Materiales de soporte para la docencia del electromagnetismo. Aprendizaje activo y contextualizado (2021)

Necesitaremos generar un campo eléctrico grande, capaz de ionizar el aire y de transferir carga al rotor (en el centro en la figura). Para ello utilizaremos un cierto material conductor terminado en una punta muy cerca del rotor (a la derecha en la figura). No es necesario que la pieza conductora (una lata de refresco en la figura) esté cargada, ya que se puede inducir una separación de carga al acercar una varilla cargada, o si disponemos de ello, un generador de alto voltaje.

Si el campo es suficientemente alto, veremos que se forma un pequeño arco voltaico (rayo) entre el cable y las tiras de aluminio del rotor. Para poder ionizar el aire debemos romper su rigidez dieléctrica que se encuentra entre 0,4 y 3 kV/mm, dependiendo de la presión atmosférica, la humedad, etc. Esto quiere decir que, si tenemos dos conductores con una diferencia de potencial de entre esos valores a una distancia de 1 mm, saltará un arco voltaico entre ellos. En este principio se basa nuestro motor electrostático. Se produce una transferencia de carga a una de las tiras de papel de aluminio del rotor. La tira de aluminio sufre una fuerza de repulsión y el rotor empieza a girar.  Otra de las tiras pasa por las cercanías del primer cable y salta otra chispa que hace que se cargue y se repita el proceso. 

En el otro lado (a la izquierda en la figura) se sitúa el otro polo  que consiste en una pieza metálica terminada en punta. Si se conecta a tierra, se consigue una diferencia de potencial entre los dos cables que apuntan hacia el rotor. Así que las tiras de aluminio no sólo se ven repelidas por el primer polo, sino que también se ven atraídas por el segundo. Además, al llegar al segundo polo se descargan, cerrando así el circuito. Como se puede inferir, el rotor gira constantemente cargando y descargando las tiras de aluminio.