Historia de la electricidad y el electromagnétismo

Origen y descubrimiento

Los primeros contactos con la electricidad documentados se dan en la Antigua Grecia, en el siglo VI A.C, Su descubrimiento se atribuye al filósofo griego Thales de Mileto de comprobó las propiedades eléctricas del ámbar, el cual al ser frotado con una pieza de lana era capaz de atraer a pequeños objetos o partículas. ". También se descubrió que dos varillas de ámbar luego de ser frotadas se repelían, pero la razón de estos fenómenos no era comprendida. [pic 1]

Sin embargo, el estudio de la electricidad no se inició realmente hasta finales del siglo XVI, de la mano del científico inglés William Gilbert (1544-1603), autor del primer tratado conocido acerca de este tema.

El padre del geomagnetismo

Guillermo Gilbert (1544-1603), su obra más importante está relacionada al estudio del magnetismo y fue publicada en 1600, bajo el título De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Sobre el magnetismo, cuerpos magnéticos y el gran imán telúrico o Tierra). En ella resume todas sus investigaciones sobre cuerpos magnéticos y atracciones eléctricas, siendo el primero en usar los términos atracción eléctrica y fuerza eléctrica. Por este motivo es considerado por muchos el padre de los estudios de fenómenos eléctricos y geomagnéticos. En su obra De Magneticisque Corporibus et de Magno Magnete Tellure detalló que algunas sustancias como el vidrio, el azufre y la resina se comportaban como el ámbar, y cuando eran frotadas atraían objetos livianos; mientras que otras como el cobre o la plata no ejercían ninguna atracción. A las primeras las llamó "eléctricas", mientras que a las segundas las denominó "aneléctricas".[pic 2]

Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar. Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.

La nueva era

Las aportaciones de Gilbert serían retomadas por un alemán, Otto von Guericke (1602-1686), quien inventó la primera máquina de vacío. Esta facilitaba la atracción de los cuerpos electrificados, ya que el aire dejaba de ser un obstáculo. Von Guericke también fue el artífice de la primera máquina electrostática: en este caso, un gran globo de azufre que el científico electrificó frotándolo con las manos. Estos instrumentos rudimentarios le permitieron descubrir tanto el fenómeno de la conducción eléctrica, es decir, la capacidad de esta misteriosa energía de transmitirse a través de ciertos cuerpos, como el poder de las puntas, esto es, la tendencia de los objetos puntiagudos a presentar propiedades eléctricas. [pic 3]

La máquina del vacío fue aprovechada por el estadounidense Benjamin Franklin (1706-1790), tras haber demostrado, en 1752, que el rayo es un fenómeno de naturaleza eléctrica, una especie de chispa gigante. Esta observación, unida a los hallazgos de Von Guericke acerca de los objetos puntiagudos, le permitió inventar el pararrayos. Se trataba de una varilla terminada en punta que, colocada sobre los edificios o los barcos, los mantenía a salvo de los efectos de la electricidad de las nubes.

En 1733, el físico y químico francés Charles du Fay (1698-1739) realizó otra aportación clave a la historia de la electricidad. Du Fay descubrió que había dos tipos de electricidad a las que hoy nos referimos como cargas eléctricas; Un primer tipo obtenido de frotar vidrio, al que llamó electricidad vidriosa, y una segunda tipología obtenida de la fricción de cuerpos resinosos, a los que llamó electricidad resinosa. Dos cuerpos con una carga eléctrica de la misma naturaleza se repelen entre sí, mientras que dos cuerpos con una carga eléctrica diferente se atraen. Por esta razón, Benjamin Franklin adoptó años después los conceptos de electricidad positiva y negativa.[pic 4]

A partir de 1780, la revolución industrial impulsó las investigaciones y el conocimiento científico. En esta época, Benjamín Franklin rebatió las teorías de Du Fay y postuló que la electricidad era un fluido único, calificando a las sustancias en eléctricamente positivas y negativas de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido. Franklin confirmó también que el rayo era efecto de la conducción eléctrica a través de un célebre experimento, en el cual la chispa bajaba desde un barrilete remontado a gran altura hasta una llave que él tenía en la mano. Posteriormente se estableció la distinción entre los materiales aislantes y conductores. Los aislantes eran aquéllos a los que Gilbert había considerado "eléctricos", en tanto que los conductores eran los "aneléctricos".

Ahora bien, la auténtica revolución llegó de un lugar insospechado: el trabajo de un anatomista italiano, Luigi Galvani (1737-1798) en los músculos de las ancas de ranas disecadas. En 1791, descubrió que estos músculos mostraban curiosas propiedades eléctricas en cuanto entraban en contacto con dos metales de diversa naturaleza.

En 1785, el francés Charles Coulomb (1736-1806) corroboró que la fuerza entre cargas eléctricas 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. El italiano Galvani hizo otro descubrimiento importante en forma accidental hacia fines del siglo XVIII. En 1786 observó que, al conectar un alambre de hierro o latón al nervio de una pata de rana y una varilla al músculo, éste se contraía del mismo modo que cuando se le hacía pasar una descarga eléctrica.

Más adelante, el físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) retomó los avances de su compatriota y demostró que la rana desempeñó meramente un rol secundario: el efecto eléctrico resultó en realidad del contacto de dos metales de diferente naturaleza a través de un paño húmedo. Inspirado por esta conclusión, en 1800 desarrolló la primera batería eléctrica, que consistía en una pila de ahí su nombre de discos de cobre y zinc, entre los cuales había tejidos interconectados empapados en ácido.

Esta invención revolucionó la electricidad: a diferencia de las máquinas electrostáticas que debían cargarse por fricción y que se descargaban en muy poco tiempo, la batería Volta producía una especie de descarga continua que el físico francés André-Marie Ampère (1775-1836) bautizó en 1820 como corriente eléctrica.

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En el siglo XVIII, el trabajo experimental iniciado en el siglo anterior se aceleró. Pronto se descubrieron otros efectos y surgieron nuevos utensilios, al tiempo que se definieron nuevos conceptos, un paso previo indispensable para el conocimiento de los fenómenos electrostáticos. Le debemos a Stephen Gray el descubrimiento de la electrificación por influencia, consistente en la posibilidad de electrificar un cuerpo a distancia, sin contacto directo, así como la distinción entre cuerpos conductores, que permiten que la electricidad se propague, y cuerpos aislantes, que inhiben esta transmisión.

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