HISTORIA DE LA
ELECTRICIDAD
La electricidad,
imprescindible hoy en nuestras vidas, ha recorrido un largo camino desde el
principio de los tiempos, siendo muchos los hombres que con su reflexión y duro
trabajo la han ido moldeando y adaptando a cada una de las necesidades de
nuestra vida. Todos los historiadores están de acuerdo en designar al filosofo
griego Tales de Mileto como la primera persona que intuyo la existencia
de este tipo de energía. A él y a todos los que le siguieron con sus
descubrimientos va dedicada esta pequeña historia.
TEXTO ORIGINAL
Tales de Mileto (624-543 a. C.)
Fue un filosofo griego, fundador de la
escuela jónica, considerado como uno de los siete sabios de Grecia.
Desde el punto de vista de la
electricidad, fue el primero en descubrir que si se frota un trozo de ámbar,
este atrae objetos más livianos, y aunque no llego a definir que era debido a
la distribución de cargas, si creía que la electricidad residía en el objeto
frotado.
De aquí se ha derivado el término electricidad,
proveniente de la palabra elektron, que en griego significa ámbar, y que
la empezó a emplear hacia el año 1600 d. C., el físico y médico ingles Willian
Gilbert, cuando encontró esta propiedad en otros muchos cuerpos.
Willian Gilbert (1544-1603)
Este físico y médico de la reina Isabel
I de Inglaterra, es a quien se le atribuye realmente el descubrimiento de la
electricidad, en un primer estudio científico sobre los fenómenos eléctricos
que realizo hacia el año 1600, donde además y por primera vez aplico el término
eléctrico ( proveniente del griego elektron, que significa ámbar) a la
fuerza que ejercen algunas substancias al ser frotadas.
Este científico verifico que muchas
substancias se comportaban como el ámbar al ser frotadas, atrayendo objetos
livianos, mientras que otras no ejercían atracción alguna, aplicando el término
eléctrica a la fuerza que ejercían estas substancias una vez frotadas.
Clasificó dichas substancias: llamando a las primeras cuerpos eléctricos
(actualmente aislantes) y a las segundas aneléctricos (actualmente
conductores).
Fue el primero en realizar experimentos
de electrostática y magnetismo, y quizás su aportación más importante a la
ciencia fue la de demostrar experimentalmente el magnetismo terrestre. También
fue el primero en emplear los términos "energía eléctrica",
"atracción eléctrica" o "polo magnético". Su obra "The
Magnete" fue la primer obra científica escrita en Inglaterra.
Enterado de los trabajos de Gray este
científico francés, al enterarse de los trabajos de Stephen Gray, dedico su
corta vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Du Fay, entre otros muchos
experimentos, observo que una lámina de oro siempre era repelida por una barra
de vidrio electrificada.
Publico sus trabajos en 1733 siendo el
primero en identificar la existencia de dos tipos de cargas eléctricas (las
denominadas hoy en día positiva y negativa), que él denomino carga
vitria y carga resinosa, debido a que ambas se manifestaban: de una
forma al frotar, con un paño de seda, el vidrio ( carga positiva) y de
forma distinta al frotar, con una piel, algunas substancias resinosas como el
ámbar o la goma, (carga negativa).
Este polifacético norteamericano:
político, impresor, editor y físico, investigo los fenómenos eléctricos e
invento el pararrayos. Desarrollo una teoría según la cual la electricidad era
un fluido único existente en toda materia y califico a las substancias en
eléctricamente positivas y eléctricamente negativas, de acuerdo con el exceso o
defecto de ese fluido.
Confirmo también que las tormentas eran
fenómenos de tipo eléctrico y demostró, por medio de su celebre cometa, que los
rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático.
Desde el punto de vista política este
hombre se dedico a difundir la cultura y los servicios públicos, dirigió el
periódico Pensylvania Gazette, fue representante diplomático en Londres y
Paris, participo en las negociaciones de paz entre Inglaterra y las colonias
americanas en la guerra de la independencia y fue delegado de la comisión
encargada de redactar la Constitución norteamericana, siendo históricamente una
de las mas grandes figuras políticas de su país.
Charles Augustin de Coulomb (1736-1806)
Este físico e ingeniero francés, nacido
en Angulema fue el primero en establecer las leyes cuantitativas de la
electrostática, además de realizar muchas investigaciones sobre: magnetismo,
rozamiento y electricidad.
En el año 1758 ingresó en el cuerpo de
ingenieros militares, y en 1784 fue nombrado miembro de la Academia de
Ciencias, pero al empezar la revolución francesa, en 1789, se retiro de todos
sus cargos públicos y militares, para dedicarse por entero a la investigación.
Sus investigaciones científicas están recogidas en siete memorias, en las que
expone teóricamente los fundamentos del magnetismo y de la electrostática.
En 1777 inventó la balanza de torsión
para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre si dos cargas
eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con
este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que rige
la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de
Coulomb: F = k (q q') / d2.
Coulomb también estudio la
electrización por frotamiento y la polarización, e introdujo el concepto de
momento magnético. También colaboró en la planificación del sistema métrico
decimal de pesas y medidas. La unidad de medida de carga eléctrica, el
culombio, recibió este nombre en su honor.
Alessandro Volta (1745-1827)
Este físico italiano, nació en Como,
estudió allí, y llego a ser profesor de física en la Escuela Regia de su ciudad
natal. Es conocido sobre todo por la pila que lleva su nombre (construida por
empilado de láminas de cinc, papel y cobre), aunque dedico la mayor parte de su
vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Invento también: el electróforo,
el electrómetro y el eudiómetro.
En 1775 inventó el electróforo, un
instrumento que producía cargas de electricidad estática. Los dos años
siguientes se dedicó a la química, y mas adelante estudió la electricidad atmosférica
e ideó experimentos como la ignición de gases mediante una chispa eléctrica en
un recipiente cerrado Fue profesor de física en la Universidad de Pavía,
cátedra que ocupó durante 25 años. Hacia 1800 había desarrollado la llamada
pila de Volta, precursora de la batería eléctrica. Escribió numerosos tratados
científicos y por su trabajo en el campo de la electricidad, Napoleón le nombró
conde en 1801. La unidad de tensión eléctrica o fuerza electromotriz, conocida
como voltio, recibió ese nombre en su honor.
Este físico y matemático francés,
nacido cerca de Lyon, es conocido por sus importantes aportaciones al estudio
de la corriente eléctrica y el magnetismo, que constituyeron, junto con los
trabajos del danés Hans Chistian Oesterd, al desarrollo del electromagnetismo.
Sus teorías e interpretaciones sobre la
relación entre electricidad y magnetismo se publicaron en 1822, en su Colección
de observaciones sobre electrodinámica y en 1826, en su Teoría de los fenómenos
electrodinámicos.
Ampere descubrió las leyes que hacen
posible el desvío de una aguja magnética por una corriente eléctrica, lo que
hizo posible el funcionamiento de los actuales aparatos de medida. Descubrió
las acciones mutuas entre corrientes eléctricas, al demostrar que dos
conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido, se
atraen, mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos, se repelen.
La unidad de intensidad de corriente eléctrica, el amperio, recibe este
nombre en su honor.
George Simón Ohm (1787-1854)
Este físico alemán, conocido
principalmente por su investigación sobre las corrientes eléctricas, nació en
Erlangen, en cuya universidad estudió. Fue Profesor de matemáticas y física en
una escuela militar de Berlín y director del Instituto Politécnico de Nuremberg
y, después de sufrir muchas críticas en su país, mientras su fama se extendía
fuera de Alemania, fue, en 1849, nombrado catedrático de física experimental en
la Universidad de Munich, puesto que ejerció hasta su muerte.
Estudio la relación que existe entre la
intensidad de una corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la
resistencia, formulando en 1827 la ley que lleva su nombre (Ley de Ohm: U = I
R). También se interesó por la acústica, la polarización de las pilas y las
interferencias luminosas. La unidad de resistencia eléctrica, el ohmio,
recibe este nombre en su honor.
Este físico y químico inglés, que fue
discípulo del químico Humphry Davy, es conocido principalmente por su
descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la
construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la
electrólisis; por lo que es considerado como el verdadero fundador del
electromagnetismo y de la electroquímica.
Faraday nació en Newington, era hijo de
un herrero, por lo cual recibió escasa formación. Mientras trabajaba de
aprendiz con un encuadernador de Londres, leyó libros sobre temas científicos y
realizo experimentos con la electricidad. En 1812, después de asistir a las
conferencias de Humphry Davy, este contrató a Faraday como ayudante en su
laboratorio químico de la Royal Institution y al año siguiente le llevó con él
a un largo viaje por Europa. En 1824 Faraday entró en la Royal Society, único
honor que acepto en su vida, y al año siguiente fue nombrado director del
laboratorio de la Royal Institution. Faraday realizó sus primeras
investigaciones en el campo de la química bajo la dirección de Davy,
descubriendo el benceno.
Sin embargo, las investigaciones que
convirtieron a Faraday en el primer científico de su época las realizó, como ya
se menciono al principio, en los campos de la electricidad y el magnetismo. En
1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una
corriente eléctrica, ya descubierto por Oersted, y ese mismo año descubrió la
inducción electromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica
por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los
campos magnéticos.
Durante este mismo periodo, investigó
sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su
nombre: 1ª) La masa de sustancia liberada en una electrólisis es
directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través
del electrólito [masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el
tiempo (m = c I t)]; 2ª) Las masas de distintas sustancia liberadas por
la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos
equivalentes.
Faraday escribió muchas obras y
artículos para publicaciones especializadas, destacando entre ellos:
Manipulación química, 1827; Investigaciones experimentales en electricidad,
1855;Investigaciones experimentales en física y química, 1859; La historia
química de una bujía, 1861. La unidad de capacitancia, el faradio,
recibe este nombre en su honor.
Este físico ingles, nacido en Salford,
es conocido principalmente por sus estudios sobre: la energía y sus
aplicaciones técnicas, el efecto calorífico producido por la corriente
eléctrica y sobretodo por la formulación de la ley que lleva su nombre, y que
dice así. Ley de Joule: Todo cuerpo conductor recorrido por una
corriente eléctrica, desprende una cantidad de calor equivalente al trabajo
realizado por el campo eléctrico, para transportar las cargas de un extremo a
otro del conductor: Q = 0,24 R I2t.
Fue uno de los más notables científicos
de su época, discípulo de Dalton, estudio y demostró experimentalmente la
equivalencia mecánica del calor, determinó también la relación numérica entre
las energías térmica y mecánica, y junto con su compatriota, el físico William
Thomson (conocido posteriormente como lord Kelvin), Joule descubrió que la
temperatura de un gas desciende cuando se expande sin realizar ningún trabajo.
Este fenómeno, que se conoce como efecto Joule-Thomson, es la base a la
refrigeración. También, alrededor de 1841, y junto con el científico alemán
Hermann von Helmholtz, demostró que la electricidad es una forma de energía y
que los circuitos eléctricos cumplen la ley de la conservación de la energía.
Joule recibió muchos honores de
universidades y sociedades científicas de todo el mundo. SusEscritos
científicos se publicaron en 1885 y en 1887. La unidad de energía denominadaJulio(equivale
a 1 vatio segundo) recibe este nombre en su honor;
Este físico alemán, nació en Königsberg
(actualmente Kaliningrado, Rusia), y en el campo de la electricidad es
conocido, principalmente, por haber formulado las dos leyes o reglas, que
llevan su nombre, sobre la distribución de corrientes y tensiones en un
circuito.
Fue profesor de física en las
universidades de Breslau, Heidelberg y Berlín, y junto con los químicos
alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Joseph von Fraunhofer, fue de los primeros en
desarrollar las bases teóricas y experimentales de la espectroscopia,
desarrollando el espectroscopio moderno para el análisis químico. En 1860
Kirchhoff y Bunsen descubrieron el cesio y el rubidio mediante la
espectroscopia. Kirchhoff también estudio el espectro solar y realizó
importantes investigaciones sobre la transferencia de calor
Reglas de Kirchhoff: 1ª) La suma algebraica
de las intensidades que concurren en un punto es igual a cero. 2ª) La
suma algebraica de los productos parciales de intensidad por resistencia, en
una malla, es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices en ella
existentes, cuando la intensidad de corriente es constante.
Este físico y matemático escocés, nació
en Edimburgo y estudió en las universidades de Edimburgo y Cambridge, fue
profesor de física de las universidades de Aberdeen, Londres y Cambridge. Es
especialmente conocido por sus estudios e investigaciones sobre la teoría cinética
de los gases y el electromagnetismo. También se dedico a la investigación de la
visión de los colores y los principios de la termodinámica, y formuló,
teóricamente, que los anillos de Saturno estaban formados por materia
disgregada.
Maxwell amplió las investigaciones que
Michael Faraday había realizado sobre los campos electromagnéticos, demostrando
la relación matemática entre los campos eléctricos y magnéticos, formulando las
ecuaciones fundamentales del electromagnetismo, que relacionan el campo eléctrico
y el magnético para una distribución espacial de cargas y corrientes, que
actualmente llevan su nombre. También demostró que la naturaleza de los
fenómenos luminosos y electromagnéticos era la misma, demostrando que ambos se
propagan a la velocidad de la luz.
Su obra más importante es el Treatise
on Electricity and Magnetism (tratado de electricidad y magnetismo), que vio la
luz en 1873, y en donde, por primera vez, publicó sus cuatro ecuaciones
diferenciales en las que describe la naturaleza de los campos
electromagnéticos. También escribió: Matter and motion (materia y movimiento,
1876) y Theory of Heat (teoría del calor, 1877).
La teoría de Maxwell, entre los
fenómenos luminosos y electromagnéticos, recibió su comprobación definitiva
cuando Heinrich Rudolf Hertz obtuvo en 1888 las ondas electromagnéticas de
radio. La unidad de flujo magnético en el sistema cegesimal, el maxwell,
recibe este nombre en su honor.
Este ingeniero e inventor de origen croata,
nació en Smiljan, estudió en la Escuela Politécnica de Graz (Austria), y en la
Universidad de Praga, y después de trabajar durante tres años como ingeniero
electrotécnico, en 1884 emigró a los Estados Unidos, donde se hizo ciudadano de
este país. Este gran científico e inventor es reconocido como uno de los más
destacados investigadores en el campo de la energía eléctrica.
Tesla trabajo, durante un breve periodo
de tiempo para Thomas Alva Edison, pero lo abandonó pronto para dedicarse en
exclusiva a la investigación experimental y al desarrollo de nuevos métodos.
En 1888 Tesla diseñó el primer sistema
práctico para generar y transmitir corriente alterna, así como el primer motor
eléctrico de corriente alterna. Los derechos de estos inventos le fueron
comprados por George Westinghouse, que mostró el sistema, de generación y
transmisión, por primera vez en la World's Columbian Exposition de Chicago
(1893). Dos años más tarde los generadores de corriente alterna de Tesla se
instalaron en la central experimental de energía eléctrica de las cataratas del
Niágara.
Entre los muchos inventos de Tesla se
encuentran los generadores de alta frecuencia y la llamada bobina de Tesla,
utilizada en el campo de las comunicaciones por radio. La unidad de inducción
magnética, del sistema MKS, recibe este nombre en su honor (Tesla =
Weber/m2)
Alemán, nació en Hamburgo y estudió en
la Universidad de Berlín. Fue profesor de física en la Escuela Técnica de
Karlsruhe, y en la Universidad de Bon. Este físico es celebre por sus
investigaciones relativas a la propagación de las ondas electromagnéticas, en
las que se fundamentan la radio y la telegrafía sin hilos, que el mismo
descubrió.
Hertz desarrolló la teoría
electromagnética de la luz, que había sido formulada por el físico James Clerk
Maxwell, lo que dio lugar a su descubrimiento en 1887, del efecto
fotoeléctrico. Hertz también demostró que la electricidad puede transmitirse en
forma de ondas electromagnéticas, las cuales se propagan a la velocidad de la
luz, teniendo además muchas de sus propiedades. La unidad de frecuencia el
hercio (Hz) recibe este nombre en su honor.
Este físico y químico estadounidense,
nació en Morrison (Illinois) y estudió en las universidades de Columbia, Berlín
y Göttingen. Millikan es conocido principalmente por sus trabajos dentro de la
física atómica y por haber descubierto, cuantitativamente, la carga del
electrón --ya definida por J. J. Thompson--, trabajo que le valió el Novel de
Física en 1923.
Se incorporó como docente a la
Universidad de Chicago en 1896, y en 1910 fue nombrado profesor de física;
abandonó la universidad en 1921 al convertirse en director del laboratorio
Norman Bridge de física, en el Instituto de Tecnología de California.
Los experimentos que le permitieron
demostrar y medir la unidad elemental de carga (la que posee el electrón),
comprobando que la carga eléctrica solamente puede existir como múltiplo de esa
carga elemental, se conocen hoy en día con el nombre de experimento de Millikan
o de la gota de aceite. Entre sus otras aportaciones a la ciencia destacan su
importante investigación sobre los rayos cósmicos, como él los denominó, y
sobre los rayos X, así como la determinación experimental de la constante de
Planck.
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