Benjamin Franklin explica la jarra de Leyden

El tarro de Leyden recibe diversos nombres, como condensador o condensador, y las razones de estas dos denominaciones resultan obvias cuando se comprende la lógica de su funcionamiento. Los primeros tarros de Leyden de mediados del siglo XVIII consistían en una botella de cristal con un tapón de corcho y llena de agua. Un hilo de cobre, que se sumergía en el agua, atravesaba el corcho y se sujetaba a una máquina generadora de carga (digamos) negativa. Hoy sabemos que esto significa que el generador envía electrones que fluyen a través del alambre y el agua, creando una carga negativa en el interior del vidrio. Si la botella estuviera aislada de la tierra, pronto se llegaría a un punto en el que la jarra no podría absorber más carga negativa ni electrones. Pero con un experimentador sujetando el exterior de la botella, los resultados eran muy diferentes. Dado que las cargas semejantes se repelen, la fuerza de las cargas negativas en el interior del frasco empujaría a los electrones fuera de la palma de la mano del experimentador y del cristal adyacente y, en última instancia, a la tierra. La carga positiva restante en la mano del experimentador y en el vaso adyacente tiraría de los electrones del interior del vaso, agrupándolos con más fuerza y dejando espacio para aún más electrones y una mayor carga negativa.

Como la jarra de Leyden funcionaba apretando más los electrones o la carga negativa, este tipo de aparato pasó a denominarse más tarde condensador. (El término parece tener su origen en Alessandro Volta, aproximadamente en 1780). Como el resultado del proceso era un aumento de la capacidad del tarro para absorber carga, el término más moderno para este tipo de dispositivo es condensador.

Pero incluso sin entender cómo funcionaba la jarra de Leyden, se le hicieron varias mejoras. En lugar de utilizar el propio vidrio como portador de la carga y como aislante entre los dos tipos de carga, William Watson forró el tarro de vidrio por dentro y por fuera con una lámina metálica; el vidrio servía entonces principalmente como aislante. El hilo de cobre por el que entraba la carga estaba unido directamente a la lámina por un alambre metálico en lugar de por agua.

En una carta de abril de 1748, "Franklin describió algunos experimentos nuevos que demostraban que una jarra de Leyden cargada siempre tiene cargas de signos opuestos en los dos conductores y que las cargas son de la misma magnitud". (I.B. Cohen, "Franklin," The Dictionary of Scientific Biography, p. 131) En ese sentido, dijo Franklin, los experimentadores no "cargaban" y "descargaban" el tarro de Leyden. Contenía una cierta cantidad de fluido eléctrico antes de la "carga" y una cantidad igual después. "Cargar" el frasco significaba simplemente redistribuir el fluido, y "descargar" era necesario porque el equilibrio original no podía restablecerse haciendo pasar fluido eléctrico a través del frasco (ni, en términos prácticos, por encima del borde del frasco). Sólo podía restablecerse mediante una conexión conductora entre el exterior y el interior.

Utilizando un primer tipo de frasco de Leyden, sin revestimiento de papel de aluminio, Franklin anunció entonces el descubrimiento más sorprendente de todos. "Toda la fuerza de la botella, y el poder de dar un choque, está en el VIDRIO MISMO". Franklin lo demostró eliminando a todos los demás candidatos.

En primer lugar, colocó la jarra de Leyden sobre un aislante de vidrio. Después de retirar con cuidado el corcho y el alambre, el tarro aún podía descargarse haciendo que el experimentador tocara el exterior y el agua. A continuación, vertió cuidadosamente el agua de un tarro Leyden cargado en un tarro vacío no cargado que descansaba sobre vidrio. Este tarro no dio ninguna indicación de haber recibido una descarga eléctrica. A continuación, rellenó el tarro de Leyden vacío con la misma cantidad de agua pura y descubrió que el tarro conservaba el poder de descarga. Claramente, el vidrio mismo debe estar implicado.

En un último experimento con tarros de Leyden, Franklin se preguntó si la carga del tarro estaba influida por la forma. Esto no era tan absurdo como pudiera parecer. Recordemos que el primer descubrimiento de Franklin había sido que la forma de los conductores influía en su capacidad para descargar un cuerpo electrizado. Así que la pregunta sobre la forma de la jarra no era ninguna tontería. Para responder a la pregunta, Franklin construyó un condensador consistente en dos placas de plomo separadas por una lámina plana de vidrio. Producía el mismo efecto que el tarro de Leyden. A continuación, Franklin fabricó una serie de once condensadores planos de este tipo y unió las placas de plomo con un alambre, creando lo que fue el primero en llamar una "batería eléctrica".

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