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| Historia
de la Electricidad
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| Los fenómenos eléctricos
en la Naturaleza son conocidos desde la Antigüedad, aunque
no fue hasta aproximadamente el 600
a. C. cuando Tales
de Mileto comprobó las propiedades eléctricas
del ámbar, el cual al ser frotado con una pieza de lana
era capaz de atraer a pequeños objetos. Fue en este momento
cuando comenzó el estudio racional de dichas propiedades
apartándose de las explicaciones que hasta el momento
ligaban cualquier proceso de la Naturaleza a causas sobrenaturales
como podían ser la ira o la venganza de los Dioses hacia
los hombres.
Transcurrieron muchos siglos antes de que el inglés
William
Gilbert, ya en el siglo XVII, retomara el estudio
de las propiedades eléctricas de la materia deduciendo
que no sólo el ámbar atraía a otros cuerpos
ligeros tras ser frotado, sino que había otros muchos
materiales que actuaban de la misma manera, mientras que otros
no ejercían ninguna atracción. Es Gilbert quien
tomó la palabra elektron,
que en griego significaba ámbar, para definir la propiedad
de los cuerpos conocida como Electricidad.
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| En
1672 el
físico alemán Otto
von Guericke desarrolló la primera
máquina electrostática para producir cargas
eléctricas. Esta máquina consistía
en una esfera de azufre con una manija a través
de la cual la carga era inducida al pasar la mano sobre
la esfera. |
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| Uno de los problemas
importantes a resolver era determinar cuántas clases
de electricidad había y quien finalmente consiguió
establecerlo fue Francois
de Cisternay Du Fay en 1733,
quién tras realizar numerosos estudios sobre la electricidad,
estableció que tan sólo había dos tipos
de electricidad, la vítrea que se liberaba frotando
el vidrio y que correspondía a la carga positiva, y
la resinosa liberada frotando ebonita y que correspondía
a la carga negativa. Además de estos experimentos también
observó que las electricidades del mismo tipo se repelían,
mientras que las de distinto tipo se atraían. |
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El primer
condensador eléctrico fue desarrollado en la Universidad
de Leyden en 1745
por los físicos E. G. Von Kleist
y Petrus van Musschenbroek. La llamada
botella
de Leyden consistía en una botella
de vidrio con dos electrodos, uno dentro de ella y sumergido
en un líquido o unido a una placa conductora y
otro fuera de ella. |
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| Simultáneamente
al otro lado del Atlántico, Benjamin
Franklin desarrollaba sus famosos experimentos
sobre la naturaleza eléctrica de los rayos atando
a una cometa un pedazo de metal a través del cual
se recibían las descargas, lo que le llevó
a la invención del pararrayos. Franklin mantenía
que la electricidad era un fluido y catalogaba las sustancias
como eléctricamente positivas o negativas de acuerdo
a un exceso o defecto de ese fluido.
En 1766,
el químico Joseph
Priestley probó que la fuerza que
se ejercía entre las cargas eléctricas
variaba de forma inversamente proporcional a la distancia
que las separaba, y también que la carga eléctrica
se distribuía uniformemente en la superficie
de una esfera hueca, mientras que en el interior de
la misma no había carga. |
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| Charles
Coulomb diez años más tarde, utilizando
una balanza de torsión para medir la fuerza entre cargas
eléctricas, corroboró que dicha fuerza era proporcional
al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia que separaba las cargas, este enunciado se conoció
como Ley
de Coulomb. |
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Ya dentro del
siglo XIX, fueron muchos los avances que se realizaron
el campo de la electricidad. El médico y físico
italiano Luigi
Galvani descubrió accidentalmente
que al tocar con un aparato electrizado las ancas de una
rana muerta estas se contraían, lo que le llevó
a elaborar la teoría de la Electricidad Animal.
Esta teoría no era compartida por Alejandro
Volta compatriota suyo, quien creía
que eran las placas conductoras las que causaban la corriente
eléctrica y no los músculos del animal en
sí. Gracias a estos estudios, Volta pudo elaborar
la primera pila
galvánica, una celda química
capaz de producir corriente continua. |
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Mientras tanto Georg
Simon Ohm, sentó las bases del estudio de
la circulación de las cargas eléctricas en el
interior de materiales conductores, la conocida Ley
de Ohm.
A partir de este momento los estudios comenzaron a centrarse
en la relación del magnetismo, fenómeno conocido
desde la antigüedad, con la electricidad. En 1819,
el científico danés Christian
Oersted, descubrió el electromagnetismo
cuando, al realizar un experimento para sus alumnos, notó
el movimiento de la aguja de una brújula colocada accidentalmente
cerca de un cable que conducía la corriente.
En 1820 los
franceses Jean-Baptiste Biot y Felix
Savart calcularon la fuerza que ejercía un
campo magnético sobre una carga eléctrica, definiendo
que la intensidad del campo magnético producido por
una corriente eléctrica era inversamente proporcional
al cuadrado de la distancia, Ley
de Biot-Savart.
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| Andre-Marie
Ampere estableció los principios de
la Electrodinámica, llegando a la conclusión
de que la fuerza electromotriz era producto de dos efectos:
la tensión eléctrica y la corriente eléctrica.
En su experimentación con conductores determinó
que estos se atraían si las corrientes eléctricas
llevaban la misma dirección y se repelían
si tenían direcciones contrarias, ley
de Ampere.
A partir de los estudios de Ampere, comienza un desarrollo
febril de las aplicaciones tecnológicas derivadas
del electromagnetismo, así comenzó la
fabricación de electroimanes como los perfeccionados
por Joseph Henry, quien observó
que la polaridad cambiaba al cambiar la dirección
del flujo de corriente, desarrollando el concepto de
inductancia propia o autoinductancia.
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| En 1831
Michael
Faraday analizando las consecuencias de la Ley
de Ampere, y tras un experimento fallido en el que supuso que
una corriente que circulara cerca de un circuito eléctrico
induciría otra corriente en él, decidió
sustituir la corriente por un imán y encontró
que su movimiento cerca de un circuito eléctrico creaba
en éste una corriente. Había descubierto que el
trabajo mecánico empleado en mover un imán podía
transformarse en corriente eléctrica. Faraday con estos
descubrimientos hizo posible la invención del generador
eléctrico o dinamo, el transformador
y fue precursor de los motores
eléctricos. |
| Una
de las primeras aplicaciones tecnológicas del electromagnetismo
vino de la mano de Samuel
Morse en 1835,
quien concibió la idea de utilizar un simple circuito
electromagnético para transmitir información,
el telégrafo.
El físico inglés James
Prescott Joule y el alemán Hermann
Helmholtz llegaron a demostrar que los circuitos
eléctricos cumplían la ley de conservación
de la energía y que por lo tanto la Electricidad
era una forma de energía, Ley
de Joule. |
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Otro alemán Gustav Kirchoff se dedicó
al estudio de las propiedades de los circuitos eléctricos,
enunciando en 1845
unas leyes conocidas como Leyes
de Kirchoff I y II.
El desarrollo matemático de la teoría electromagnética
se debió a James
Maxwell, quien introdujo las cuatro ecuaciones
del electromagnetismo y quien dedujo que la luz era una onda
electromagnética, sentando las bases de la óptica
moderna. Una de las primeras aplicaciones basadas en la teoría
de propagación de las ondas electromagnéticas
vio la luz en 1872,
cuando Alexander
Graham Bell inventó el teléfono.
A finales del siglo XIX, tras haber sido desarrolladas las
Leyes del electromagnetismo, las aplicaciones tecnológicas
del mismo sufrieron un estallido patentándose multitud
de inventos relacionados con él. Algunos de los inventos
más trascendentes de la época se debieron al
polifacético Thomas
Alva Edison, quien en 1879
produjo la primera Lámpara Incandescente, es decir
la primera bombilla,
y quien en 1882
instaló el primer sistema eléctrico para suministrar
electricidad a la ciudad de Nueva York, con una potencia total
de 30 Kw. |
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Otros científicos
importantes de finales de siglo fueron Heinrich
Hertz cuyos trabajos de propagación
y reflexión de ondas electromagnéticas abrieron
la puerta al desarrollo de la radio,
y Nikola
Tesla que en 1888
desarrolló la teoría de los campos rotantes
base de los generadores y motores polifásicos de
corriente alterna.
Durante la primera parte del siglo XX, los esfuerzos
se dirigieron hacia la creación de centrales
eléctricas que fueran capaces de satisfacer la
enorme demanda de electricidad que suponía iluminar
y abastecer las industrias de los núcleos urbanos.
También se multiplicaron las aplicaciones tecnológicas
que utilizaban la electricidad para su funcionamiento. |
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Ya en la década de los años cuarenta, se
logró dar un nuevo impulso a la Ciencia, y sobre
todo a la tecnología, con el descubrimiento de
las propiedades de los materiales
semiconductores. Los científicos americanos
Walter Brattain, John
Bardeen y Willian Shockley,
crearon en 1948
el primer transistor, gracias al cual se desarrollaría
más tarde la Electrónica, en cuya era vivimos
inmersos hoy en día. Son muchos los inventos que
se han dado lugar gracias a su existencia, el ordenador,
la televisión y cualquiera de los aparatos electrónicos
de los que en la actualidad podemos disfrutar. |
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Otro de los grandes campos de investigación aún
de plena actualidad es el del fenómeno de la superconductividad.
Aunque comenzó a estudiarse ya a finales del siglo XIX
por el holandés Heike
Kamerleingh Oanes, todavía están
en vías de desarrollo muchas de sus aplicaciones tecnológicas,
entre ellas el uso de materiales superconductores como transmisores
de electricidad así como los trenes de levitación
magnética. |
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