Estudio científico sobre la electricidad

Inicios

Se dice que la primera observación sobre la electricidad la realizó Tales de Mileto el año 600 antes de Cristo. Observó que unas briznas de hierba seca eran atraídas por un trozo de ámbar que antes había frotado con su túnica.

Tuvieron que transcurrir tres siglos hasta que el filósofo Theophrastus (374-287 AC) escribiese estas observaciones y otras que hizo con otras sustancias, dejando de esta manera el primer estudio científico sobre la electricidad.

El romano Plinio (23-79 DC), conocido viajero y naturalista clásico experimentó también con el ámbar y lo compraró a la piedra imán. En su obra habla también de un pez del que salían chispas, pero no relaciona entre si estos fenómenos y los cita sencillamente como curiosidades naturales.

Al cabo de mil quinientos años, el médico y físico inglés William Gilbert (1544-1603) debió leer o saber de estas experiencias y las repitió... estudió los efectos producidos, es decir, la atracción del ámbar sobre unas finas partículas y llamó electricidad a este fenómeno, de la palabra elektron que es el nombre griego del ámbar. Experimentó con otras sustancias y observó el mismo fenómeno en el azufre, lacre y algunas piedras preciosas. La Reina Elizabeth I le pidió también un estudio sobre los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas de navegación. Este trabajo fue la base de estudios posteriores de electrostática y magnetismo. Gilbert escribió un libro que tituló "De Magnate", donde hacia referencia a Tales y a Theophrastus. Años después de la muerte de Gilbert, el irlandés Boyle demostró que la electricidad perdura un cierto tiempo en los cuerpos después de haberlos frotado.

A partir de estos estudios, la electricidad despertó la curiosidad y fue objeto de múltiples investigaciones, favorecidas por el ambiente científico de finales del siglo XVII. El año 1672, el alemán Otto von Guericke (1602-1686) desarrolló la primera máquina electrostática para producir cargas eléctricas. También descubrió que cuerpos que no habían sido electrizados por frotamiento, lo eran cuando se ponían en contacto con otros que si lo estaban.

El año 1733, el francés François de Cisternay du Fay descubrió que dos esferas de corcho, frotadas con una varilla de resina, se repelían si se ponían en contacto una con otra. Pero, si se cargaban por separado i de diferente manera, una con una varilla de vidrio i la otra con una varilla de resina, se atraían en lugar de separarse. Se tenia el convencimiento de que la electricidad tenia una naturaleza fluida y dijo que había dos tipos: resinosa y vítrea.

El año 1745, en la Universidad de Leyden se ideó un sistema para almacenar electricidad estática, la "botella de Leyden" que mas tarde seria el primer condensador. El ingenio se hizo popular y se utilizó para hacer demostraciones de las maravillas de la electricidad. La botella fue mejorada, pero mantuvo su estructura original. Durante muchos años fue objeto de experiencias y un ingenio fundamental para detectar el comportamiento de muchas otras experiencias sobre electricidad. En el año 1795 se publicó una historia de la electricidad en tres volúmenes que decía que con la botella de Leyden se iniciaba una nueva era de la electricidad y que era improbable que se pudiese esperar algo mas de este fenómeno. Dos años mas tarde, el físico inglés William Watson, mediante un cable transmitió instantáneamente una carga eléctrica a una distancia de mas de tres kilómetros... ¿Se podía utilizar este fenómeno para la comunicación instantánea? La respuesta tardó aun unos años.

Benjamín Franklin, también conocido como uno de los políticos de la independencia de los EEUU, fue un notable investigador de la electricidad. Un amigo que venia de Europa le llevó una botella de Leyden, con la que pudo llevar a cabo gran cantidad de investigaciones. La invención del pararrayos fue el resultado de sus experiencias con la electricidad atmosférica. El año 1747 afirmó, en contra de lo que se había dicho antes, que no había dos tipos de electricidad, sino uno solo que se podía presentar por exceso o por defecto y llamo a estos efectos "electricidad positiva" o "electricidad negativa". Esta idea de dos electricidades era incorrecta, pero los nombres de positivo y negativo todavía se siguen utilizando.

El año 1750 se ideó una máquina de inducción de cargas eléctricas que mejoró las primeras ideadas 75 años antes.

El año 1766 el químico Joseph Priestley (1733-1804) afirmó que la fuerza entre cargas eléctricas es inversamente proporcional a las distancia que las separa. A este químico también se le debe el descubrimiento del oxígeno.

El año 1776, Charles Agustin de Coulomb (1736-1806) inventó la balanza horizontal con la que calculó exactamente la fuerza de atracción entre cargas eléctricas y confirmó experimentalmente las teorías de Priestley de diez años atrás

Un anatomista italiano, Luigi Galvani, observó por primera vez que una descarga eléctrica entre las patas de una rana muerta producía contracciones de sus músculos. Se dice que este descubrimiento inspiró la novela "El doctor Frankenstein" escrita en aquella época. Galvani colgó las patas de rana en una reja metálica durante una tormenta. Las patas de rana se contraían y ello duro incluso pasada la tempestad. Descubrió que la contracción se producía cuando el músculo tocaba dos metales diferentes de la reja, posiblemente hierro y cobre. Galvani creyó que la electricidad se generaba en el músculo, observación errónea que descubrieron posteriormente otros investigadores. Galvani hizo su descubrimiento el año 1786, pero continuó investigando y publicó sus resultados el año 1791.

Alessandro G. Volta, unos años mas tarde (1796) supuso lo contrario, es decir, que el contacto entre metales diferentes era el que generaba electricidad. Esta hipótesis le permitió construir el primer dispositivo generador de electricidad. Era la transformación de la energía de una reacción química en energía eléctrica. Esta fue la primera vez en la historia que se generaba electricidad continua y estable. Comunicó las conclusiones de sus investigaciones a la "Royal Society" de Londres el 28 de junio de 1800. Este día se considera que comienza el segundo periodo de la electricidad. Ja no se dependía de la electricidad estática y puede afirmarse que se entró en la historia de la Eectricidad aplicada o de la industria eléctrica.

A las primeras pilas de Volta se deben los avances teóricos y prácticos que se sucedieron posteriormente. Esta pila fue fruto de la intuición y se hizo funcionar sin saber exactamente cual era la causa de la energía eléctrica producida. Fue al cabo de cuarenta años que Faraday descubrió la fuente química de la electricidad.

Uno de los investigadores que se aprovechó de la invención de la pila fue Sir Humphry Davy (1778-1829) que desarrolló la electroquímica. Hizo investigaciones sobre la pila de Volta e intentó explicar científicamente su funcionamiento. El año 1801 observó el "arco eléctrico" entre dos puntas intercaladas en el circuito de una pila. También se deben a él las primeras observaciones sobre la incandescencia de un conductor por el que pasaba la energía eléctrica de una batería. Entre los años 1806 y 1808 publicó los resultados de sus investigaciones sobre la electrólisis. Con este método consiguió la separación del magnesio, bario, estroncio, calcio, sodio, potasio y boro. El año 1807 fabricó una batería con mas de dos mil placas, con las que descubrió el cloro y demostró que es un elemento y no un ácido como se creía. Entre sus descubrimientos prácticos hay que destacar una lámpara de seguridad para los mineros. Se dice que uno de sus descubrimientos mas importantes fue conocer a Faraday cuando éste era joven y trabajaba como encuadernador en una imprenta y lo contrató como ayudante para su laboratorio.

Un empuje a la teoría de la electricidad lo dio el matemático francés Siméon-Denis Poisson (1781-1849) que en el año 1812 publicó un trabajo relacionado en el que definió matemáticamente las leyes de la electrostática y las primeras que hacían referencia a la electricidad y al magnetismo.

El año 1820, el físico danés Hans Christian Oersted demostró que una corriente eléctrica generaba un campo magnético. Lo descubrió cuando hacia una experiencia con sus estudiantes y una aguja de brújula, colocada accidentalmente cerca de un conductor en un circuito eléctrico, se movió. Este descubrimiento tuvo una gran importancia en le historia de la electricidad. Se puso en evidencia la relación entre electricidad y magnetismo y se avanzó rápidamente en la comprensión de la relación entre los dos fenómenos. Este mismo año, André Marie Ampere demostró que un solenoide (cable enrollado en espiral) aumentaba considerablemente el campo magnético generado, en proporción directa a la cantidad de vueltas.

Al año siguiente del descubrimiento de Oersted, Michael Faraday introdujo una idea fundamental para la física moderna. Habló de "campo" para describir una fuerza electromagnética. En 1820 Jean-Baptiste Biot (1774-1862) y Felix Savart (1791-1841) calcularon la fuerza ejercida por un campo magnético sobre una carga eléctrica y demostraron que es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. A esta fuerza la definieron como "intensidad de campo".

El año 1823, el inglés William Sturgeon (1753-1850), aprovechando el efecto de

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