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• Ángel Ferrer

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Eventos relevantes del Electromagnetismo Introducción: La electricidad se trata conjuntamente con el magnetismo porque ambos aparecen generalmente juntos, cuando el primero está en movimiento, el último también está presente. El fenómeno del magnetismo se conoce desde tiempos antiguos. La piedra imán o magnetita, es un óxido de hierro que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, ya era conocida por los griegos, los romanos y los chinos. Las fuerzas eléctricas, magnéticas, la gravedad, y las llamadas fuerzas débiles y fuertes, son las cinco fuerzas conocidas de la física. La gravedad es dominante a una escala planetaria y estelar, mientras que las fuerzas débiles y fuertes son importantes dentro del núcleo de los átomos; las fuerzas eléctricas y magnéticas son fundamentales en el intermedio. El electromagnetismo abarca tanto la electricidad como el magnetismo y es básico para todo circuito eléctrico y magnético.

Hechos relevantes: 1.- Historia antigua y clásica (1000 a.C) El conocimiento de la electricidad estática data de las primeras civilizaciones, pero durante milenios ha permanecido como un interesante y misterioso fenómeno, sin una teoría que explique sus fundamentos y a menudo confundida con el magnetismo. Basándose en su descubrimiento de un artefacto olmeca de hematita en América Central, el astrónomo americano John Carlson ha sugerido que los olmecas pueden haber descubierto y usado la brújula geomagnética de imán antes del 1000 a. C.

2.- Tales de Mileto (600 a.C) Alrededor del 600 a.C, señaló que una forma de electricidad ya fue observada por los antiguos griegos que podía causar una particular atracciónpor frotamiento de piel sobre varias sustancias, como el ámbar. Observo que al frotar el ámbar con seda sé producían chispas y el ámbar adquiría la capacidad de atraer partículas de pelusa y de paja. La palabra griega para el ámbar es el electrón, de ella se deriva las palabras electricidad, electrón y electrónica. Noto

la fuerza de atracción entre trozos de una roca magnética natural llamada piedra de imán que se encontró en un lugar llamado magnesia, de cuyo nombre se derivan las palabras magneto y magnetismo. Tales de Mileto fue pionero en la electricidad y el magnetismo.

3.- SIGLO XVII Isaac Newton (1601-1700) Afirmó que la luz estaba compuesta de numerosas partículas pequeñas. Esto podría explicar rasgos tales como la capacidad de la luz de viajar en línea recta y reflejarse en las superficies. Sabían que esta teoría tenía sus problemas: aunque explicara bien la reflexión, su explicación de la refracción y la difracción eran menos satisfactorias. Para explicar la refracción, la «Óptica» de Newton (1704) postuló un «medio etéreo» que transmite las vibraciones «más rápido» que la luz, por lo que la luz, cuando es alcanzada, es puesta en «Ataques de la reflexión sencilla y la fácil transmisión», que causaba la refracción y la difracción.

4.- “Eléctricos y no eléctricos” Stephen Gray (1729) Realizó una serie de los experimentos que demostraron la diferencia entre conductores y no conductores (aisladores), al mostrar entre otras cosas que un conductor metálico e incluso un paquete de hilos conducían la electricidad conducida, mientras que la seda no lo hizo. En uno de sus experimentos envió una corriente eléctrica por 800 pies (unos 243 m) de hilo de cáñamo que fue suspendido a intervalos por lazos de hilo de seda. Cuando trató de repetir el mismo experimento sustituyendo la seda por un conductor fino hilos de cobre, encontró que la corriente eléctrica no era transportada de la cuerda de cáñamo, pero en cambio parecía desaparecer en el conductor de cobre. A partir de este experimento clasificó las sustancias en dos categorías: «eléctricos» como cristal, resina y seda y «no eléctricos» como el metal y el agua. Los «eléctricos» conducen las cargas mientras que los «no eléctricos» pierden la carga. 5.- Benjamín Franklin (1706-1790) En 1752, Benjamín Franklin es frecuentemente confundido como el personaje clave que se encuentra detrás de la electricidad. William Watson y Benjamín Franklin comparten el descubrimiento de los potenciales eléctricos. 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 célebre cometa, que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático.

6.- En 1800, Alessandro Volta Construyó el primer dispositivo para producir una corriente eléctrica grande, posteriormente conocido como la batería eléctrica. 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.

7.- Hans Chistian Oesterd (1777-1851) En 1813 ya predijo la existencia de los fenómenos electromagnéticos, lo cual no demostró hasta 1819, junto con Ampere, cuando descubrió la desviación de una aguja imantada al ser colocada en dirección perpendicular a un conductor, por el que circula una corriente eléctrica, demostrando así la existencia de un campo magnético en torno a todo conductor atravesado por una corriente eléctrica, e iniciándose de ese modo el estudio del electromagnetismo. Se cree que también fue el primero en aislar el aluminio, por electrólisis, en 1825, y en 1844 publicó su Manual de física mecánica. Este descubrimiento dio una pista de la íntima relación entre la electricidad y el magnetismo que fue rápidamente seguida por Ampère, que poco tiempo después (1821) anunció su célebre teoría de la electrodinámica, en relación con la fuerza que una corriente ejerce sobre otra, debido a sus efectos electromagnéticos, a saber: 1. Dos porciones paralelas de un circuito se atraen si las corrientes en ellos están circulando en la misma dirección, y se repelen entre sí, si las corrientes circulan en dirección opuesta. 2. Dos porciones de circuitos que se cruzan oblicuamente se atraen entre sí, si ambas corrientes circulan hacia o desde el punto de cruce, y se repelen entre sí si una circula hacia y la otra desde ese punto.

3. Cuando un elemento de un circuito ejerce una fuerza sobre otro elemento de un circuito, esa fuerza siempre tiende a desplazar a la este último en una dirección perpendicular a su propia dirección.

8.- Georg Simón Ohm Anunció la famosa ley que lleva su nombre, que dice:

Fuerza electromotriz = Intensidad de corriente x Resistencia La unidad de resistencia eléctrica, el ohmio, recibe este nombre en su honor.

9.- Michael Faraday (1791-1867) 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. 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.

10.- Joseph Henry (1816-1887) En 1830, descubrió el principio de la inducción electromagnética, pero tardó tanto tiempo en publicar su trabajo que el descubrimiento se le concedió a Faraday. Henry descubrió, de forma independiente y simultánea a Faraday, que un campo magnético variable induce una fuerza electromotriz. En particular, Henry observó que, si un conductor se mueve perpendicularmente a un campo magnético, aparece una diferencia de potencial entre los extremos del conductor. El interés del experimento de Henry reside en que la aparición de la fuerza electromotriz inducida puede ser explicada de forma clara por la ley de Lorentz, es decir, por las fuerzas que el campo magnético ejerce sobre las cargas del conductor.

11.- En 1864, James Clerk Maxwell

Anunció su teoría electromagnética de la luz. 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.

12.- En 1887, el Prof. Heinrich Hertz 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.

13.- Nicola Tesla (1856-1943) 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)