HISTORIA DEL ELECTROMAGNETISMO

HISTORIA DEL ELECTROMAGNETISMO

Una parte de la historia del electromagnetismo se monta a los chinos que sugieren que el electromagnetismo fue conocido a principios del año 2000 A.c., otra parte de la historia se remonta a los antiguos griegos que observaron los fenómenos eléctricos y magnéticos posiblemente a principios del año 700 A.c. Para ello descubrieron que un pedazo de ámbar frotado se electrificaba y era capaz de atraer trozos de paja o plumas. La existencia de la fuerza magnética se conoció al observar que pedazos de roca natural llamada magnetita (Fe3O4) atraen el hierro. (La palabra eléctrico proviene del vocablo griego para el ámbar, electrón. La palabra magnética viene del nombre de un distrito central al norte de Grecia donde se descubrió, Magnesia.)

En 1600, William Gilbert descubre que la electrificación no estaba limitada al ámbar sino que este era un fenómeno general. Así, científicos electrificaron una variedad de objetos, incluyendo gallinas y personas.

Experimentos realizados por charles Coulomb en 1785 confirmaron la ley inverso del cuadrado para la electricidad.

Hasta principios del siglo XIX los científicos establecieron que la electricidad y el magnetismo son, en efecto, fenómenos relacionados. En 1820 Hans Oersted descubre que una brújula sé deflecta cuando se coloco cerca de un circuito que lleve corriente eléctrica. En 1831, Michael Faraday, y simultáneamente, Joseph Heary, demuestran que, cuando un magneto o imán (o de manera equivalente, cuando el magneto se mueve cerca de un alambre), una corriente eléctrica se observa en el alambre. En 1873, James Clerk Maxwell uso estas observaciones y otros factores experimentales como base, y formula leyes del electromagnetismo que se conocen actualmente. (Electromagnetismo es el nombre dado a la combinación de los campos eléctrico y magnético.)

Poco tiempo después (alrededor de 1888), Heinrich Hertz verifica las predicciones de Maxwell produciendo ondas electromagnéticas en el laboratorio. Esto fue seguido por desarrollos prácticos como la radio y la televisión.

1

Las contribuciones de Maxwell a la ciencia del electromagnetismo fueron especialmente significativas debido a que las leyes formuladas por él son básicas para todas las formas de los fenómenos electromagnéticos. Su trabajo es comparable en importancia al descubrimiento de Newton con sus leyes del movimiento y la teoría de la gravitación.

Otra parte de la historia muestra a los antiguos griegos que no ignoraban la existencia de una piedra magnética capaz de atraer el hierro y habían comprobado que este metal se imantaba si se ponía en contacto con un imán.

Varios siglos antes de nuestra era parece ser que los chinos empleaban ya la brújula, instrumento basado en

las propiedades de la aguja imantada, que no llegó, sin embargo, a Europa hasta el siglo XV, cuando empezaron a utilizarla los navegantes en sus viajes exploratorios.

El descubrimiento científico básico logrado por Edison (a pesar del hecho de que ese estableció casi 1100 patentes) mejoró del desarrollo de los sistemas de comunicación modernos (radio, telefonía, radar y tv).

Durante el periodo que Edison se dedicaba a preparar la luz eléctrica, colocó un filamento metálico en una ampolla de vidrio e hizo el vacío en su interior (tubo vacío) con un segundo electrodo que estaba conectado al polo positivo de una batería. Descubrió que cuando hacia pasar una corriente a través del filamento y éste se calentaba y se ponía incandescente, un flujo de electricidad (electrones) pasaba a través del espacio vacío en el tubo al electrodo cargado positivamente (la placa) y volvía a la batería. Este fenómeno se llama efecto Edison, pero Edison no vio en su dispositivo posibilidades prácticas y no hizo nada con el excepto, patentarlo.

Veinte años después, Fleming utilizó el efecto Edison para inventar un diodo rectificado, un dispositivo para convertir la corriente alterna en corriente directa. Este fue en esencia el tubo de vacío de dos elementos de

Edison. Unos años mas tarde, De forest agregó un tercer electrodo (una rejilla) al tubo de vacío de los electrodos de Edison. Este dispositivo hizo posible amplificar las energías de las ondas electromagnéticas extremadamente débiles (radiondas) que son emitidas por las señalas eran fortalecidas y reenviadas a mayor distancia, y pudieron entonces utilizarse los altavoces. Este fue el auténtico meollo de los sistemas de comunicación modernos y de la vasta industria electrónica que se ha desarrollado durante este siglo.

TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA

A finales del siglo XVIII y principios del XIX se investigaron simultáneamente las teorías de la electricidad y el magnetismo. En 1819, el físico danés Hans Christian Oersted llevó a cabo un importante descubrimiento al observar que una aguja magnética podía ser desviada por una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por el científico francés André

Marie Ampère, que estudió las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas, y por el físico francés Dominique François Arago, que magnetizó un pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una corriente.

En 1831, el científico británico Michael Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades

de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Así, Oersted

demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético, mientras que Faraday demostró que puede

emplearse un campo magnético para crear una corriente eléctrica.

La unificación plena de las teorías de la electricidad y el magnetismo se debió al físico británico James Clerk

Maxwell, que predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno

electromagnético.

EL HECHO BÁSICO DEL ELECTROMAGNETISMO

Es posible establecer que todos aquellos fenómenos magnéticos cuando dos cargas están en movimiento, entre

ellas surge una fuerza que se denomina fuerza magnética.

2

Cuando dos cargas eléctricas se encuentran en reposo, entre ellas existe una fuerza denominada electrostática.

Todas las manifestaciones de fenómenos magnéticos se pueden explicar mediante esta fuerza existente entre

cargas eléctricas en movimiento. De manera que la desviación en la aguja del experimento de Oersted, se

debió a la existencia de dicha fuerza, también ésta es la responsable de la orientación de la aguja magnética en

la dirección Norte−Sur; La atracción y repulsión entre los polos de los imanes incluso una consecuencia de

esta fuerza magnética.

EL EXPERIMENTO DE OERSTED:

En 1982 mientras trabajaba en su laboratorio Oersted montó un circuito eléctrico y lo coloco cerca de una

aguja magnética, al no haber corriente en el circuito (circuito abierto) la aguja se ubicaba en le dirección norte

− sur. Las ramas del circuito deben colocarse en forma paralela a la aguja. Quiere decir que se debe orientar

en la dirección norte−sur.

Al establecer una corriente en el circuito, Oersted observó que la aguja magnética se desviaba, tendiendo a

orientarse en dirección perpendicular al conductor AB, al interrumpir el paso de la corriente, la aguja volvía a

su posición inicial en la dirección Norte−Sur. Estas observaciones realizadas por Oersted demostraron que una

corriente eléctrica podía actuar como si fuese un imán, originando desviaciones en una aguja magnética. Así

se observo por primera vez que existe una relación estrecha entre la electricidad y el magnetismo: una

corriente eléctrica es capaz de producir efectos magnéticos.

Al darse cuenta de la importancia de su descubrimiento, Oersted divulgó el resultado de sus observaciones,

que inmediatamente atrajo la atención de varios científicos de esa época. Algunos de ellos comenzaron a

trabajar en investigaciones relacionadas con dicho fenómeno, entre los cuales se destaca el trabajo de Ampere.

Poco después se comprobó que todo fenómeno magnético era producido por corrientes eléctricas, es decir se

lograba de manera definitiva, la unificación de magnetismo y la electricidad, originado la rama de la física que

actualmente se conoce como electromagnetismo.

LEY DE FARADAY

Para algunas leyes físicas, es difícil encontrar experimentos que conduzca de una manera directa y

convincente a la formulación de la ley de Gaus, por ejemplo fue esbozándose lentamente como el factor

común con cuya ayuda todos los experimentos electrostáticos podían interpretarse y correlacionarse.

La ley de inducción electromagnética de Faraday que es una de las ecuaciones fundamentales de

electromagnetismo.

Algunos de Los experimentos fueron llevados por Michael Faraday en Inglaterra en 1813 y por, Joseph Henry

en los Estados Unidos aproximadamente en la misma época.

Se tienen las terminales de una bobina conectada en un galvanómetro normalmente no seria de esperarse que

este instrumento se desvía debido a que no hay fuerza electromotriz en este circuito pero si se introduce un

imán recto en la bobina con su polo norte dirigiéndose a ella, ocurre una cosa notable mientras que el imán se

va moviendo, el galvanómetro se desvía, poniendo de manifiesto que esta pasando una corriente por la bobina.

Si el imán se sostiene fijo

...