¿Por qué no podemos cargar la tierra?

Curiosamente me preguntaba sobre esta misma pregunta hace un tiempo y esta es una oportunidad para compartir mis pensamientos.

Sí, podemos cargar tierra, digamos no solo [matemática] 10 kV [/ matemática] sino más bien un millón [matemática] V [/ matemática]. ¿Como hacer esto? Construimos aceleradores de electrones que disparan electrones al espacio, preferiblemente desde las cimas de las montañas donde hay menos atmósfera. Los electrones pueden salir del sistema solar y nunca volver. Un millón de voltios parece un gran potencial, pero apenas nos daríamos cuenta. El campo en la superficie de la tierra con radio [matemática] R_ {tierra} [/ matemática] y un voltaje [matemático] U [/ matemático] de [matemático] 10 ^ 6 V [/ matemático] es:

[matemáticas] E = \ cfrac {CU} {R_ {tierra}} = 111 \ mu V / m [/ matemáticas]

Este campo es insignificante. Deberá cargar la tierra a aproximadamente [matemáticas] 1,000,000,000,000 V [/ matemáticas] para tener un campo eléctrico “impactante” y esto sería un desafío. Me di por vencido en este punto …

La tierra está cargada. Así es como funcionó el telégrafo temprano con un solo conductor. El conductor de retorno fue la tierra. Tiene muchos electrones. Llamamos al retorno a una fuente de alimentación “tierra de suministro”, tierra de circuito, tierra de chasis, etc.

La Tierra es un gran conductor porque tiene un número infinito de caminos de conducción. Sin embargo, hay pocos lugares en la tierra que no tienen alta resistencia de contacto. En otras palabras, es un cable impresionante con terminaciones terribles. ¿Has oído hablar del cinturón de Van Allen? No sé cuál es el potencial de carga de la Tierra, pero sospecho que su número es bajo.

Ya está muy cargado, si está separado por la altitud. Nuestro campo magnético dirige las partículas cargadas a los polos, y miles de millones de voltios se crean en parte por medios triboeléctricos.

Pero en general, la carga neta de la Tierra es CERO, y seguirá y debe permanecer así, ya que estamos inundados por el viento solar, eso neutralizará rápidamente cualquier desequilibrio que desee crear.

Como se dijo, ¿cómo sabemos que la Tierra no está cargada? Para cargarlo solo tiene que obtener más o menos electrones que protones. Entonces el cargo sería con referencia a qué. Si tenemos una carga de 10kV, entonces todos en la Tierra están a este potencial. ¿Cuál es el otro polo a considerar, cargado con respecto a qué?

Como si estuviéramos en la placa de un condensador que cargamos y luego movimos esa placa como a 10 mil millones de millas de distancia. La carga se mantendría y todo en la placa tendría el mismo potencial si no fuera así.

La capacitancia de la Tierra es de 710 microfaradios, pero la resistencia de la Tierra es ENORME. ¿Cómo conseguirás que fluyan esos 7 coulombs?

¿Cómo sabes que aún no está cargado? La otra placa está en el infinito.

Interesante pregunta. Pero, ¿cómo sabes que el cargo ya no es tanto?