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ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD
La electricidad es una forma de energía que sólo se puede apreciar por los efectos que produce.
La electricidad existe en todo: en nuestro cuerpo, en el aire que respiramos, en el libro que leemos, en los objetos, etc.
El estudio de la electricidad en reposo recibe el nombre de electrostática y el estudio de la electricidad en movimiento se llama electrodinámica.
CONCEPTO
Esta palabra deriva de la voz griega elektron, que significa ámbar. Toda sustancia se compone de pequeñísimas partículas denominadas átomos.
HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD
Thales de Miletus (630−550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.
Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374−287 AC) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad.
En 1600, la Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544−1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo.
Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar.
Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.
Gilbert, William (1544-1603).
Médico y físico inglés, nacido en Colchester (condado de Essex) en 1544, y muerto en Londres el 30 de noviembre de 1603. Realizó sus estudios en el Saint John's College de la Universidad de Cambridge, y tras realizar varios viajes de larga duración ejerció la medicina en Londres. Fue médico de la reina Isabel y de Jacobo I, quienes sufrieron los gastos de sus investigaciones, y estuvieron encargados de la sanidad de la Marina Real británica durante el ataque de la Armada Invencible española. Las realizadas acerca de las propiedades del amianto le reportaron una gran fama en su tiempo. Hizo además descubrimientos importantes sobre las propiedades de la electricidad y el magnetismo. El más llamativo de ellos fue comprobar el magnetismo terrestre. Los resultados de sus investigaciones fueron publicados en 1600, en una obra de título De magnete, magneticisque corporibus, donde aparecen ya términos como 'energía eléctrica' y 'polo magnético', y es considerado la primera obra científica moderna escrita en Inglaterra. Es un modelo de texto de física experimental, y fue leída por los científicos de la época con verdadera devoción. Creó un aparato experimental muy curioso, una esfera magnética de pequeño tamaño, llamada Terrella, en la que explicaba que la orientación de la aguja magnética de las brújulas se alineaba en la dirección de los polos y explicaba la variación de la declinación en función de la posición de la brújula.
Otra obra suya, aparecida tiempo después de su fallecimiento editada por su hermanastro William Gilbert de Medford, es De mundo Nostro Sublunari, donde defiende con vehemencia el sistema copernicano y aventura como hipótesis que las estrellas fijas pueden encontrarse a diferentes distancias de la tierra, y no en una única esfera.
Benjamin Franklin
El 5 de junio de 1752, mientras una tormenta se fraguaba sobre el cielo de Filadelfia, Franklin, se dispuso a volar su cometa (barrilete) desde una cochera. Este contaba con un alambre de unos 30 cm, que sobresalía por encima y la cuerda que lo sostenía estaba enganchada a una llave metálica, atada a su vez a una cinta de seda, que serviría de aislante.
Cuando tuvo la tormenta encima, Franklin voló el barrilete tan alto como pudo, hacia las nubes tormentosas, cuya electricidad pretendía capturar. La cuerda húmeda sería un conductor perfecto de la electricidad, la cual atravesaría la llave y llegaría hasta una botella de Leyden, recipiente de vidrio lleno de agua y revestido con finas capas de metal por dentro y por fuera utilizado en aquella época para acumular electricidad.
Resguardado bajo la cochera para no electrocutarse, Franklin no tuvo que esperar mucho para sentir una descarga eléctrica indicativa de que su invento había logrado captar la electricidad de las nubes, lo que demostraba que el rayo era un fenómeno eléctrico.
Este descubrimiento le permitió inventar el pararrayos, cuya eficacia dio lugar a que ya en 1782, en la ciudad de Filadelfia, se hubiesen puesto 400 de estos ingenios. Sus trabajos acerca de la electricidad le llevaron a formular conceptos tales como el de las cargas negativas y las cargas positivas, a partir de la observación del comportamiento de las varillas de ámbar, o el de conductor eléctrico, entre otros.
En 1780 inventa los lentes Bifocales.
En 1776, Charles Agustín de Coulomb (1736−1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica.
En 1800, Alejandro Volta (1745−1827) construye la primera celda Electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio realizado por el Físico Italiano Luigi Galvani (1737−1798) sobre las corrientes nerviosas−eléctricas en las ancas de ranas.
Galvani propuso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a Volta, quien creía que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el músculo.
Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de producir corriente continua, fue así como desarrollo la Pila.
Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión).
Desde 1801 a 1815, Sir Humphry Davy (1778−1829) desarrolla la electroquímica (nombre asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de entender como ésta funciona.
En 1801 observa el arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado con una batería.
Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro.
En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloro y demuestra que es un elemento, en vez de un ácido.
En 1815 inventa la lámpara de seguridad para los mineros.
Sin ningún lugar a duda, el descubrimiento más importante lo realiza ese mismo año, cuando descubre al joven Michael Faraday y lo toma como asistente.
En 1819, El científico Danés Hans Christian Oersted (1777−1851) descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.
Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética.
En 1823, Andre−Marie Ampere (1775−1836) establece los principios de la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuando fluyen en contra.
Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por Oersted.
Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica.
En 1826, El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789−1854) fue quien formuló con exactitud la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se
conoce como la ley de Ohm.
Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.
R= V / I Ohm = Volt / Amper
En 1831, Michael Faraday (1791−1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interés por la Física y Química. A pesar de su baja preparación formal, dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.
Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica.
La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue demostrada por Faraday.
En 1835, Simule F.B. Morse (1791−1867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El Telégrafo.
En 1835 construye el primer telégrafo.
En 1837 se asocia con Henry y Vail con el fin de obtener financiamiento del Congreso de USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el éxito en 1843, cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una línea de 41 millas desde Baltimor hasta el Capitolio en Washington D.C. La cual construye en 1844.
En 1840−42, James Prescott Joule (1818−1889) Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821−1894), quien definió la primera ley de la termodinámica demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía.
Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.
Joule es la unidad de medida de Energía.
En 1845, Gustav Robert Kirchhoff (1824−1887) Físico Alemán a los 21 años de edad, anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II.
Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la composición del sol.
En 1854, El matemático Inglés William Thomson (Lord Kelvin) (1824−1907, con su trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo posible el desarrollo del cable transatlántico.
En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica.
En 1858 Inventó el cable flexible.
Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.
En 1870, James Clerk Maxwell (1831−1879) Matemático Inglés formuló las cuatro ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz Maxwell es la unidad del flujo Magnético.
En 1879, el Físico Inglés Joseph John Thomson (1856−1940) demostró que los rayos catódicos estaban constituido de partículas atómicas de carga negativas la cual el llamó ¨Corpúsculos¨ y hoy en día los conocemos como Electrones.
En 1881, Thomas Alva Edison (1847−1931) produce la primera Lámpara Incandescente con un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44 horas.
En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes por vatios.
Hoy en día, las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen un rendimiento del orden de 18 lúmenes por vatios. En 1882 Edison instaló el primer sistema eléctrico para vender energía para la iluminación incandescente, en los Estados Unidos para la estación Pearl Street de la ciudad de New York.
El sistema fue en CD tres hilos, 220−110 v con una potencia total de 30 kw.
En 1884, Heinrich Rudolf Hertz (1847−1894) demostró la validez de las ecuaciones de Maxwell y las reescribió, en la forma que hoy en día es conocida.
En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.
Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio.
Hertz es la unidad de medida de la frecuencia.
