Fluido eléctrico
Leiden, 1746. Pieter van Musschenbroek carga agua en una botella con una máquina eléctrica, toma la botella y el hilo, y recibe una descarga tan fuerte que escribe que no se sometería a ella una segunda vez ni por todo el reino de Francia. La electricidad, resulta, se puede almacenar en un frasco como un líquido.
Franklin, en Filadelfia, lo explicó con un solo fluido. Está presente en todos los cuerpos. El cuerpo que tiene más de lo normal está cargado positivamente, el que tiene menos, negativamente. El frotamiento no crea fluido, solo lo trasvasa. El fluido como sustancia desapareció con el descubrimiento del electrón, pero los signos más y menos y la conservación de la carga quedaron para siempre.
| Notación | fluid · electric fire · medida Fr |
| Cómo se estimaba | por la longitud de la chispa, la fuerza de la descarga, la separación de las hojas del electroscopio |
| Qué se suponía | un líquido sin peso · exceso es más, defecto es menos · se conserva |
| Introducción y abandono | dos fluidos de Du Fay, 1733 · un fluido de Franklin, 1747 · el electrón de Thomson, 1897 |
| Notación actual | carga Q, culombios · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C exactamente |
| Valores típicos | 15 µC — botella de Leiden · 15 C — rayo · 1 Fr = 2,08·10⁹ electrones |
01 · Definición
Más es exceso, menos es defecto
Frote una varilla de vidrio con seda. Según Franklin, el fluido pasó de la seda al vidrio: el vidrio recibió un exceso, más, la seda un defecto, menos. Lo que aumentó en un cuerpo disminuyó otro tanto en el otro. La suma no cambia.
Franklin eligió el signo al azar, y lo eligió mal: por los cables corren en realidad electrones, y llevan el signo menos. Por eso, según los libros de texto, la corriente va de más a menos, y los electrones, a su encuentro. Pero la regla principal del fluido es correcta: la carga se conserva en cualquier experimento.
Cuánto ha pasado
Dos recipientes, vidrio y seda; la línea de puntos es el nivel normal del fluido. El control deslizante indica cuántas veces se ha pasado la seda por el vidrio. El azul sobre la línea de puntos es exceso, más. El rojo bajo la línea es defecto, menos. La barra de abajo es la suma de las cargas, siempre en cero. Bajo los recipientes, cómo se escribe hoy: los electrones pasaron del vidrio a la seda.
Cargar la botella y esperar la chispa
La acción principal es el botón «Girar la máquina». A la izquierda, un globo de vidrio se frota contra un cojín y gotas azules de fluido corren por el hilo hasta la armadura interior de la botella. Cuanto más fluido, mayor la tensión. A la derecha está el explosor: dos bolitas de latón, cuya separación fija el control deslizante. Cuando la tensión alcanza la ruptura del aire, unos 3 kV por milímetro, salta una chispa amarilla y la botella se vacía. La pantalla de la derecha registra la tensión en el tiempo. El tiempo es real.
—
02 · Conversión
| {n} | {v} | {note} |
El franklin es la carga que repele a otra igual a una distancia de 1 cm con una fuerza de 1 dina. Son 3,335 64·10⁻¹⁰ C, unos dos mil millones de electrones. La unidad recibió el nombre de Franklin en 1941.
El amperio-hora es la carga que pasa en una hora con una corriente de 1 A: 3600 C. La batería de un teléfono de 4000 mA·h almacena 14 400 C — casi mil rayos en carga, pero a una tensión de solo 4 V.
03 · Órdenes de magnitud
04 · Instrumentos de medida
05 · Reglas de escritura
06 · Unidades vecinas
07 · Sección histórica
El fluido se medía con lo que había a mano: la longitud de la chispa, la fuerza de la descarga, el número de botellas de una batería. En 1785 Coulomb dio por primera vez una ley de fuerza, y la carga pasó a ser una magnitud con unidad. En el sistema CGS la unidad fue el franklin, en el SI el culombio, a través del amperio y el segundo.
Desde 2019 todo ha convergido en la «gota de fluido»: la carga elemental e está fijada exactamente, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Un culombio son unas 6 241 509 074 460 762 607,776 cargas elementales, y los dígitos se pueden contar tan lejos como se quiera. El fluido resultó ser granular.
Catálogo de magnitudes
todo el índice →Las siete unidades básicas del SI
Una gota de ácido cambia el color del jugo, la sal tiñe la llama, el agua se congela con un golpe. Debajo, todas las fichas de Simetrium, por disciplina y por orden alfabético.
Abrir el índice →