Si el tubo de plasma funciona con el mismo principio que el recipiente de plasma, entonces debe haber un transformador Tesla que genere alto voltaje a alta frecuencia. El alto voltaje (como 10kV a 1MV) sería suficiente para viajar a través de su cuerpo. Sin embargo, también existe el llamado efecto piel , que garantiza que la corriente de alta frecuencia se conduzca en una capa delgada sobre la superficie de la piel y no a través de los músculos y los órganos internos.

El hecho de que use zapatos es irrelevante primero porque el piso en sí no es conductor y segundo porque le importa la corriente entre usted y la otra persona, no usted y tierra.

En cuanto a la disipación es algo así. El transformador Tesla crea una corriente alterna de alta frecuencia que mueve los electrones en el gas hacia él y hacia atrás para que vea chispas pero no se cargue eléctricamente cuando lo toque. Puede leer sobre esto en wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_coil#Air_discharges

Ni siquiera necesita un tubo de plasma para pasar la chispa a otra persona, intente frotar sus zapatos de goma en la alfombra. Generarás una carga eléctrica estática que luego podrás pasar a otra persona. Es un principio un poco diferente pero es similar.

Cuando coloco mi mano en el tubo y luego extiendo mi dedo y toco a otro ser humano (que no está tocando el tubo) podemos pasar una corriente a veces lo suficientemente grande como para hacer una pequeña chispa. Ambos estamos aislados del suelo con zapatos de goma. ¿Cómo es esto posible?

La explicación más probable es una descarga electrostática , no una corriente neta que fluya desde el interior del tubo de plasma. Si fluyera una corriente, tendría problemas de salud y seguridad y los tubos de plasma probablemente no serían para entretenimiento público. Los aisladores pueden acumular carga eléctrica en sus superficies exteriores, pero las cargas no pueden fluir libremente por todo su volumen como los conductores .

Supongo que cuando apaga el tubo por el día y regresa a la mañana siguiente, ha acumulado un poco más de polvo que otras superficies cercanas. A menos que descargue el exceso de carga en la superficie del vidrio , permanecerá durante un tiempo relativamente largo. Es posible que incluso pueda "sentir" los campos estáticos (en realidad siente esto debido a la respuesta de pequeños vellos en su piel) cuando está apagado y nadie lo ha tocado.

¿Tiene algo que ver con el hecho de que, aunque estamos algo aislados, no estamos completamente aislados y la corriente puede disiparse en el aire que nos rodea y, por lo tanto, estamos relativamente cerca de un potencial de conexión a tierra en comparación con el potencial en la superficie exterior de el tubo de plasma?

No, no creo que fluya una corriente neta desde el interior del tubo. La causa más probable es una descarga estática similar a la que ocurre si se frota los pies en una alfombra y luego toca a alguien. Durante la descarga estática, sí, la corriente fluye a través del arco, pero no está conduciendo una corriente desde el suelo hacia la siguiente persona y de regreso al suelo. Durante el roce de tus pies en la alfombra, estás creando cargas eléctricas que funcionan para redistribuirse uniformemente sobre tu cuerpo. Dado que ni la piel exterior ni la alfombra son buenos conductores, la carga permanece (es decir, no fluye de regreso a la alfombra con solo quedarse quieta... bueno, se disipa lentamente, pero es muy lento).

¿Puede el vidrio a altas frecuencias comportarse como un conductor?

La respuesta corta es sí, si la frecuencia es lo suficientemente alta.

La respuesta larga es que para la mayoría de los propósitos, el vidrio (es decir, SiO ₂ ) es un aislante realmente bueno. Se usó durante años para líneas eléctricas de alto voltaje y otros fines debido a su alta resistividad, pero tiende a atraer la condensación y tenía otros problemas, por lo que las empresas de servicios públicos cambiaron a cerámica.

Para ilustrar que el vidrio es un buen aislante en una amplia gama de frecuencias, busqué en Google la frase SiO2 conductividad eléctrica frente a frecuencia . Encontré la imagen de abajo, que está tomada de Hassan et al. [2015].

Muestra que la conductividad de la sílice (es decir, SiO ₂ ) tiene una conductividad que oscila entre ~10 ^-8 S/m a ~20 Hz y ~10 ^-3 S/m a ~3 MHz. A modo de comparación, el germanio tiene una conductividad de ~2,17 S/m o aproximadamente tres órdenes de magnitud más alta que el vidrio a ~3 MHz. El germanio se considera un semiconductor y se utiliza en transistores y diodos . A modo de comparación, los buenos conductores tienen conductividades superiores a ~10 ⁷ S/m como la plata y el cobre.

Por lo tanto, a menos que las fuentes de alimentación del tubo de plasma estén operando por encima del rango de THz, no creo que el vidrio esté actuando como un conductor. Una búsqueda rápida en Google muestra que los tubos de plasma normalmente funcionan en el rango de unos pocos MHz, no por encima de los THz.

Referencias

• Hassan, SA, HM Gobara, MM Gomaa, RS Mohamed y FH Khalil "¿Puede la reducción in situ asistida por microondas de nanopartículas de Pt soportadas desafiar el método químico para controlar la relación entre el perfil de dispersión y el rendimiento catalítico?" RSC Avanzado. 5 , págs. 54460-54470, doi:10.1039/C5RA08116E, 2015.

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En una respuesta a otra pregunta, CRDrost compartió un enlace a un artículo del laboratorio de física de plasma de Princeton sobre globos de plasma, que se puede encontrar en http://w3.pppl.gov/~szweben/Papers/coauthorpapers/Plasma%20Ball_POP_final.pdf . Allí afirman:

La corriente se acopla capacitivamente a través del bulbo de vidrio interior a los filamentos de plasma, y ​​desde la esfera de vidrio exterior vuelve a la fuente de alimentación en la base. La corriente dentro de la bola de plasma presumiblemente es transportada por los filamentos visibles. La estructura del filamento dentro de la bola se puede cambiar tocando la esfera de vidrio exterior con un cable conectado a tierra o con un dedo, lo que produce un solo filamento brillante. La corriente a través de dicho filamento se midió con un medidor AC Pearson externo y fue de ~1 mA.

Parece que el aire circundante actúa como un suelo y cuando coloca el dedo sobre el vidrio, su dedo es un suelo mucho mejor que el aire. Cada filamento es en realidad una superposición de miles de filamentos que parpadean a más de 25 kHz y la corriente total es bastante pequeña, ~1 mA.

De estas observaciones parece que cada filamento transporta una corriente neta, y cuando un individuo toca el vidrio, la esfera de vidrio actúa como un dieléctrico para acoplar capacitivamente el dedo y la fuente interna. Por lo tanto, parece que polwel estaba en lo correcto. Cuando un dedo no está en el tubo de vidrio, los electrones fluyen de un lado a otro entre la fuente interna y el tubo/pared de vidrio. No todos los electrones regresarán y la carcasa exterior de vidrio puede cargarse, de manera similar a frotar un globo contra el cabello. Por lo tanto, mi publicación original no era inexacta.