad atmosférica puede alimentar un motor electrostático como un motor de corona.
Bueno, gracias por ver.
Mira mi canal de YouTube para ver más videos interesantes como este.
Eso incluye uno con una demostración más detallada de esta electricidad atmosférica
en acción alimentando el motor de corona,
otro que muestra cómo se hizo este motor de corona,
y uno que muestra cómo generar electricidad usando un módulo Peltier.
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¡Nos vemos en un rato!
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Original transcript (English)
Hi Gang! I previously demonstrated generating power using atmospheric electricity. A hexacopter was used to lift one end of a wire high up into the air. Meanwhile, the other end of the wire was connected to a coronamotor near the ground. Electricity then flowed through the wire and coronamotor, making a turn. In this video I'm going to explain how it works.
Much of the following explanation is adapted from Nobel Prize winning physicist Richard Feynman's lecture on physics, a section called Electricity in the Atmosphere. For every meter you go up in the air, the voltage increases by around 100 volts, or we could say around 100 volts per yard. We can draw these voltage increases using what are called equipotential lines.
Notice that the ground is negative and the sky is positive with respect to each other. According to Feynman, this extends upward to 50 kilometers, or 31 miles, where the air is very conductive. This is the case in fair weather. In stormy weather, like a thunderstorm, things are quite different,
and I won't talk about that here. But if this voltage exists between your head and the ground, why don't you get a shock? The reason is that your body is a good enough electrical conductor that standing on the ground, you're basically a part of the ground. The equipotential lines would look like this.
There's still effectively zero volts between the top of your head and ground. Similar effects happen with trees, buildings, and so on. What about the electric current? A downward electrical current exists and consists of positive ions. Molecules are clumps of matter that have a positive charge.
These ions are moving slowly toward the ground. The current density from these ions is very small, around 10 micro micro amps, or 10 pico amps, crossing each square meter, or yard, every second. So in any small area, there's not a lot of power.
And that's the explanation about atmospheric electricity adapted from Feynman's lectures. To take advantage of this atmospheric electricity, we electrically connect one end of a wire to the ground and lift the other end up into the air. In our case, we got good results at around 120 meters, or 390 feet up.
At 100 volts per meter, or 100 volts per yard, that's 12,000 volts between that height and the ground. But, just as with you standing on the ground, the wire is an electrical conductor, and so is also at ground potential. Looking at the equipotential lines around the wire,
that voltage of 12,000 volts exists between some distance away from the wire and the wire. You can see that the equipotential lines are closest together at the top of the wire. This means the attraction is strongest there, and electrons make their way upward in the wire. Let's look more closely at the top of the wire. We'd put six sharp points using sewing pins at the top of that wire.
But for ease of illustration, I'll draw just one. Notice that because of the sharp shape at the point, the charges are crowded together at that point. Remember also that there are positively charged ions in the air. An electric field exists between the negative charges on the wire and the positive charges in the air, and we can represent that electric field by drawing lines between pairs of opposite charges.
Notice that the electric field lines are closer together near the point, meaning the electric field is stronger there. It's strong enough to remove the negative electrons from the sharp point, where they neutralize positive ions. But, due to the voltage, there are fresh positive ions moving downward
and fresh negative charges coming up from the wire. We now have electricity flowing through the wire. The electric current in that electricity is very weak, though. We didn't measure it, but from my experience with electrostatics, I'd estimate it in the low microamps, or more likely even lower.
That's not enough to turn an electromagnetic motor, one like you use in everyday life, but it is enough to turn an electrostatic motor, like this corona motor. The corona motor consists of a plastic cylinder surrounded by sharp edged metal blades. Every second one of those blades is connected to the wire going up into the sky. That means that when the wire starts conducting,
those blades are now at whatever voltage the top of the wire is up in the sky, though opposite in polarity, positive. That's why you get a shock when you touch one of those wires. Negative charge is then pulled from the plastic cylinder through a gap between the edge of the blade and the cylinder.
That leaves the cylinder with the same charge, and since like charges repel, a repulsion occurs that rotates the cylinder. The next blade is connected to earth ground and becomes negatively charged, and since opposite charges attract, it attracts the charged area of the cylinder. It then neutralizes that charged area by taking electrons from the ground.
And that's how atmospheric electricity can power an electrostatic motor like a corona motor. Well, thanks for watching. See my YouTube channel for more interesting videos like this. That includes one with a more detailed demonstration of this atmospheric electricity in action powering the corona motor,
another showing how this corona motor was made, and one showing how to generate electricity using a Peltier module. And don't forget to subscribe if you like these videos, or give a thumbs up, share with your social media, or leave a question or comment below.
See you in a bit!
