Historia de la Electricidad por EPEC - muestra HTML

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La historia de la electricidad Contenidos

3

Un misterio inexplicado durante siglos 4

La brújula, un misterio por resolver 5

Redescubriendo un descubrimiento 6

El siglo XVIII: un nuevo impulso 7

Electricidad y magnetismo van de la mano 8

Un siglo de nuevas maravillas 10

Hacia un futuro mejor

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El ámbar se forma de

la resina vegetal fosili-

zada de árboles que

datan de hace 25 a 40

millones de años.

Thales de Mileto

(630–550 AC) Explicó

los eclipses de sol y

de luna.

Los primeros descubrimientos Un misterio inexplicado

Los fenómenos eléctricos en la Naturaleza son conocidos desde la antigüedad, aunque no fue durante siglos

hasta aproximadamente el 600 A.C. cuando Thales de Mileto comprobó las propiedades eléctricas del ámbar, el cual al ser frotado con una pieza de lana era capaz de atraer a peque-

ños objetos. A su modo, ofreció una verdadera hipótesis científica al afirmar: "estas substan-cias encierran alma, están vivas, puesto que pueden atraer hacia si materias inanimadas, como mediante una aspiración del soplo" . También se descubrió que dos varillas de ámbar luego de ser frotadas se repelían, pero la razón de estos fenómenos no era comprendida.

Posteriormente, los romanos ensayaron los primeros métodos de electroterapia de la historia, sumergiendo a los paralíticos en lagunas con abundancia de peces eléctricos a fin de que los inválidos recibieran sus descargas, las que consideraban benéficas. Más tarde se comprobó que otros cuerpos, como la piedra imán, el vidrio, la resina, el diamante y el cuar-zo, tenían fuerza de atracción semejante a la del ámbar. Sin embargo tuvieron que transcu-rrir muchos siglos para que se buscara una explicación racional de aquellos fenómenos.

En realidad, ni la civilización griega ni la roma-na, ni luego el mundo de la Edad Media (cuando la ciencia era una herejía e implicaba la hoguera para sus practicantes) contribuyeron de manera importante a la comprensión de la electricidad y del magnetismo. A pesar de que sus efectos continuaron interesando esporádi-camente a los eruditos y atemorizando a los ignorantes, el estudio científico de la electricidad se inició recién en el siglo XVII.

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La brújula, un misterio por resolver El padre del geomagnetismo Guillermo Gilbert (1544-1603), educado como médico y matemático en Cambridge, llegó a ser el científico más distinguido en Inglaterra durante el reinado de la Reina Isabel I. 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 telú-

rico o Tierra). En ella resume todas sus investigaciones sobre cuerpos magnéticos y atraccio-nes 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 la ilustración, Guillermo Gilbert muestra a la reina Isabel que las agujas, como las brújulas sobre la superficie de la Tierra, toman dis-tintas posiciones sobre una esfera construida con piedra imán. A Gilbert le debemos la noción (ahora sabida) de que la propiedad misteriosa de la aguja de la brújula de apuntar hacia el norte proviene del hecho de que la propia Tierra es un enorme imán.

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La carga producida por

frotamiento sobre una

esfera giratoria es condu-

cida mediante un tubo

metálico, y el hombre ubi-

cado en el extremo recibe

un shock eléctrico. El fras-

co de agua que sostiene

era un intento de almace-

nar carga. De allí se origi-

nó la botella de Leyden.

Redescubriendo un descubrimiento Los primeros estudios científicos Pasaron más de 2.000 años sin avances desde Luego de estos estudios los avances científicos Tales de Mileto hasta que el inglés Guillermo fueron casi nulos hasta el siglo XVIII. Esto ocu-Gilbert, médico de cámara de la reina Isabel I, rrió porque en esa época, Europa se enfocó en retoma alrededor del 1600 los estudios de los el rédito económico que obtenía de sus colo-griegos y emplea por primera vez la palabra nias y de la conquista militar. En este sentido, electricidad para describir sus experimentos la inversión en estas empresas dejaba grandes sobre electricidad y magnetismo. En su obra ganancias a diferencia del conocimiento cientí-

De Magneticisque Corporibus et de Magno fico, el cual a menudo se consideraba como Magnete Tellure detalló que algunas sustancias mera excentricidad.

como el vidrio, el azufre y la resina se compor-taban 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".

Otto von Guericke (1602-

1686) Aparte de su carrera

En 1672 el físico alemán Otto von Guericke como jurista su pasión fue

desarrolló la primer máquina electrostática la física. Ideó el famoso

para producir cargas eléctricas. Esta máquina experimento de los hemis-consistía de una esfera de azufre que podía ferios de Magdeburgo.

hacer girar con una mano y frotar con la otra.

Además de atraer pequeños trozos de papel producía (lo cual era inesperado) crujidos y François de Cisternay du

diminutas chispas mientras se la frotaba. Por Fay (1698–1739) Físico

primera vez se veía que la electricidad podía francés que estableció las

fluir, aunque en realidad se pensaba que era un bases para la comprensión

fluido que podía ser transferido de un objeto a de las cargas eléctricas

otro por frotamiento. Luego, a fines de 1673 el positiva y negativa.

francés François de Cisternay Du Fay identificó la existencia de dos cargas eléctricas, positiva y negativa. Según su teoría, estas cargas estaban ligadas a la existencia de dos tipos de fluidos eléctricos: uno de atracción y otro de repulsión.

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El siglo XVlll: un nuevo impulso Una época de nuevos descubrimientos Con posterioridad a la esfera de Guericke, el siguiente invento “práctico” fue el primer alma-cenador de carga eléctrica (1745). Este dispositivo fue conocido como botella de Leyden (por la ciudad en que se lo inventó) y consistía en una botella de vidrio parcialmente llena de agua con un gancho metálico que colgaba a través del corcho.

A partir de 1780, la revolución industrial impulsó las investigaciones y el conocimiento cientí-

La botella de Leyden, antecesora fico. En esta época, Benjamín Franklin rebatió del capacitor. Cuando se conectaba las teorías de Du Fay y postuló que la electrici-el gancho a una fuente de energía dad era un fluido único, calificando a las sus-estática, la botella se cargaba.

tancias 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 baja-ba desde un barrilete remontado a gran altura La conclusión a la que llegó Galvani fue que hasta una llave que él tenía en la mano. Poste-los músculos de la rana, a manera de una riormente se estableció la distinción entre los botella de Leyden, están cargados de electrici-materiales aislantes y conductores. Los aislan-dad positiva en el interior y negativa en el tes eran aquéllos a los que Gilbert había consi-exterior de cada músculo. Galvani pensaba derado "eléctricos", en tanto que los conducto-que, de alguna manera misteriosa, las patas res eran los "aneléctricos".

habían producido su propia electricidad.

Esto último fue lo que condujo a pensar a la En 1785, el francés Charles Coulomb corroboró corriente eléctrica como una cuestión inserta que la fuerza entre cargas eléctricas era pro-dentro del campo de la medicina, tal como porcional al producto de las cargas e inversa-George Adams y Benjamín Franklin lo habían mente proporcional al cuadrado de la distancia considerado.

que separaba las cargas. Este enunciado se conoció como Ley de Coulomb.

Alejandro Volta, profesor de la Universidad de El italiano Galvani hizo otro descubrimiento Pavia, Italia, no aceptó la conclusión ofrecida importante en forma accidental hacia fines del por Galvani y demostró que la contracción de siglo XVIII. En 1786 observó que al conectar un las patas de la rana observada por Galvani no alambre de hierro o latón al nervio de una pata tenía nada que ver con la rana en sí, sino que de rana y una varilla al músculo, éste se con-era debida a los alambres de hierro y latón, los traía del mismo modo que cuando se le hacía que generaban electricidad al tomar contacto pasar una descarga eléctrica.

con la humedad salina de la rana. Más tarde, Volta fabricó una pila con placas de cobre y cinc superpuestas y en contacto con una solu-ción salina. El resultado fue una corriente eléctrica que fluía por el hilo de unión.

Alejandro Volta (1745-

1827) construyó lo

Sin embargo, había muy poco en los estudios que posteriormente se

que se hacían en aquellos tiempos que tuviera llamó una pila voltai-verdadero significado. A la electricidad se la ca, que fue el primer

consideraba más bien como un juego para dispositivo electroquí-

atraer o repeler y producir chispitas. Y en reali-mico que sirvió como

dad, las minúsculas cantidades de electricidad fuente de electricidad.

generadas por las máquinas de frotamiento no El voltio, la unidad de

tenían ninguna utilidad práctica. Casi todos los potencia eléctrica, se

conocimientos actuales de electricidad se ad-denomina así en reco-

quirieron en los últimos 200 años.

nocimiento a su labor.

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Oersted (a la derecha) y su

asistente sostuvieron el

conductor sobre la brújula

en dirección N-S. Al hacer

fluir una corriente eléctrica por el conductor, la aguja

de la brújula se desvió de

la dirección “normal” por-

que el conductor actuaba

como un imán y creaba un

campo magnético a su

alrededor.

Electricidad y magnetismo van de la mano Un nuevo término: electromagnetismo La respuesta la encontró Miguel Faraday en En 1819 salió a la luz un aspecto enteramente 1831 analizando las consecuencias de la Ley de nuevo de la electricidad. Desde los tiempos de Ampere. Tras un experimento fallido en el que Gilbert se pensaba que la electricidad y el supuso que una corriente que circulara cerca magnetismo debían estar relacionados de de un circuito eléctrico induciría otra corriente alguna manera desconocida. Cuando Juan en él, decidió sustituir la corriente por un imán Oersted provocó el desvío de una brújula mag-y encontró que su movimiento en la proximi-nética colocándole encima un cable que con-dad del circuito inducía en éste una corriente.

ducía una corriente eléctrica, demostró la natu-Había descubierto que el trabajo mecánico raleza de esta relación: un conductor por el empleado en mover un imán podía transfor-cual circule una corriente eléctrica se comporta marse en corriente eléctrica. Este fenómeno se como un imán. Al año siguiente Oersted de-denomina ahora inducción electromagnética.

mostró que el conductor queda rodeado por un campo magnético.

Andrés María Ampere desarrolló estos descubrimientos con una maravillosa serie de expe-Andrés María Ampere

rimentos, mediante los cuales pudo deducir (1775-1836) Nació en Lyon,

claramente las leyes de atracción y repulsión Francia. A los doce años

entre cables conductores de corrientes eléctri-dominaba toda la mate-

cas: había inventado el electroimán. Como mática desarrollada hasta

estas fuerzas obedecían a leyes precisas –y ese momento.

cuanto más grande la corriente, mayor la fuerza que ejercía– este efecto pudo ser utilizado para mediciones eléctricas. Es el principio en Jorge Simon Ohm (1787-que se basan el galvanómetro y la mayoría de 1854) Físico y matemático

los amperímetros y voltímetros. Más tarde de-alemán. Su trascendental

finió la unidad de medida de la electricidad, el descubrimiento no fue

amperio, denominada así en su honor.

reconocido por parte de

En 1827 Jorge Ohm enunció la ley que lleva su los físicos de la época.

nombre y que establece la relación existente entre corriente, voltaje (presión eléctrica) y resistencia en un circuito. Por primera vez la Miguel Faraday (1791-electricidad pasó a ser una ciencia exacta.

1867) Recibió escasa for-

mación académica hasta

Ahora bien, si a partir de la corriente eléctrica que Humphry Davy le

podemos obtener magnetismo ¿Se puede contrató como ayudante

obtener electricidad a partir del magnetismo?

en su laboratorio.

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Un siglo de nuevas

De los inventos a las aplicaciones prácticas El descubrimiento de Faraday condujo directa-maravillas

mente al del dínamo, o principio del generador: cuando una bobina gira dentro de un campo magnético en el cable se genera una corriente eléctrica. Thomas Alva Edison, el científico e inventor estadounidense, desarrolló este concepto y construyó un generador eléctrico capaz de producir corrientes eléctricas mucho mayores que la pila de Volta.

Ya era obvio que la electricidad en movimiento era una forma de energía. A principios del 1800, Humphry Davy descubrió que la electricidad podía emplearse también para producir luz. Conectó los terminales de una batería muy potente a dos varillas de carbón apenas sepa-Humphry Davy (1778–1829)

radas entre sí, y obtuvo una luz muy brillante; desarrolló la electroquí-

la lámpara de arco había sido inventada.

mica. Según sus propias

En 1841, el inglés J.P. Joule formuló las leyes palabras, su mayor descu-del desprendimiento del calor producido al brimiento fue Faraday.

paso de una corriente eléctrica por un conductor. Estas leyes explican lo que ocurre en un cable que conduce corriente: éste se calienta porque la resistencia del cable convierte parte James Prescott Joule

de la energía eléctrica en calor. Este principio (1818–1889) demostró que

es la base de todos los aparatos eléctricos de los circuitos eléctricos

calefacción o similares.

cumplían con la ley de la

En 1879 Edison introdujo la lámpara eléctrica conservación de la energía

haciendo pasar una corriente eléctrica a través de un fino filamento de carbón encerrado en una ampolla de vidrio, en cuyo interior había hecho el vacío. El filamento se puso incandes-Thomas Alva Edison

cente e iluminó durante 44 horas.

(1847–1931) instaló el pri-

mer sistema eléctrico de

Estados Unidos para ven-

der energía para la ilumi-

nación incandescente.

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Un mundo iluminado y comunicado Hacia el año 1850, casi todos los efectos eléctricos importantes habían sido descubiertos y explicados. Había dos importantes excepcio-nes. Una de ellas era la existencia de ondas electromagnéticas. En 1865 el británico James Clerk Maxwell demostró matemáticamente que las ondas (alteraciones electromagnéticas) están asociadas a todas las corrientes eléctri-James Clerk Maxwell

cas variables, y 22 años después (en 1887) (1831–1879) fue quien ex-Heinrich Hertz, produjo y detectó en la realidad plicó matemáticamente

las ondas previstas por MaxwelI.

los descubrimientos de

Ampere, Gauss y Faraday.

Este descubrimiento condujo a la idea, desarrollada extensamente por Guillermo Marconi, de que las ondas electromagnéticas podían ser empleadas para transmitir mensajes sin cables Guillermo Marconi

a través del aire. Al principio se las utilizó para (1874–1937) estableció la

enviar señales telegráficas y luego, en el siglo primer comunicación ina-XX, para transmitir sonidos e imágenes.

lámbrica a través del

Atlántico en 1901.

La pregunta acerca de qué era realmente la electricidad y qué era lo que fluía por el circuito eléctrico no fue contestada hasta 1897, en que J. J. Thompson descubrió el "ladrillo" de Heinrich Rudolf Hertz

que estaba construida la electricidad: el elec-

(1857–1894) físico alemán

trón. Mediante un fuerte campo eléctrico que demostró la radiación

deflectó una corriente eléctrica que circulaba electromágnetica constru-por el vacío y constatando en qué dirección se yendo un aparato para

desviaba, probó que estaba constituida por producir ondas de radio.

cargas eléctricas negativas, o electrones. Más tarde, en 1911, Roberto Millikan demostró que el electrón transportaba la menor carga eléctri-Robert Andrews Millikan

ca posible. Estos descubrimientos abrieron la (1868–1953) midió la carga

puerta al desarrollo de la radio, la televisión, del electrón y demostró

las computadoras, la telefonía y casi toda la que la carga eléctrica exis-tecnología que nos rodea actualmente.

te sólo como múltiplo de

esa carga elemental.

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Línea de tiempo de algu-

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2000 años en la mitad del

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diagrama constituye una

gran oportunidad que la

Humanidad desaprovechó.

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1000

1500

2000

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Hacia un futuro mejor

Llegan del sol, del viento, del agua de los ríos, Las energías renovables han cubierto durante del mar, de las profundidades de la tierra y de miles de años las necesidades energéticas de algunos residuos. No se agotan, se obtienen la Humanidad y lo volverán a hacer en un futu-de forma periódica y no limitada en el tiempo, ro, tras un breve paréntesis de apenas dos no producen lluvia ácida ni contribuyen al siglos, en los que las fuentes energéticas basa-efecto invernadero, no dejan residuos impor-das en combustibles fósiles y nucleares, han tantes, acercan las fuentes de producción al devastado el planeta y continúan poniendo en consumidor ahorrando miles de kilovatios en serio peligro la subsistencia de los seres vivos.

transporte, fortalecen la independencia energética y la industria nacional, favorecen la cre-Embarcarnos en estas energías limpias no sig-ación de empleo y por si esto fuera poco, nos nifica, como algunos piensan, retroceder al resultan baratas. En síntesis, ésta sería la defi-pasado y paralizar el avance tecnológico. Por nición de las energías renovables en sus dis-el contrario, sacar buen rendimiento de una tintas manifestaciones: eólíca, solar, biomasa, energía gratuita y aprovechable, es síntoma de hidráulica y geotérmica.

progreso y de un desarrollo sostenible.

La dependencia de combustibles no renovables (petróleo, carbón, gas) nos obliga a repensar el actual modelo energético, debido a la gravedad de los daños ambientales. En este sentido, la eficiencia energética, el ahorro energético y las energías renovables son las mejores vías para afrontar el cambio climático y el efecto invernadero que se avecina.

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Concepto y diseño

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