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La famosa historia de que Benjamin Franklin voló una cometa en un día de tormenta y descubrió accidentalmente la electricidad está muy extendida, pero no es necesariamente exacta. Sus descubrimientos condujeron a muchos avances en el campo de la electricidad, siendo el más famoso el pararrayos, que aún hoy se utiliza para evitar incendios provocados por rayos. Durante mucho tiempo, Franklin formuló la hipótesis de que la electricidad y el rayo eran lo mismo. Por desgracia, no tenía forma de demostrarlo, ya que sus alrededores eran demasiado llanos y la iglesia de Filadelfia -el único edificio lo bastante alto para sus ideas- aún estaba en construcción. Todo cambió cuando se dio cuenta de que había otra forma de acercarse a las nubes: utilizando una cometa. En este artículo, nos sumergiremos en la historia y la logística del Experimento de la Cometa de Benjamin Franklin.
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Enviar comentariosEn 1750, la naturaleza eléctrica de los rayos se convirtió en un debate público en Francia, y muchos científicos de la época, como Denis Barbaret, Jacques de Romas y Jean-Antoine Nollet, investigaron la naturaleza de la carga eléctrica en esa época. Al otro lado del Atlántico, Benjamin Franklin también investigaba la electricidad y a finales de 1749 había encontrado muchas similitudes entre el rayo y la electricidad.
Benjamin Franklin extrayendo electricidad del cielo, Wikimedia Commons
En 1752, Franklin presentó un experimento en el que se conectaba un extremo de un cordel conductor a una jarra de Leyden (un tipo de condensador primitivo) y el otro extremo a una cometa, para demostrar que el rayo era un fenómeno eléctrico. El propio Franklin dijo que realizó el experimento por primera vez en junio de 1752, al parecer en el tejado de la Iglesia Cristiana de Filadelfia. Sin embargo, existen dudas sobre dónde y cómo se llevó a cabo realmente el experimento, ya que no fue observado de forma independiente.
Thomas-François Dalibard llevó a cabo un experimento similar en Marly-la-Ville, en el norte de Francia, en mayo de 1752. Intentando imitar el experimento, Georg Wilhelm Richmann murió en San Petersburgo en agosto de 1753, se cree que alcanzado por un rayo.
Jacques de Romas desarrolló un experimento con cometas muy similar al de Franklin en 1753, que también demostraba que el rayo estaba estrechamente relacionado con la electricidad. Aunque supuestamente el experimento de Franklin ya se había demostrado en esa época, la información viajaba mucho más despacio en el siglo XVIII, y de Romas fue nombrado miembro de la Academia Francesa de Ciencias en 1764 en honor a sus descubrimientos realizados independientemente de 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
creaban luz
iban seguidos de fuertes estruendos
tenían un olor muy característico; y
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.
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.
Se observa un efecto similar cuando el pelo experimenta una transferencia de electrones tras quitarse un gorro de punto o frotarse contra un globo, por ejemplo. El pelo se levantará, ya que ahora algunos electrones han abandonado el pelo con el gorro, lo que significa que todo el pelo está ahora cargado positivamente, y las hebras individuales de pelo se repelerán entre sí. Esto se conoce como electricidad estática.
Recuerda que las cargas similares se repelen, mientras que las cargas opuestas se atraen.
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.
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.
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.
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.
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".
Las campanasFranklin son un dispositivo utilizado para predecir las tormentas que se avecinan utilizando la repulsión y la atracción de las cargas.
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.
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.
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
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