¿Qué es una brecha de chispa?

Un espacio de chispa es un espacio entre dos electrodos donde una chispa eléctrica puede saltar de uno a otro. Por lo general, hay un gas entre los electrodos que puede conducir electricidad una vez que se alcanza un cierto umbral de voltaje, conocido como voltaje de ruptura. Este voltaje hace que el gas se ionice y aumente drásticamente su conductividad hasta que el voltaje caiga o el gas se expanda y cree demasiado espacio entre los iones. Las aplicaciones comunes de la tecnología de separación de chispas incluyen tubos de conmutación de energía, dispositivos de protección de voltaje, arcos eléctricos que viajan y bujías para un sistema de encendido.

Tras la formación de una chispa, a menudo hay luz visible y sonido característico presente en el espacio de la chispa porque la ionización del gas a menudo es abrupta. La luz emitida es causada por la fluorescencia en los electrones, que se excitan a altos niveles de energía a través del aumento de las colisiones con los iones de gas. Cuando vuelven a los niveles normales de energía, emiten fotones que crean la explosión de luz en el espacio. Si bien estos fenómenos sensoriales no son generalmente dañinos, las brechas de chispas a veces pueden plantear problemas de salud cuando forman arcos continuos, ya que ionizarán el aire y formarán radicales libres de oxígeno y nitrógeno. Estas moléculas pueden dañar las plantas y los animales cercanos si el experimento se realiza en interiores, mientras que los experimentos al aire libre permiten que los gases tóxicos se disipen, lo que reduce los riesgos potenciales.

Muchas estufas, quemadores y motores utilizan chispas para encender. Dado que se genera un alto grado de calor cuando se ioniza el aire en el espacio, esto facilita el uso del calor generado para encender una fuente de combustible. Las bujías se aprovechan de esta ocurrencia, mientras que los dispositivos de protección utilizan tecnología de chispa para evitar la ignición. Durante una sobretensión, la brecha de chispa se rompe y evita que la sobretensión continúe. Esta tecnología es útil para proteger la electrónica o las líneas telefónicas durante sobretensiones potencialmente dañinas, como los rayos.

Las brechas de chispas también se usan para formar una escalera de Jacob o un arco eléctrico móvil. En este dispositivo, se introduce un espacio de chispa entre dos cables en la parte inferior, que se dirigen de tal manera que la chispa lleva una columna. La chispa ioniza y calienta el aire, haciendo que se eleve hacia arriba y continúe la corriente hasta llegar al punto de ruptura donde el aire se ha vuelto demasiado caliente para transportar la corriente. Una vez roto, la chispa comienza nuevamente en la parte inferior de la columna.