Experimentos con cometas de Franklin

Hipótesis del Experimento de la Cometa de Benjamin Franklin

Como ya hemos establecido, Franklin no descubrió la electricidad. Aunque era un concepto científico bien establecido con algunas aplicaciones prácticas, la electricidad no se comprendió plenamente hasta mucho después de la muerte de Franklin en 1790. Basándose en los conocimientos disponibles sobre la electricidad en aquella época, Franklin observó muchas similitudes entre la electricidad y el rayo. Principalmente, observó que ambos fenómenos

1. creaban luz

2. iban seguidos de fuertes estruendos

3. tenían un olor muy característico; y

4. eran atraídos por los metales.

Así pues, el objetivo principal de este experimento era demostrar la conexión entre ambos conceptos, ya que Franklin tenía la hipótesis de que el rayo es una forma de electricidad.

Historia del experimento de la cometa de Benjamin Franklin

La idea principal del experimento de Franklin era bastante sencilla: recoger la carga eléctrica que se crea en la atmósfera terrestre durante una tormenta, justo antes de que caiga un rayo. Contrariamente a la creencia popular, Franklin no fue alcanzado por un rayo, ya que eso probablemente sería mortal.

El experimento real se realizó supuestamente en un día lluvioso en un campo. La cometa se lanzó al cielo tormentoso, mientras Franklin y su hijo esperaban en un lugar seguro y seco. Poco después, Franklin observó que los hilos colgantes de la cuerda se mantenían erguidos y reconoció similitudes entre este comportamiento y otras observaciones experimentales realizadas al utilizar un conductor.

Lo mismo ocurre en la cuerda, cuando la corriente se dirige a través de ella y las cargas similares se repelen, lo que hace que los "pelos" de la cuerda se levanten. Esta observación por sí sola indicaba que la hipótesis de Franklin era correcta; sin embargo, fue un paso más allá y tocó una llave metálica atada a la cuerda. Como resultado, experimentó una ligera descarga eléctrica y observó una chispa. A continuación, pasó a "recoger" la carga eléctrica utilizando un tarro de Leyden (en términos modernos, se estaba cargando), para realizar más estudios.

Diagrama del experimento de la cometa de Benjamin Franklin

El montaje experimental utilizado por Franklin era bastante sencillo. A continuación puedes ver un diagrama detallado del montaje utilizado.

Cada componente de esta cometa tiene un propósito, especialmente en lo que se refiere a los materiales elegidos. La base de la cometa está hecha de dos palos perpendiculares, con un pañuelo de seda estirado sobre ella. La seda se eligió deliberadamente, ya que, al contrario que el papel, es lo bastante resistente como para soportar las duras condiciones meteorológicas. Se ata una cuerda de cáñamo a la base de la cometa, que se extiende hasta el suelo. Cuando está empapada por la lluvia, esta cuerda se convierte en un buen conductor de electricidad. En la parte inferior de la cuerda, se fija una llave metálica mediante un cordel de seda. Como se ha descrito antes, Franklin permaneció en un espacio seco para evitar convertirse él mismo en conductor.

Benjamin Franklin y la electricidad

Había una razón práctica por la que Franklin estaba tan fascinado por los rayos. Como miembro políticamente activo de la sociedad, le preocupaba la gran cantidad de incendios provocados por rayos en su patria. Una vez que Franklin hubo realizado con éxito el Experimento de la Cometa, su siguiente idea fue conseguir un efecto similar de recogida de electricidad de las nubes de tormenta utilizando una varilla metálica.

Pararrayos

Como resultado, se inventaron los pararrayos, que se convirtieron en un elemento habitual de los edificios para dirigir los rayos directamente al suelo. A continuación se muestra un diagrama de una casa equipada con un pararrayos.

Los pararrayos protegen los edificios de los rayos redirigiendo la electricidad directamente al suelo a través de un cable unido a él, Wikimedia Commons

Este sistema es un gran conductor, que permite desviar la corriente hacia el suelo sin causar daños térmicos significativos. Esencialmente, la varilla metálica se convierte en el punto más alto para que caiga el rayo. El cable conectado a la varilla debe tener una resistencia muy baja para evitar que se caliente demasiado al conducir la energía de un rayo.

Campana Franklin

Franklin también desarrolló algo conocido como la campana Franklin . Era una ampliación de sus pararrayos combinada con el invento original de Andrew Gordon de las "campanas eléctricas".

Fue el primer instrumento de la historia que convertía la energía eléctrica en mecánica. A continuación puedes ver un diagrama de las primeras campanas Franklin mencionadas en la literatura.

Campanas Franklin: sistema de alarma utilizado en el siglo XVIII para avisar de las tormentas eléctricas que se avecinaban, Wikimedia Commons

El principio básico de este dispositivo es el siguiente. Una de las campanas está conectada al pararrayos, otra - a una varilla con toma de tierra. Durante una tormenta, la campana metálica unida al pararrayos acumula carga que acaba atrayendo al badajo de la campana. Una vez que el badajo y la campana entran en contacto, sus cargas se vuelven idénticas, lo que hace que se repelan. La campana conectada a tierra tiene ahora una carga opuesta a la del badajo, lo que hace que se atraigan y se repita el proceso anterior. Posteriormente, el sistema creará ruido mientras dure la tormenta.

Vocabulario

Además de inventos prácticos, Benjamin Franklin también ha contribuido en gran medida a introducir y describir definiciones y conceptos cruciales en el estudio de la electricidad. Por ejemplo, terminología como conductores, pilas y carga son fruto de su imaginación. Franklin creía que todos los objetos contienen "un único fluido", y dependiendo de si hay exceso o escasez de dicho fluido, el objeto se carga positiva o negativamente, respectivamente. Aunque puede que esta teoría no fuera del todo correcta, la terminología utilizada por el propio Franklin sigue siendo de uso generalizado hoy en día.