Historia del electromagnetismo

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Historia del electromagnetismo

La Historia del electromagnetismo, que es el conocimiento y el uso registrado de las fuerzas electromagn√©ticas, data de hace m√°s de dos mil a√Īos. En la antig√ľedad ya estaban familiarizados con los efectos de la electricidad atmosf√©rica, en particular, del rayo[1] ya que las tormentas son comunes en las latitudes m√°s meridionales, y a que tambi√©n se conoc√≠a el fuego de San Telmo. Sin embargo se comprend√≠a poco la electricidad, y no eran capaces de explicar cient√≠ficamente estos fen√≥menos.[2]

Contenido

Electricidad y magnetismo

Esquema original de 1785 de la balanza de torsión de Coulomb

La electricidad se trata conjuntamente con el magnetismo porque ambos aparecen generalmente juntos, cuando el primero est√° en movimiento, el √ļltimo tambi√©n est√° presente.[3]

El fen√≥meno del magnetismo fue observado desde el principio de la ¬ęhistoria del magnetismo¬Ľ, pero no fue completamente explicado hasta que se desarroll√≥ la idea de la inducci√≥n magn√©tica.[4]

El fen√≥meno de la electricidad fue igualmente observado desde el principio de la ¬ęhistoria de la electricidad¬Ľ, pero no fue completamente explicado hasta que se desarroll√≥ la idea de carga el√©ctrica.

Historia Antigua y Cl√°sica

El conocimiento de la electricidad est√°tica data de las primeras civilizaciones, pero durante milenios ha permanecido como un interesante y misterioso fen√≥meno, sin una teor√≠a que explique sus fundamentos y a menudo confundida con el magnetismo. En la antig√ľedad ya conoc√≠an las curiosas propiedades que pose√≠an dos minerales, el √°mbar y el mineral de hierro magnetita. El primero, cuando se frota atrae cuerpos ligeros, el √ļltimo tiene el poder de atraer el hierro.[5]

Bas√°ndose en su descubrimiento de un artefacto olmeca de hematita en Am√©rica Central, el astr√≥nomo americano John Carlson ha sugerido que los olmecas pueden haber descubierto y usado la br√ļjula geomagn√©tica de im√°n antes del 1000 a. C. Si esto es cierto, esto ¬ęprecede el descubrimiento por los chinos de la br√ļjula geomagn√©tica de im√°n en m√°s de un milenio¬Ľ.[6] [7] Carlson especula que los olmecas pueden haber utilizado artefactos similares como dispositivo direccional para astrolog√≠a o para prop√≥sitos geom√°nticos, o para orientar sus templos, las viviendas de los vivos o los enterramientos de los muertos. La primera literatura china referente al ¬ęmagnetismo¬Ľ se encuentra en un libro del siglo 4 a. C. llamado Libro del Maestro del Valle del Diablo (ť¨ľŤį∑Ś≠ź): ¬ęEl im√°n hace venir al hierro o se atrae a s√≠ mismo.¬Ľ[8]

El descubrimiento del √°mbar y otras sustancias similares en la antig√ľedad sugiere que la posible percepci√≥n de la electricidad por el hombre prehist√≥rico. El roce accidental contra las pieles con las que se vest√≠an puede haber causado una atracci√≥n por la resina, que qued√≥ electrificada, quedando la piel marcada en un grado suficiente como para llamar su atenci√≥n.[9] Sin embargo, entre la simple observaci√≥n del hecho, y la realizaci√≥n de cualquier deducci√≥n a partir de √©l, pudieron haber transcurrido grandes per√≠odos, pero lleg√≥ un momento en el pasado, en el que el √°mbar se vio como una sustancia extra√Īa inanimado que podr√≠a influir o incluso atraer hacia s√≠ otras cosas; y esto por su aparente capacidad propia, y no a trav√©s de cualquier conexi√≥n o uni√≥n mec√°nica que se extiende desde el √°mbar hacia ellos; entonces es cuando se reconoci√≥, en resumen, que la naturaleza ayuda a que una cosa sin vida, muestre un atributo de vida.[9]

Mucho antes de que existiera ning√ļn conocimiento acerca del electromagnetismo, la gente ya era consciente indirectamente de los efectos de electricidad. El rel√°mpago, y otras manifestaciones de las electricidad, ya fueron conocidos por los fil√≥sofos antiguos, pero ning√ļn pensamiento estaba m√°s alejado que el que estas manifestaciones ten√≠an un origen com√ļn.[10] Los antiguos egipcios eran conscientes de descargas cuando se entraba en contacto con peces el√©ctricos (como el Malapterurus electricus) u otros animales (como la anguila el√©ctrica).[11] Las descargas de animales eran evidentes a observadores de la prehistoria para una variedad de pueblos que entraron en contacto con ellos. Textos antes del 2750 aC de los antiguos egipcios, se refieren a este pez como ¬ętruenos del Nilo¬Ľ, y los vieron como ¬ęprotectores¬Ľ de todos los otros peces.[5] Posiblemente las primeras y m√°s pr√≥ximas aproximaciones al descubrimiento de la identidad del rel√°mpago, y la electricidad de alguna otra fuente, debe ser atribuido a los √°rabes, quienes ya antes del siglo XV ten√≠an la palabra √°rabe para el rel√°mpago (raad) aplicada al rayo el√©ctrico[10]

Seg√ļn escribi√≥ Tales de Mileto, alrededor del 600 aC, se√Īal√≥ que una forma de electricidad ya fue observada por los antiguos griegos que pod√≠a causar una particular atracci√≥n por frotamiento de piel sobre varias sustancias, como el √°mbar.[12] Tales de Mileto escribi√≥ sobre el efecto actualmente conocido como electricidad est√°tica. Los griegos notaron que los botones de √°mbar podr√≠an atraer objetos ligeros como el pelo y que si ellos se frotaba el √°mbar durante bastante tiempo podr√≠a incluso saltar una chispa. Durante esta √©poca en la alquimia y la filosof√≠a natural, se pensaba que podr√≠a existir un medio material llamado ¬ę√©ter¬Ľ, una sustancia que llena el espacio o campo.

Los fen√≥menos electrost√°ticos fueron otra vez relatados mil a√Īos m√°s tarde por los romanos y los naturalistas y f√≠sicos isl√°micos.[13] Varios escritores antiguos, como Plinio el Viejo y Scribonius Largus, atestiguaron el efecto adormecedor de las descargas el√©ctricas del Malapteruridae y la raya torpedo. Plinio en sus libros escribe: ¬ęLos antiguos Toscanos aprendieron que hay nueve dioses que env√≠an rel√°mpagos de once clases.¬Ľ Esta era en general la temprana idea pagana de rel√°mpago.[10] Los antiguos desarrollaron el concepto de que las descargas podr√≠an viajar a lo largo de objetos conductores.[14] Los pacientes que sufren enfermedades como la gota o dolor de cabeza fueron dirigidas a tocar peces el√©ctricos con la esperanza de que la fuerte sacudida podr√≠a curarlos[15] .

Una serie de objetos encontrados en Irak en 1938 datados en los primeros siglos a.C. (Mesopotamia Sas√°nida), llamados la Bater√≠a de Bagdad, se asemeja a una pila galv√°nica y algunos creen que se han utilizado para la galvanoplastia.[16] Las reivindicaciones son causa de controversia debido a la evidencia que las soporta y a las teor√≠as sobre el uso de los artefactos. Despu√©s de la Segunda Guerra Mundial, Willard Gray demostr√≥ la producci√≥n de corriente el√©ctrica mediante del dise√Īo de la bater√≠a cuando est√° llena de zumo de uva. W. Jansen experiment√≥ con benzoquinona (algunos escarabajos producen quinonas) y vinagre en una celda y obtuvo un rendimiento satisfactorio[17] pruebas f√≠sicas de los objetos conductores para funciones el√©ctricas,[18] y si eran el√©ctricos en la naturaleza. Por consiguiente la naturaleza de estos objetos se bas√≥ en la especulaci√≥n, y la funci√≥n de estos artefactos permanece en duda.[19]

Edad Media y el Renacimiento

El intento de dar cuenta de la atracci√≥n magn√©tica como el trabajo de un alma en la piedra fue el primer ataque de la raz√≥n humana a la superstici√≥n y la fundaci√≥n de la filosof√≠a. Al cabo de siglos, una nueva capacidad de la piedra im√°n se revel√≥ en su polaridad, o la aparici√≥n de efectos opuestos en extremos opuestos, y llev√≥ luego a la primera utilizaci√≥n del conocimiento adquirido, en la br√ļjula marina, que condujo que al descubrimiento del Nuevo Mundo, y la apertura de todos los portales del Antiguo Mundo al comercio y la civilizaci√≥n.[9]

En el siglo XI, el cient√≠fico chino Shen Kuo (1031-1095) fue el primero en escribir acerca de la aguja magn√©tica br√ļjula y que mejor√≥ la precisi√≥n de la navegaci√≥n mediante el empleo del concepto astron√≥mico de norte verdadero (¬ęDream Pool Essays¬Ľ, 1088 a.C. ), y en el siglo XII los chinos eran conocidos por usar la piedra im√°n br√ļjula para la de navegaci√≥n. En 1187, Alexander Neckham fue el primero en Europa en describir la br√ļjula y su uso para la navegaci√≥n.

El magnetismo era una de las pocas ciencias que progresaron en Europa medieval; ya que en el siglo XIII Peter Peregrinus de Maricourt, un nativo de Maricourt en la Picardie francesa, hizo un descubrimiento de importancia fundamental.[20] Ell erudito franc√©s del siglo XIII realiz√≥ experimentos sobre el magnetismo y escribi√≥ el primer tratado existente que describe las propiedades de los imanes y las agujas pivotantes de br√ļjula.[5]

El arzobispo Eustathias, de Tesalónica, erudito griego y escritor del siglo XII, registra que Woliver, rey de los godos, fue capaz de dibujar chispas de su cuerpo. El mismo escritor declara que cierto filósofo fue capaz mientras se vestía de hacer saltar chispas de su ropa, un resultado aparentemente semejante al obtenido por Symmer en sus experimentos de media de seda, un relato cuidadoso que puede encontrarse en 'las Transacciones Filosóficas,' 1759.[10]

El m√©dico italiano Girolamo Cardano escribi√≥ acerca de la electricidad en De Subtilitate(1550) distinguiendo, tal vez por primera vez, entre fuerzas el√©ctricas y magn√©ticas. Hacia la √ļltima parte del siglo XVI un m√©dico de la √©poca de la reina Isabel, el Dr. William Gilbert, en De Magnete, ampli√≥ el trabajo de Cardano y acu√Ī√≥ la nueva palabra latina ¬ęelectricus¬Ľ de (Elektron), palabra griega que significa ¬ę√°mbar¬Ľ. El primer uso de la palabra ¬ęelectricidad¬Ľ se atribuye a Sir Thomas Browne en su obra de 1646, ¬ęPseudodoxia Epidemica¬Ľ. Gilbert emprendi√≥ un n√ļmero de cuidadosos experimentos el√©ctricos, en el curso de los cuales descubri√≥ que muchas otras sustancias distintas que el √°mbar, como el azufre, la cera, el cristal, etc.,[21] eran capaces de manifestar propiedades el√©ctricas. Gilbert tambi√©n descubri√≥ que un cuerpo calentado perdi√≥ su electricidad y que la humedad previene la electrificaci√≥n de todos los cuerpos, debido al ahora el hecho ahora bien conocido de que la humedad perjudica el aislamiento de tales cuerpos. Tambi√©n not√≥ que las sustancias electrificadas atraen a otras sustancias indiscriminadamente, mientras que un im√°n s√≥lo atrae el hierro. Muchos descubrimientos de esta naturaleza ganaron para Gilbert el t√≠tulo de fundador de la ciencia el√©ctrica.[10]

Otro pionero fue Robert Boyle, que en 1675 declar√≥ que la atracci√≥n y la repulsi√≥n el√©ctrica pueden actuar a trav√©s del vac√≠o. Uno de sus importantes descubrimientos fue que los cuerpos electrizados en el vac√≠o pueden atraer sustancias ligeras, esto indica que el efecto el√©ctrico no depende del aire como medio. Tambi√©n a√Īadi√≥ la resina a a la lista conocida hasta entonces de sustancias el√©ctricas.[10] [22]

Esto fue seguido en 1660 por Otto von Guericke, que inventó uno de los primeros generadores electrostáticos. A finales del siglo XVII, los investigadores habían desarrollado los medios prácticos de generación de electricidad por la fricción con un generador de electrostático, pero el desarrollo de máquinas electrostáticas no comenzó en serio hasta el siglo XVIII, cuando se convirtieron en instrumentos fundamentales en el estudio de la nueva ciencia de la electricidad.

Siglo XVIII

Principios de los a√Īos 1700

Isaac Newton

Isaac Newton afirm√≥ que la luz estaba compuesta de numerosas part√≠culas peque√Īas. Esto podr√≠a explicar rasgos tales como la capacidad de la luz de viajar en l√≠nea recta y reflejarse en las superficies. Sab√≠an que esta teor√≠a ten√≠a sus problemas: aunque explicara bien la reflexi√≥n, su explicaci√≥n de la refracci√≥n y la difracci√≥n eran menos satisfactorias. Para explicar la refracci√≥n, la ¬ę√ďptica¬Ľ de Newton (1704) postul√≥ un ¬ęmedio et√©reo¬Ľ que transmite las vibraciones ¬ęm√°s r√°pido¬Ľ que la luz, por lo que la luz, cuando es alcanzada, es puesta en ¬ęAtaques de la reflexi√≥n sencilla y la f√°cil transmisi√≥n¬Ľ, que causaba la refracci√≥n y la difracci√≥n.

Mejora de la máquina eléctrica

La m√°quina el√©ctrica fue posteriormente mejorada por Francis Hauksbee, Litzendorf, y por el Prof. Matthias Georg Bose, alrededor de 1750. Litzendorf sustituy√≥ por una bola de cristal la bola de azufre de Guericke. Boze fue el primero en emplear el ¬ęprimer conductor¬Ľ en este tipo de m√°quinas, y que consist√≠a en una varilla de hierro en la mano de una persona cuyo cuerpo fue aislado por pie sobre un trozo de resina. El Dr. Ingenhousz, en 1746, invent√≥ m√°quinas el√©ctricas hechas de cristal.[23]

Los experimentos con la m√°quina el√©ctrica, fueron ampliamente ayudados por el descubrimiento de la propiedad que posee una placa de vidrio, cuando se recubre por ambas caras con papel de aluminio, de acumular una carga de electricidad cuando se conecta con una fuente de fuerza electromotriz. La m√°quina el√©ctrica pronto mejorada por Andrew Gordon, un escoc√©s, profesor de Erfurt, al sustituir un globo de vidrio por un cilindro de vidrio, y por Giessing de Leipzig, que agreg√≥ una ¬ęgoma¬Ľ consistente en un colch√≥n de material de lana.

El colector, que consist√≠a en una serie de puntas met√°licos, fue a√Īadido a la m√°quina por Benjam√≠n Wilson alrededor de 1746, y en 1762, John Cant√≥n de Inglaterra (tambi√©n el inventor del primer electroscopio de bola de sauco) mejor√≥ la eficacia de las m√°quinas el√©ctricas por rociando una amalgama de cinc sobre la superficie del caucho.[10]

Electricos y no eléctricos

En 1729, Stephen Gray realiz√≥ una serie de los experimentos que demostraron la diferencia entre conductores y no conductores (aisladores), al mostrar entre otras cosas que un conductor met√°lico e incluso un paquete de hilos conduc√≠an la electricidad conducida, mientras que la seda no lo hizo. En uno de sus experimentos envi√≥ una corriente el√©ctrica por 800 pies (unos 243 m) de hilo de c√°√Īamo que fue suspendido a intervalos por lazos de hilo de seda. Cuando trat√≥ de repetir el mismo experimento sustituyendo la seda por un conductor fino hilos de cobre, encontr√≥ que la corriente el√©ctrica no era transportada de la cuerda de c√°√Īamo, pero en cambio parec√≠a desaparecer en el conductor de cobre. A partir de este experimento clasific√≥ las sustancias en dos categor√≠as: ¬ęel√©ctricos¬Ľ como cristal, resina y seda y ¬ęno el√©ctricos¬Ľ como el metal y el agua. Los ¬ęel√©ctricos¬Ľ conducen las cargas mientras que los ¬ęno el√©ctricos¬Ľ pierden la carga.[10] [24]

Vítreo y resinoso

Intrigado por los resultados de Gray, en 1732, C.F. Du Fay comenz√≥ a realizar varios experimentos. En su primer experimento, Du Fay lleg√≥ a la conclusi√≥n de que todos los objetos excepto los metales, los animales, y los l√≠quidos pueden ser electrificados por frotamiento y que los metales, los animales y los l√≠quidos pueden ser electrificados por medio de una m√°quina el√©ctrica, por lo tanto desacreditando con ello la clasificaci√≥n de sustancias en ¬ęel√©ctricos¬Ľ y ¬ęno el√©ctricos¬Ľ de Gray.

En 1737, Du Fay y Hauksbee descubrieron de forma independiente que parec√≠a haber dos clases de electricidad est√°tica, generada a partir del frotamiento del vidrio, y el otro del frotamiento de la resina. De esto, Du Fay enunci√≥ la teor√≠a de que la electricidad se compone de dos fluidos el√©ctricos, ¬ęv√≠trea¬Ľ y ¬ęresinosa¬Ľ, que est√°n separadas por la fricci√≥n y que se neutralizan entre s√≠ cuando se combinan.[25] Esta teor√≠a de los dos fluidos m√°s tarde dar√≠a lugar al concepto de cargas el√©ctricas ¬ępositivas¬Ľ y ¬ęnegativas¬Ľ ideado por Benjamin Franklin.[10]

Botella de Leyden

La Botella de Leyden, un tipo de condensador para almacenar grandes cantidades de energ√≠a el√©ctrica, fue inventada en la Universidad de Leiden por Pieter van Musschenbroek en 1745. William Watson, al experimentar con la botella de Leyden, descubri√≥ en 1747 que una descarga de electricidad est√°tica es equivalente a un corriente el√©ctrica. La propiedad capacitiva, que ahora y desde hac√≠a muchos a√Īos se hab√≠an acogido en el condensador el√©ctrico, fue observada por primera vez por Von Kleist de Leiden en 1754.[26] Von Kleist pas√≥ al celebrar, cerca de su m√°quina el√©ctrica, una peque√Īa botella, en el cuello de la cual hab√≠a un clavo de hierro. Al tocar el clavo de hierro accidentalmente con la otra mano, recibi√≥ una severa descarga el√©ctrica. De forma similar, el profesor Pieter van Musschenbroeck asistido por Cunaens recibi√≥ una descarga m√°s severa de una botella de vidrio algo parecida. Sir William Watson de Inglaterra mejor√≥ mucho este dispositivo, cubriendo la botella o jarra, exteriormente con papel de aluminio. Esta pieza de aparato el√©ctrico ser√° f√°cilmente reconocida como la bien conocida botella de Leyden, llamado as√≠ por el abad Nollet de Par√≠s, por el lugar de su descubrimiento.[10]

En 1741, Ellicott, ¬ępropuso medir la fuerza de la electrificaci√≥n por su poder para levantar un peso en un platillo de una balanza, mientras que el otro sosten√≠a el cuerpo electrificado y tiraba de √©l mediante su poder de atracci√≥n¬Ľ. Sir William Watson, anteriormente mencionado, llev√≥ a cabo numerosos experimentos, hacia 1749, para determinar la velocidad de la electricidad en un alambre, los cuales, aunque quiz√°s de un modo no tan previsto, tambi√©n demostraron la posibilidad de transmitir se√Īales a distancia mediante la electricidad. En estos experimentos, se emple√≥ un cable aislado de 12.276 pies (3741,72 m) de longitud y la transmisi√≥n de una se√Īal de un extremo del cable al otro les pareci√≥ a los observadores instant√°nea. Monnicr, en Francia ya hab√≠a realizado experimentos en cierto modo similares, enviando descargas a trav√©s de un alambre de hierro de 1.319 pies de largo.[10]

Alrededor de 1750 se realizaron varias pruebas por diferentes experimentadores para averiguar los efectos fisiol√≥gicos y terap√©uticos de electricidad. Mainbray (o Mowbray) en Edinburgo examin√≥ los efectos de electricidad sobre las plantas y concluy√≥ que el crecimiento de dos √°rboles de mirto fue acelerado por la electrificaci√≥n. Estos mirtos fueron electrificados ¬ędurante el mes entero de octubre de 1746, y echaron ramas y flores m√°s pronto que otros arbustos de la misma clase no electrificados.¬Ľ.[27] El Abad Menon estudi√≥ los efectos de un uso continuado de electricidad sobre hombres y p√°jaros y encontr√≥ que los sujetos experimentaron una p√©rdida de peso, as√≠ al parecer mostrando que la electricidad aceleraba las excreciones. La eficacia de choques el√©ctricos en los casos de par√°lisis fue ensayada en el hospital del condado de Shrewsbury, Inglaterra, con un √©xito bastante pobre.[28] En un caso inform√≥ que un brazo paralizado mejor√≥ algo, pero el temor a las descargas se hizo tan grande que el paciente prefiri√≥ renunciar a una posible cura posible antes que sufrir un tratamiento m√°s. En otro caso de par√°lisis parcial el tratamiento el√©ctrico fue seguido de una par√°lisis temporal total. Una segunda aplicaci√≥n de este tratamiento fue otra vez seguida de la par√°lisis total, con lo que el uso de electricidad en este caso fue detenido. Para las datos de m√°s de los primeros usos de la electricidad como agente de recuperaci√≥n el lector puede consultar 'Electricity' de De la Rive.[29]

Finales de 1700

Benjamin Franklin

En 1752, Benjamin Franklin es frecuentemente confundido como el personaje clave que se encuentra detrás de la electricidad. William Watson y Benjamin Franklin comparten el descubrimiento de los potenciales eléctricos. Benjamin Franklin inició sus investigaciones y teorías de la electricidad a través del famoso, aunque extremadamente peligroso, experimento de volar una cometa a través de un cielo amenazado por tormenta. Una llave unida a la cuerda de la cometa provocó y cargó una botella de Leyden, estableciendo así el vínculo entre el rayo y la electricidad.[30] Después de estos experimentos inventó un pararrayos. Es bien a Franklin (con más frecuencia) o a Ebenezer Kinnersley de Filadelfia (con menos frecuencia), a quienes se considera como el fundador de la convención de la electricidad positiva y negativa.

Las teor√≠as sobre la naturaleza de la electricidad eran muy vagos en este per√≠odo, y las que prevalecieron fueron m√°s o menos conflictivas. Franklin considera que la electricidad era un fluido imponderable que lo impregna todo, y que, en su condici√≥n normal, se distribuye uniformemente en todas las sustancias. Supone que las manifestaciones el√©ctricas obtenidas por frotamiento del vidrio eran debidas a la producci√≥n de un exceso de fluido el√©ctrico en esa sustancia y que las manifestaciones producidas por frotamiento de la cera eran debidas a un d√©ficit del fluido. Esta teor√≠a se opone a la teor√≠a de los ¬ędos fluidos¬Ľ, debida a Robert Symmer, 1759. En la teor√≠a de Symmer las electricidades v√≠trea y resinosa eran considerados como los fluidos imponderables, cada fluido estaba compuesto de part√≠culas mutuamente repelentes, mientras que las part√≠culas de electricidades opuestas son mutuamente atractivas. Cuando los dos fluidos se unen por raz√≥n de su atracci√≥n por el otro, se neutraliza su efecto sobre los objetos externos. El acto de frotar un cuerpo descompone uno de los fluidos que permanece en exceso en el cuerpo y se manifiesta como electricidad v√≠trea o resinosa.[10]

Hasta el momento del hist√≥rico experimento de la cometa de Franklin[31] la identidad de la electricidad obtenida por frotamiento y por las m√°quinas el√©ctricas (electricidad est√°tica), con el rayo no se hab√≠a establecido de una manera general. El Dr. Wall, Abbot Nollet, Hawkesbee, Gray and Winckler hab√≠an sugerido la semejanza entre los fen√≥menos de la ¬ęelectricidad¬Ľ y el ¬ęrayo¬Ľ, Gray dio a entender que s√≥lo difieren en grado. Fue, sin duda, Franklin, sin embargo, quien propuso por primera vez pruebas para determinar la identidad de los fen√≥menos. En una carta a Peter Comlinson, Londres, 19 de octubre de 1752. Franklin, refiri√©ndose a su experimento de la cometa, escribi√≥: ¬ęComo esta llave el frasco (botella de Leyden) puede ser cargado, y del fuego el√©ctrico as√≠ obtenido los esp√≠ritus pueden ser encendidos, y todos los otros experimentos el√©ctricos que se forman generalmente se realizan con la ayuda de un globo o un tubo de cristal frotado, y con ello la identidad de la materia el√©ctrica con la de un rayos queda completamente demostrado¬Ľ.[32] Dalibard, y Marley, cerca de Par√≠s, el 10 de mayo de 1742, por medio de una barra de hierro vertical de 40 pies de largo, obtuvieron resultados que se corresponden a los registrados por Franklin y algunos anteriores a la fecha del experimento de Franklin. La importante demostraci√≥n de Franklin, de la igualdad de electricidad por frotamiento y el rayo, sin duda, a√Īade entusiasmo a los esfuerzos de los muchos experimentadores en este campo de la √ļltima mitad del siglo XVIII, para avanzar en ¬ęel progreso de la ciencia¬Ľ.[10]

Las observaciones de Franklin, ayudaron más tarde a científicos, como Michael Faraday, Luigi Galvani, Alessandro Volta, André-Marie Ampère y Georg Simon Ohm, cuyos trabajos sirvieron de base para la tecnología eléctrica moderna. Los trabajos de Faraday, Volta, Ampere, Ohm es reconocido por la sociedad, en que las unidades fundamentales de medición eléctrica llevan sus nombres.

Otros también ayudaron a avanzar este campo del conocimiento, incluyendo investigadores como Watson, Boze Smeaton, Le Monnicr, De Romas, Jallabert, Beccaria, Cavallo, John Canton, Robert Symmer, Nollet, Winckler, Richman, el Dr. Wilson, Kinnersley, Priestley, Aepinus , Délavai, Cavendish, Coulomb, Volta y Galvani. Una descripción de muchos de los experimentos y descubrimientos de estos primeros investigadores en el campo de la ciencia de la electricidad y el arte se encuentra en las publicaciones científicas de la época, en especial en Philosophical Transactions, Philosophical Magazine, Cambridge Mathematical revista, Filosofía Natural de Young, Historia de la electricidad de Priestley, Experimentos y observaciones sobre la electricidad de Franklin, Tratado de electricidad de Cavalli, Tratado de electricidad de De la Rive.

Henry Elles fue uno de los primeros en sugerir v√≠nculos entre la electricidad y el magnetismo. En 1757 afirm√≥ que hab√≠a escrito a la Royal Society en 1755 sobre las relaciones entre electricidad y magnetismo, afirmando que ¬ęhay algunas cosas en el poder de magnetismo muy similares a los de la electricidad¬Ľ, pero que ¬ęno por cualquier medio pienso que sean lo mismo¬Ľ. En 1760 afirm√≥ igualmente igualmente que en 1750 hab√≠a sido el primero ¬ęen pensar que el fuego el√©ctrico puede ser la causa del trueno¬Ľ.[33]

Entre los más importantes experimentos eléctricos y las investigaciones durante este período destacan las de Francis Aepinus, un destacado erudito alemán (1724-1802) y Henry Cavendish de Londres, Inglaterra.[10]

A Aepinus se concede el cr√©dito de haber sido el primero en concebir el punto de vista de la relaci√≥n rec√≠proca entre la electricidad y el magnetismo. En su trabajo Tentamen Theoria Electricitatis et Magnetism!, publicado en San Petersburgo, en 1759. da la siguiente ampliaci√≥n de la teor√≠a de Franklin, que en algunas de sus caracter√≠sticas es medible en el acuerdo con los puntos de vista actuales: ¬ęLas part√≠culas del fluido el√©ctrico repelen a las otras y atraen y son atra√≠dos por las part√≠culas de todos los cuerpos con una fuerza que disminuye a medida que aumenta la distancia; el fluido el√©ctrico existe en los poros de los cuerpos; se mueve sin obst√°culos a trav√©s de 'no el√©ctricos' (conductores), pero se mueve con dificultad en los aisladores; las manifestaciones de la electricidad se deben a la desigual distribuci√≥n del fluido en un cuerpo, o con el acercamiento de cuerpos desigualmente cargados del fluido.¬Ľ. Aepinus formul√≥ la teor√≠a correspondiente del magnetismo a excepci√≥n de que en el caso de los fen√≥menos magn√©ticos los fluidos s√≥lo act√ļan sobre las part√≠culas de hierro. Tambi√©n hizo numerosos experimentos el√©ctricos, entre otros, los que aparentemente muestran que, a fin de manifestar los efectos el√©ctricos la turmalina necesita ser calentado a una temperatura entre los 37,5 ¬į –° y 100 ¬į C. De hecho, la turmalina permanece sin electrificar cuando su temperatura es uniforme, pero manifiesta propiedades el√©ctricas cuando su temperatura sube o baja. Los cristales que manifiestan las propiedades el√©ctricas de esta manera se denominan piro-el√©ctricos, entre los que, adem√°s de la turmalina, est√°n el sulfato de quinina y el cuarzo.[10]

Cavendish de forma independiente concibió una teoría de la electricidad muy similar a la de Aepinus.[34] También (en 1784) fue quizás el primero en utilizar la chispa eléctrica para producir la explosión de hidrógeno y oxígeno en las proporciones adecuadas para producir agua pura. El mismo filósofo descubrió también la capacidad inductiva de los dieléctricos (aislantes) y ya en 1778 midió la capacidad inductiva específica de la cera de abejas y otras sustancias por comparación con un condensador de aire.

Hacia 1784, Coulomb, que da nombre a la unidad de cantidad el√©ctrica, ide√≥ la balanza de torsi√≥n, por medio del cual descubri√≥ lo que se conoce como la ley de Coulomb: ¬ęLa fuerza ejercida entre dos peque√Īos cuerpos electrizados es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia¬Ľ, no como asum√≠a Aepinus en su teor√≠a de la electricidad, s√≥lo inversamente proporcional a la distancia. Seg√ļn la teor√≠a propuesta por Cavendish ¬ęlas part√≠culas atraen y son atra√≠dos inversamente con menor poder con el cubo de la distancia.¬Ľ.[10]

Con el descubrimiento, por los experimentos de Watson y otros, de que la electricidad podr√≠a ser transmitida a distancia, la idea de hacer un uso pr√°ctico de este fen√≥meno comenz√≥, alrededor de 1753, para engrosar las mentes de personas ¬ęcuriosas¬Ľ, y para ello se hicieron sugerencias con vistas al empleo de la electricidad en la transmisi√≥n de la inteligencia. El primero de los m√©todos desarrollados con este prop√≥sito fue, probablemente, que, debido a besage (1774). Este m√©todo consiste en el empleo de 24 conductores, aislados unos de otros y cada uno de ellos ten√≠a una bolita conectado a su extremo final. Cada conductor representa una letra del alfabeto. Para enviar un mensaje, un conductor deseada fue cargado moment√°neamente con electricidad de una m√°quina el√©ctrica, con lo cual la bola de m√©dula conectada a ese alambre saldr√≠a volando; y de esta manera se transmitir√≠an los mensajes. Otros m√©todos de telegrafiar en los que la electricidad de fricci√≥n fue empleado tambi√©n fueron ensayados, algunos de los cuales se describen en el art√≠culo sobre el tel√©grafo.[10]

Hasta ahora, la √ļnica electricidad conocida era la que se obten√≠a por fricci√≥n o frotamiento, por lo cual se denomina electricidad est√°tica. Llegamos ahora a la era de la electricidad galv√°nica o voltaica. Volta descubri√≥ que las reacciones qu√≠micas pueden utilizarse para crear √°nodos cargados positivamente, y c√°todos cargados negativamente. Cuando un conductor se coloca entre estos, la diferencia en el potencial el√©ctrico (tambi√©n conocido como voltaje) conduce una corriente el√©ctrica entre ellos a trav√©s del conductor. La diferencia de potencial entre dos puntos se mide en unidades de Voltios en reconocimiento del trabajo de Volta.[10]

La primera menci√≥n de la electricidad voltaica, aunque no reconocida como tal en su momento, se hizo probablemente por Sulzer en 1767, quien coloc√≥ un peque√Īo disco de zinc, debajo de la lengua y un peque√Īo disco de cobre sobre ella, observando un peculiar sabor cuando la metales respectivos tocaban sus bordes. Sulzer supone que cuando los metales se unen entran en vibraci√≥n, que act√ļa sobre los nervios de la lengua, produciendo los efectos se√Īalados. En 1790 el profesor Galvani de Bolonia en una ocasi√≥n, mientras realizaba experimentos sobre la ¬ęelectricidad animal¬Ľ, como √©l la llamaba, en la que hab√≠a puesto su atenci√≥n estudiando la contracci√≥n de las patas de una rana en la presencia de una m√°quina el√©ctrica, observ√≥ que los m√ļsculos de una rana suspendida en una balaustrada de hierro con un gancho de cobre que pasaba a trav√©s de su columna dorsal sufri√≥ fuertes convulsiones sin ning√ļn tipo de causa externa, la m√°quina el√©ctrica estaba en ese momento ausente.[10]

Para explicar este fen√≥meno Galvani supuso que la electricidad de tipo opuesto exist√≠a en los nervios y los m√ļsculos de la rana, los m√ļsculos y los nervios que constituyen las capas cargadas de una botella de Leyden. Galvani public√≥ los resultados de sus descubrimientos, junto con su hip√≥tesis, que llam√≥ la atenci√≥n de los f√≠sicos de su √©poca, el m√°s prominente de los cuales, Alejandro Volta, profesor de f√≠sica en Pav√≠a, afirm√≥ que el resultado observado por Galvani se debi√≥ a que los dos metales, cobre y hierro, act√ļan como ¬ęmotores el√©ctricos¬Ľ, y que los m√ļsculos de la rana juegan el papel de conductor, completando el circuito.

Alessandro Volta

Esto provoc√≥ una larga discusi√≥n entre los partidarios de las opiniones en conflicto: un grupo de seguidores estaba con Volta en que la corriente el√©ctrica fue el resultado de una fuerza electromotriz de contacto de los dos metales, el otro adopt√≥ una modificaci√≥n del punto de vista de Galvani y afirmaha que la corriente era debida a una afinidad qu√≠mica entre los metales y los √°cidos presentes en la pila. Michael Faraday escribi√≥ en el prefacio de sus ¬ęInvestigaciones experimentales¬Ľ, respecto de la cuesti√≥n de si el contacto met√°lico es o no productor de una parte de la electricidad de la pila voltaica: ¬ęNo veo ninguna raz√≥n todav√≠a para modificar la opini√≥n que he dado; ... pero el punto es de importancia tan grande que me propongo en la primera oportunidad reiniciar la investigaci√≥n, y, si puedo, dando pruebas hacia un lado o el otro, negar a todos¬Ľ.[10]

Ni incluso el propio Faraday, sin embargo, pudo resolver la controversia, y mientras las opiniones de los partidarios de ambos lados de la cuestión han sido objeto de modificaciones, como exigían posteriores investigaciones y descubrimientos, hasta el día de hoy la diversidad de opiniones sobre estos puntos continua. Volta hizo numerosos experimentos en apoyo de su teoría y finalmente, desarrolló la pila o batería,[35] que fue la precursora de todas las baterías químicas posteriores, y posee el mérito distintivo de ser el primer medio por el que se puede obtener una prolongada corriente continua de electricidad. Volta comunicó una descripción de su pila a la Royal Society de Londres y poco después Nicholson y Cavendish (1780) produjeron la descomposición del agua por medio de la corriente eléctrica, usando la pila de Volta como la fuente de fuerza electromotriz.[10]

Siglo XIX

Principios de 1800

Pila de Volta en el Tempio Voltiano de Como, Lombardía. Desarrollada hacia 1800, fue probablemente la primera batería de la historia moderna

En 1800, Alessandro Volta construyó el primer dispositivo para producir una corriente eléctrica grande, posteriormente conocido como el batería eléctrica. Napoleón, informado de sus trabajos, lo convocó en 1801 para una demostración de sus experimentos. Recibió numerosas medallas y condecoraciones, incluida la Legión de honor.

Davy en 1806, utilizando una pila voltaica de aproximadamente 250 c√©lulas, o parejas, descompuso potasa y sosa, demostrando que estas sustancias eran, respectivamente, los √≥xidos de potasio y sodio, cuyos metales eran desconocidos hasta entonces. Estos experimentos fueron el comienzo de electroqu√≠mica, la investigaci√≥n que adopt√≥ Faraday y sobre la que en 1833 anunci√≥ su importante ley de los equivalentes electroqu√≠micos, es decir.: ¬ęLa misma cantidad de electricidad, es decir, la misma corriente el√©ctrica, descompone qu√≠micamente cantidades equivalentes de todos los cuerpos que atraviesa, de ah√≠ los pesos de los elementos separados en estos electrolitos est√©n relacionados unos con otros como sus equivalentes qu√≠micos¬Ľ. Empleando de una bater√≠a de 2.000 elementos de una pila voltaica Humphry Davy en 1809 realiz√≥ la primera demostraci√≥n p√ļblica de la electricidad arco el√©ctrico, utilizando con este prop√≥sito carb√≥n encerrado al vac√≠o.[10]

Algo singular para notar, no fue sino hasta muchos a√Īos despu√©s del descubrimiento de la pila voltaica que qued√≥ claramente reconocida y demostrada la identidad de la electricidad est√°tica y de frotamiento con la electricidad voltaica. As√≠, tan pronto como en enero 1833 nos encontramos a Faraday escribiendo[36] en un documento sobre la electricidad del rayo: ¬ęDespu√©s de un examen de los experimentos de Walsh, Ingenhousz, Henry Cavendish, Sir Humphry Davy, y el Dr. Davy, no hay duda en mi mente sobre la identidad de la electricidad del rayo con la electricidad com√ļn (por frotamiento) y la voltaica, y supongo que tan poca permanecer√° en la mente de otros como para justificar mi abstenci√≥n de entrar en detalles en la prueba filos√≥fica de esa identidad. Las dudas planteadas por Sir Humphry Davy han sido eliminadas por su hermano, el Dr. Davy, los resultados del √ļltimo son a la inversa de los del primero. ... La conclusi√≥n general que se debe, creo yo, sacar de este conjunto de hechos (un cuadro que muestra la similitud de las propiedades y la diversidad de nombres de electricidad) es, que la electricidad, cualquiera que sea su origen, es id√©ntica en su naturaleza.¬Ľ.[10]

Es correcto afirmar, sin embargo, que antes de la √©poca de Faraday de la similitud de electricidad obtenida de distintas fuentes era m√°s que sospechosa. As√≠, William Hyde Wollaston,[37] escribi√≥ en 1801:[38] ¬ęEsta similitud en la forma en que la electricidad y el galvanismo (electricidad voltaica) aparecen es excitante, adem√°s la semejanza que se ha trazado entre sus efectos muestra que ambos son esencialmente lo mismo y confirma la opini√≥n que ya ha sido avanzada por otros, de que todas las diferencias que se descubren en los efectos de este √ļltimo puede deberse a que sea menos intenso, pero producida en mucha mayor cantidad¬Ľ.

En el mismo documento Wollaston describe algunas experiencias en las que utiliza un alambre muy fino en una solución de sulfato de cobre por la que pasaba la corriente eléctrica de una máquina eléctrica. Esto es interesante en relación con el uso posterior de alambres finos, dispuestos de manera similar en los receptores electrolíticos en la telegrafía sin hilos o la radio.[10]

Hans Christian √ėrsted

En la primera mitad del siglo XIX se hicieron muchas contribuciones muy importantes para el conocimiento mundial sobre la electricidad y el magnetismo. Por ejemplo, en 1819 Hans Christian Oersted de Copenhague, descubrió el efecto de la corriente eléctrica que circula por un alambre de desviar una aguja magnética suspendida en su proximidad.[10]

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 electro-magnéticos, a saber:[10]

  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 √ļltimo en una direcci√≥n perpendicular a su propia direcci√≥n.

El profesor Seebeck, de Berlín, en 1821 descubrió que cuando se aplica calor a la unión de dos metales que habían sido soldadas juntos se establece una corriente eléctrica. Esto se denomina Termo-Electricidad. El dispositivo de Seebeck consiste en una tira de cobre doblado en cada extremo y soldado a una placa de bismuto. Una aguja magnética se coloca paralela a la lámina de cobre. Cuando se aplica el calor de una lámpara a la unión del cobre y bismuto se establece una corriente eléctrica que desvía la aguja.[10]

Jean Peltier en 1834 descubri√≥ el efecto contrario al anterior, es decir, que cuando una corriente pasa a trav√©s de un par de metales distintos, la temperatura aumentar√° o disminuir√° en la uni√≥n de los metales, dependiendo de la direcci√≥n de la corriente. Esto se denomina efecto Peltier. Las variaciones de temperatura resultaron ser proporcionales a la intensidad de corriente y no al cuadrado de la intensidad corriente como ocurre en el caso de calor debido a la resistencia ordinaria de un conductor. Esta √ļltima es la ley de Joule, descubierta experimentalmente en 1841 por el f√≠sico Ingl√©s, James Prescott Joule. En otras palabras, esta ley importante establece que el calor generado en cualquier parte de un circuito el√©ctrico es directamente proporcional al producto de la resistencia de esta parte del circuito y al cuadrado de la fuerza de la corriente que fluye en el circuito.[10]

En 1822 Sweiprger ide√≥ el primer galvan√≥metro. Este instrumento fue posteriormente muy mejorado por Wilhelm Weber (1833). En 1825, William Sturgeon de Woolwich, Inglaterra, invent√≥ el electroim√°n de herradura y barra recta, recibiendo por ello la medalla de plata de la Sociedad de las Artes.[39] En el a√Īo 1837 Gauss y Weber (ambos destacados investigadores de este per√≠odo), inventaron conjuntamente un galvan√≥metro reflectante con fines de tel√©grafo. Este fue el precursor del galvan√≥metro reflectante de Thomson y otros galvan√≥metros excesivamente sensibles, utilizados incluso en se√Īalizaci√≥n submarina y a√ļn ampliamente utilizados en las mediciones el√©ctricas. Arago en 1824 hizo el importante descubrimiento de que cuando un disco de cobre gira en su propio plano, y si una aguja magn√©tica est√° libremente suspendida en un eje sobre el disco, la aguja gira con el disco. Por otro lado, si la aguja est√° fija tender√° a retardar el movimiento del disco. Este efecto se denomina las rotaciones de Arago.[10]

F√ļtiles intentos fueron hechos por Babbage, Barlow, Herschel y otros, para explicar este fen√≥meno. La verdadera explicaci√≥n estaba reservada a Faraday, es decir, que las corrientes el√©ctricas son inducidas en el disco de cobre al cortar las l√≠neas de fuerza magn√©tica de la aguja, cuyas as corrientes a su vez reaccionan en la aguja. En 1827, Georg Simon Ohm anunci√≥ la famosa ley que lleva su nombre, que dice:

Fuerza electromotriz = Intensidad de corriente x Resistencia

Faraday y Henry

Joseph Henry
Michael Faraday

El descubrimiento de la inducci√≥n electromagn√©tica se hizo casi simult√°neamente, aunque de forma independiente, por Michael Faraday y Joseph Henry. Mientras que los primeros resultados de Faraday precedieron a los de Henry, Henry fue el primero en el uso del principio del transformador. El descubrimiento de Henry de la autoinducci√≥n y su trabajo en conductores de espiral utilizando una bobina de cobre se hicieron p√ļblicos en 1835, justo antes de las de Faraday.[40] [41] [42]

En 1831 comenzaron las investigaciones de Michael Faraday, el famoso disc√≠pulo y sucesor de Humphry Davy a la cabeza de la Royal Institution, de Londres, en relaci√≥n a la inducci√≥n electromagn√©tica. Los estudios e investigaciones de Faraday se extendieron desde 1831 hasta 1855 y una descripci√≥n detallada de sus experimentos, deducciones y especulaciones se encuentran en su publicaci√≥n, titulada 'Investigaciones Experimentales en Electricidad'. Faraday era qu√≠mico de profesi√≥n. No estaba en posesi√≥n de m√°s remoto t√≠tulo en matem√°ticas en el sentido ordinario - de hecho hay una b√ļsqueda de si en todos sus escritos hay una sola f√≥rmula matem√°tica.[10]

El experimento de Faraday que condujo al descubrimiento de la inducci√≥n electromagn√©tica[43] se realiz√≥ como sigue: Se construy√≥ lo que es ahora y entonces se denomin√≥ una bobina de inducci√≥n, cuyos conductores del primario y secundario se enrollaron en una bobina de madera, uno al lado del otro y aislados entre ellos. En el circuito del cable primario se coloc√≥ una bater√≠a de aproximadamente 100 celdas. En el cable del secundario se insert√≥ un galvan√≥metro. Al hacer su primera prueba no observ√≥ ning√ļn resultado, el galvan√≥metro permanec√≠a en reposo, pero al aumentar la longitud de los conductores se dio cuenta de una desviaci√≥n del galvan√≥metro en el conductor del secundaria cuando el circuito del conductor primario se abr√≠a y cerraba. Esta fue la primera observaci√≥n del desarrollo de la fuerza electromotriz por inducci√≥n electromagn√©tica.[10]

También descubrió que aparecían corrientes inducidas en un segundo circuito cerrado cuando la intensidad de corriente variaba fuertemente en el primer conductor, y que la dirección de la corriente en el circuito secundario es opuesta a la del primer circuito. También que una se induce una corriente inducida en un circuito secundario cuando otro circuito por el que circula una corriente se mueve hacia y desde el primer circuito, y que la aproximación o el alejamiento de un imán o de un circuito cerrado induce corrientes momentánea en el segundo. En suma, en el espacio de un pocos meses Faraday descubrió experimentalmente prácticamente todas las leyes y hechos actualmente conocidos sobre la inducción electromagnética y la inducción magnetoeléctrica. A estos descubrimientos, con casi ninguna excepción, depende el funcionamiento del teléfono, la dinamo, y relacionados con la dinamo, prácticamente todas las industrias eléctricas gigantescas del mundo, incluyendo la luz eléctrica, la tracción eléctrica, el funcionamiento de los motores eléctricos para producir potencia, y la galvanoplastia, la electrólisis, etc.[10]

En sus investigaciones de la manera peculiar en que las limaduras de hierro se disponen sobre un cart√≥n o vidrio en las proximidades de los polos de un im√°n, Faraday, concibi√≥ la idea de ¬ęl√≠neas de fuerza¬Ľ magn√©ticas que se extienden de polo a polo del im√°n y a lo largo de las cuales las limaduras tienden a situarse. En el descubrimiento realizado de que los efectos magn√©ticos acompa√Īan el paso de una corriente el√©ctrica en un conductor, tambi√©n se supone que similares l√≠neas de fuerza magn√©tica giran alrededor del alambre. Por comodidad y para dar cuenta de la electricidad inducida se asumi√≥ cuando que estas l√≠neas de fuerza son ¬ęcortadas¬Ľ por un conductor que pasa a trav√©s de ellas o cuando las l√≠neas de fuerza en la apertura y el cierre de un circuito cortan el conductor, se desarrolla una corriente el√©ctrica, o para ser m√°s exactos, se desarrolla una fuerza electromotriz en el conductor que establece una corriente en un circuito cerrado. Faraday avanz√≥ lo que se ha denominado 'teor√≠a molecular de la electricidad', que supone que la electricidad es la manifestaci√≥n de un estado particular de las mol√©culas del cuerpo frotado o del √©ter que rodea el cuerpo. Faraday tambi√©n, experimentalmente, descubri√≥ el paramagnetismo y el diamagnetismo, a saber, que todos los s√≥lidos y los l√≠quidos son atra√≠dos o repelidos por un im√°n. Por ejemplo, el hierro, n√≠quel, cobalto, manganeso, cromo, etc, son paramagn√©ticos (son atra√≠dos mediante magnetismo), mientras que otras sustancias, tales como el bismuto, f√≥sforo, antimonio, zinc, etc, son repelidos por el magnetismo o son diamagn√©ticos[10] [44]

Brugans de Leiden en 1778 y Le Baillif y Becquerel en 1827 hab√≠an descubierto diamagnetismo en el caso de bismuto y antimonio. Faraday tambi√©n redescubri√≥ la capacidad inductiva espec√≠fica en 1837, los resultados de los experimentos de Cavendish no hab√≠an sido publicados en esa √©poca. Tambi√©n predijo[45] el retraso de las se√Īales en los largos cables submarinos debido al efecto inductivo del aislamiento del cable, en otras palabras, la capacidad est√°tica del cable.[10] Los 25 a√Īos inmediatamente despu√©s del descubrimiento de Faraday de la inducci√≥n el√©ctrica fueron muy fruct√≠feras en la promulgaci√≥n de leyes y hechos relativos a las corrientes inducidas y el magnetismo. En 1834, Lenz y Jacobi independientemente demostraron el hecho actualmente familiar de que la corriente inducida en una bobina es proporcional al n√ļmero de vueltas en la bobina. Lenz tambi√©n anunci√≥ en ese momento la ley importante que lleva su nombre, de que en todos los casos de inducci√≥n electromagn√©tica, las corrientes inducidas tienen una direcci√≥n tal que su reacci√≥n tiende a detener el movimiento que lo produce, ellos, una ley que tal vez era deducible de la explicaci√≥n de Faraday de las rotaciones de Arago.[10]

En 1845, Joseph Henry, el físico estadounidense, publicó un relato de sus valiosas e interesantes experiencias, que muestra que las corrientes de orden superior pueden ser inducidas a partir del secundario de una bobina de inducción al primario de una segunda bobina, de allí a su conductor secundario, y así sucesivamente hasta el primario de una tercera bobina, etc.[46]

Mitad de 1800

La teor√≠a electromagn√©tica de la luz a√Īade a la vieja teor√≠a ondulatoria un enorme inter√©s e importancia: nos exige no s√≥lo una explicaci√≥n de todos los fen√≥menos de la luz y del calor radiante mediante ondas transversales de un medio el√°stico s√≥lido llamado √©ter, sino tambi√©n la inclusi√≥n de las corrientes el√©ctricas, del magnetismo permanente del acero y del im√°n, de la fuerza magn√©tica y de la fuerza electrost√°tica, en una amplia teor√≠a del √©ter.[47]

Hasta mediados del siglo XIX, de hecho hasta cerca de 1870, la ciencia el√©ctrica fue, se puede decir, un libro cerrado para la mayor√≠a de los investigadores el√©ctricos. Antes de esta √©poca una serie de manuales se publicaron sobre la electricidad y el magnetismo, en particular, el exhaustivo Tratado de electricidad de Auguste Arthur de la Rive, 1851 y 1835 (en franc√©s); Einleitung in die Electrostatik de Beer, Galvanismus de Wiedemann y Reibungsal-elektricitat de R√©is. Sin embargo, estas obras consistieron b√°sicamente en detallar los experimentos con la electricidad y el magnetismo, y muy poco con las leyes y los hechos de esos fen√≥menos. Abria public√≥ los resultados de algunas investigaciones en las leyes de las corrientes inducidas, pero debido a la complejidad de la investigaci√≥n, no se produjeron resultados notables.[48] A mediados de 1800 se publicaron los trabajos ¬ęElectricidad y Magnetismo¬Ľ de Fleeming Jenkin y el ¬ęTratado en Electricidad y Magnetismo¬Ľ de Clerk Maxwell.[10]

Estos libros fueron las salidas de los caminos trillados. Como afirma Jenkin, en el prefacio de su obra, la ciencia de las escuelas era tan diferente de la del electricista pr√°ctico que resultaba imposible dar a los estudiantes suficiente, ni siquiera aproximadamente suficientes libros de texto. Un estudiante dijo podr√≠a haber dominado el tratado grande y valioso de De la Rive y, sin embargo sentirse como si estuviese en un pa√≠s desconocido y escuchara una lengua desconocida en compa√Ī√≠a de los hombres pr√°cticos. Otro escritor ha dicho, con la llegada de los libros de Jenkin y Maxwell se retiraron todos los obst√°culos en el camino de los estudiantes de electricidad, el ¬ępleno sentido de la ley de Ohm‚ÄĚ queda claro, la fuerza electromotriz, la diferencia de potencial, la resistencia, la intensidad de corriente, la capacidad, las l√≠neas de la fuerza, la magnetizaci√≥n y la afinidad qu√≠mica eran mensurables, y podr√≠a razonarse acerca de ellas, y con ellas pueden hacerse c√°lculos con tanta certeza como en los c√°lculos en din√°mica¬Ľ.[10] [49]

Hacia 1850 Kirchoff public√≥ sus leyes relativas a las ramas o circuitos divididos. Tambi√©n demostr√≥ matem√°ticamente que, seg√ļn la teor√≠a electrodin√°mica vigente en ese momento, la electricidad se propaga a lo largo de un cable perfectamente conductor con la velocidad de la luz. Helmholtz investig√≥ matem√°ticamente los efectos de la inducci√≥n sobre la fuerza de una corriente y de ah√≥ dedujo ecuaciones, que los experimentos confirmaron, que demuestran entre otros puntos importantes el efecto retardador de la autoinducci√≥n en determinadas condiciones del circuito.[10] [50]

Sir William Thomson

En 1853 Sir William Thomson (m√°s tarde Lord Kelvin) predice como resultado de c√°lculos matem√°ticos la naturaleza oscilatoria de la descarga el√©ctrica de un circuito condensador. A Henry, sin embargo, pertenece el m√©rito de demostrar, como resultado de sus experimentos en 1842, el car√°cter oscilatorio de la descarga de la botella de Leyden. Escribi√≥:[51] Los fen√≥menos nos obligan a admitir la existencia de una descarga principal en una direcci√≥n, y despu√©s varias acciones reflejas hacia atr√°s y adelante, cada una m√°s d√©bil que la anterior, hasta que se obtiene el equilibrio. Estas oscilaciones fueron observadas posteriormente por Fcddersen (1857), que proyect√≥ una imagen de la chispa el√©ctrica sobre una placa sensible utilizando un espejo c√≥ncavo rotatorio, y as√≠ obtener una fotograf√≠a de la chispa que claramente muestra el car√°cter alternante de la descarga. Sir William Thomson fue tambi√©n el descubridor de la convecci√≥n el√©ctrica del calor (el efecto ¬ęThomson¬Ľ). √Čl dise√Ī√≥ sus electr√≥metros cuadrante y absoluto para medidas el√©ctricas de precisi√≥n. Tambi√©n se debe a √©l el galvan√≥metro de reflexi√≥n y el sif√≥n registrador, aplicado a los cables submarinos de se√Īalizaci√≥n.[10]

Hacia 1876 el Prof. H.A. Rowland de Baltimore demostró el importante hecho de que una carga estática que gira produce los mismos efectos magnéticos que una corriente eléctrica. La importancia de este descubrimiento consiste en que puede ofrecer una teoría razonable del magnetismo, es decir, que el magnetismo puede ser el resultado del movimiento de filas de moléculas que transportan cargas estáticas.[10]

Después del descubrimiento de Faraday de que las corrientes eléctricas podrían desarrollarse en un conductor, al cortar el conductor las líneas de fuerza de un imán, era de esperar que se emprendiera la construcción de máquinas que aprovecharan este hecho para el desarrollo de corrientes voltaicas.[52] La primera máquina de este tipo se debe a Pixii, 1832. Se componía de dos bobinas de alambre de hierro, frente al que se hicieron girar los polos de un imán de herradura. Esto produjo en la bobina del conductor una corriente alterna, Pixii desarrolló un dispositivo de conmutación (conmutador), que convertía la corriente alterna de las bobinas o de la armadura en una corriente en el circuito externo. Esta máquina fue seguida de formas mejoradas de las máquinas magneto-eléctrico debidas a Ritchie, Saxton, Clarke, Stohrer 1843, Nollet 1849, [[Shepperd] ] 1856, Van Maldern, Siemens, Wilde y otros.[10]

Un avance notable en el arte de la construcci√≥n de dinamos fue hecha por el Sr. S.A. Varley en 1866[53] y por el Dr. Charles William Siemens y el Sr. Charles Wheatstone[54] que de forma independiente descubrieron que cuando una bobina de un conductor, o una armadura, de la m√°quina dinamo se hace girar entre los polos (o en el ¬ęcampo¬Ľ) de un electroim√°n, aparece una d√©bil corriente en la bobina debido al magnetismo residual en el hierro del electroim√°n, y que si el circuito de la armadura se conecta con el circuito del electroim√°n, la d√©bil corriente desarrollada en la armadura aumenta el magnetismo en el campo. Esto aumenta a√ļn m√°s las l√≠neas de fuerza magn√©tica en las que gira la armadura, lo que aumenta a√ļn m√°s la corriente en el electroim√°n, produciendo as√≠ el correspondiente aumento en el magnetismo de campo, y as√≠ sucesivamente, hasta que se alcanza la m√°xima fuerza electromotriz que la m√°quina es capaz de desarrollar. Por medio de este principio, la m√°quina dinamo desarrolla su propio campo magn√©tico, pudiendo as√≠ aumentar mucho su eficiencia y funcionamiento econ√≥mico. Sin embargo, la m√°quina el√©ctrica dinamo no fue perfeccionada en la √©poca mencionada.[10]

En 1860, fue realizada una mejora importante por el Dr. Antonio Pacinotti de Pisa, quien ideó la primera máquina eléctrica con una armadura de anillo. Esta máquina fue utilizada por primera vez como un motor eléctrico, pero después, como un generador de electricidad. El descubrimiento del principio de reversibilidad de la dinamo eléctrica (atribuida a Walenn 1860; Pacinotti 1864; Fontaine, Gramme 1873; Deprez 1881, y otros), con lo que podía ser utilizada como un motor eléctrico o como un generador de electricidad, ha sido tenido por uno de los mayores descubrimientos del siglo XIX.[10]

En 1872, Heffner -Altneck idearon el tambor de la armadura. Esta máquina en una forma modificada posteriormente fue conocida como la dinamo Siemens. Estas máquinas fueron seguidas por las actuales de Schuckert, Gulcher, Fein, Brush, Hochhausen, Edison y las máquinas dinamo de muchos otros inventores. En los primeros días de la construcción de las máquinas dinamo, las máquinas aran principalmente utilizadas como generadores de corriente, y tal vez la aplicación más importante de estas máquinas en ese momento era en galvanoplastia, para lo que se emplearon máquinas de baja tensión y alta intensidad de corriente.[10] [55]

Desde que empezaron a funcionar alrededor de 1.887 los generadores de corriente alterna tuvieron una extensa utilización y un amplio desarrollo comercial del transformador, mediante el cual las corrientes de bajo voltaje y alta intensidad de la corriente se transformaban en corrientes de alta tensión y baja intensidad de corriente, y viceversa, lo que en su tiempo revolucionó la transmisión de energía eléctrica a largas distancias. Asimismo, la introducción del convertidor rotatorio que convierte la corriente alterna en corrientes continuas (y viceversa) ha efectuado grandes economías en el funcionamiento de los sistemas eléctricos. Ver eléctrica alterna maquinaria actual.[10] [56]

Antes de la introducci√≥n de las m√°quinas dinamo, voltaica, o primaria, las bater√≠as fueron ampliamente utilizadas para galvanoplastia y en la telegraf√≠a. Hay dos tipos distintos de celdas voltaicas, la de tipo ¬ęabierta¬Ľ y la ¬ęcerrada¬Ľ o ¬ęconstante¬Ľ. Brevemente, la de tipo abierto es aquella que al operar en circuito cerrado, despu√©s de un corto per√≠odo, se polariza, es decir, los gases son liberados en la celda en la que se deposita la placa negativa y establece una resistencia que reduce la intensidad de la corriente. Despu√©s de un breve intervalo con el circuito abierto estos gases son eliminados o absorbidos y la pila est√° de nuevo lista para funcionar. Las pilas de circuito cerrado son aquellas en las que los gases en las celdas son absorbidos tan r√°pidamente como son liberados y por lo tanto, la salida de la pila es pr√°cticamente uniforme. La pila Leclanch√© y la pila Daniell, son ejemplos familiares de pilas voltaicas de tipo ¬ęabierta¬Ľ y ¬ęcerrada¬Ľ. Las pilas ¬ęabiertas¬Ľ c√©lulas se utilizan muy ampliamente en la actualidad, especialmente en forma de pila seca, y, en el anunciador y otros sistemas de se√Īales de circuito abierto. Las bater√≠as de tipo Daniell o ¬ęgravedad¬Ľ, se emplearon de forma casi generalizada en los Estados Unidos y Canad√° como fuente de fuerza electromotriz en la telegraf√≠a antes de que la dinamo estuviera disponible, y siguen siendo ampliamente utilizados para este servicio, o como pilas ¬ęlocales¬Ľ. Las bater√≠as del tipo de ¬ęgravedad¬Ľ y el de Edison-Lalande siguen siendo muy utilizados en sistemas de ¬ęcircuito cerrado¬Ľ.[10]

En el siglo XIX, el t√©rmino √©ter lumin√≠fero, lo que significa portador de luz, fue el t√©rmino utilizado para describir un medio para la propagaci√≥n de la luz.[57] La palabra ¬ę√©ter¬Ľ deriva v√≠a lat√≠n del griego őĪőĻőłőģŌĀ, a partir de una ra√≠z que significa encender, grabar, o hacer sol. Significa la sustancia que se pensaba en la antig√ľedad que cubr√≠a las regiones superiores del espacio, m√°s all√° de las nubes.

Maxwell, Hertz, y Tesla

James Clerk Maxwell

En 1864, James Clerk Maxwell de Edimburgo, anunció su teoría electromagnética de la luz, que fue quizás el paso más grande en el conocimiento del mundo de la electricidad.[58] Maxwell había estudiado y comentado en el ámbito de la electricidad y el magnetismo tan pronto como 1855-56, cuando fue leída 'On Faraday's lines of force', en la Cambridge Philosophical Society. El documento presenta un modelo simplificado de trabajo de Faraday, y cómo estaban relacionados los dos fenómenos. Redujo todo el conocimiento actual en un conjunto enlazado de ecuaciones diferenciales con 20 ecuaciones con 20 variables. Este trabajo fue publicado posteriormente como On Physical Lines of Force en marzo de 1861.[59]

Alrededor de 1862, mientras ejerc√≠a docencia en el King's College, Maxwell calcul√≥ que la velocidad de propagaci√≥n de un campo electromagn√©tico es aproximadamente la de la velocidad de la luz. Consider√≥ que se trataba m√°s que s√≥lo una coincidencia, y coment√≥: ¬ęDif√≠cilmente podemos evitar la conclusi√≥n de que la luz consiste en ondulaciones transversales del mismo medio que es la causa de los fen√≥menos el√©ctricos y magn√©ticos.¬Ľ[60]

Trabajando sobre el problema, Maxwell mostr√≥[61] que las ecuaciones predicen la existencia de ondas de campos el√©ctricos y magn√©ticos oscilantes que viajan a trav√©s del espacio vac√≠o a una velocidad que se podr√≠a predecir de sencillos experimentos el√©ctricos. Utilizando los datos disponibles en su √©poca, Maxwell obtuvo una velocidad de 310.740.000 m/s. En su art√≠culo de 1864 ¬ęUna Teor√≠a Din√°mica del Campo Electromagn√©tico¬Ľ, Maxwell escribi√≥ ¬ęEl acuerdo de los resultados parece demostrar que la luz y el magnetismo son aspectos de una misma sustancia, y que la luz es una perturbaci√≥n electromagn√©tica, propagada a trav√©s del campo de acuerdo a las leyes electromagn√©ticas¬Ľ.[62]

Como ya se dijo aqu√≠ Faraday, y antes de √©l, Ampere y otros, hab√≠a atisbos de que el √©ter lum√≠nico del espacio es tambi√©n el medio para la acci√≥n el√©ctrica. Era conocido por el c√°lculo y la experiencia que la velocidad de la electricidad era de aproximadamente 300.000 kil√≥metros por segundo, es decir, igual a la velocidad de la luz, lo que en s√≠ mismo sugiere la idea de una relaci√≥n entre la electricidad y la ¬ęluz¬Ľ.

Algunos de los primeros filósofos o matemáticos, como Maxwell, del siglo XIX, mantenían la opinión de que los fenómenos electromagnéticos se podían explicar por la acción a distancia. Maxwell, siguiendo a Faraday, sostuvo que la base de los fenómenos se encontraba en el medio. Los métodos de los matemáticos para llegar a sus resultados fueron sintéticos mientras que los métodos de Faraday fueron analíticos. Faraday en su mente, vio líneas de fuerza que atraviesan todo el espacio donde los matemáticos vieron centros de fuerza de atracción a distancia. Faraday buscó la base de los fenómenos en acciones reales que viajan por el medio; mientras los os se contentaron con haber encontrado una fuerza de acción a distancia en los fluidos eléctricos.[63]

Ambos m√©todos, como se√Īal√≥ Maxwell, hab√≠an logrado explicar la propagaci√≥n de la luz como un fen√≥meno electromagn√©tico, mientras a la vez los conceptos fundamentales de las cantidades en cuesti√≥n eran radicalmente diferentes. Los matem√°ticos supusieron que los aisladores eran barreras para las corrientes el√©ctricas; que, por ejemplo, en una botella de Leyden o en condensador el√©ctrico la electricidad acumulada en una placa y que por alguna acci√≥n oculta la acci√≥n a distancia con que la electricidad de signo contrario era atra√≠da por la otra placa. Maxwell, yendo m√°s lejos que Faraday, razon√≥ que si la luz es un fen√≥meno electromagn√©tico y se puede transmitir a trav√©s de los diel√©ctricos, como el vidrio, el fen√≥meno se debe a la naturaleza de las corrientes electromagn√©ticas en los diel√©ctricos. Por lo tanto, sostuvo que en la carga de un condensador, por ejemplo, la acci√≥n no se deten√≠a en el aislante, pero que las corrientes ¬ęde desplazamiento¬Ľ se establecen en el medio aislante, que las corrientes continuar√°n hasta que la resistencia del medio sea igual a la de la fuerza de la carga. En un conductor de un circuito cerrado una corriente el√©ctrica es tambi√©n un desplazamiento de la electricidad.

El conductor ofrece una cierta resistencia, similar a la fricci√≥n, al desplazamiento, y el calor producido en el conductor, es proporcional como ya se dijo al cuadrado de la intensidad de corriente, siempre que la fuerza el√©ctrica la contin√ļe impulsando. Esta resistencia se puede comparar con que sufre un buque cuando en su avance desplaza el agua. La resistencia del diel√©ctrico es de naturaleza diferente y se ha comparado con la compresi√≥n de multitud de resortes, que, bajo compresi√≥n, reaccionan con un incremento la presi√≥n hacia atr√°s, hasta un punto donde la presi√≥n total hacia atr√°s iguala a la presi√≥n inicial. Cuando la presi√≥n inicial se retira, la energ√≠a gastada en la compresi√≥n de los ¬ęresortes¬Ľ regresa al circuito, junto con el regreso de los resortes a su condici√≥n original, lo que produce una reacci√≥n en la direcci√≥n opuesta. En consecuencia, la corriente debida al desplazamiento de la electricidad en un conductor puede ser continua, mientras que las corrientes de desplazamiento en un diel√©ctrico son moment√°neos y, en un circuito o medio que tiene, poca resistencia en comparaci√≥n con la capacidad o la inductancia, las corrientes de descarga son de naturaleza oscilatoria o alternante.[64]

Maxwell amplió este punto de vista de las corrientes de desplazamiento en los dieléctricos al éter del espacio. Suponiendo que la luz sea la manifestación de alteraciones de las corrientes eléctricas en el éter, y vibrando al ritmo de las vibraciones de la luz, estas vibraciones por inducción crean las correspondientes vibraciones en porciones adyacentes del éter, y de esta manera las ondulaciones que corresponden a las de la luz se propagan como un efecto electromagnético en el éter. La teoría electromagnética de Maxwell de la luz, obviamente implicaba la existencia de ondas eléctricas en el espacio, y sus seguidores se dedicaron a la tarea de demostrar experimentalmente la veracidad de la teoría.

En 1887, el Prof. Heinrich Hertz en una serie de experimentos demostró la existencia real de tales ondas. El descubrimiento de ondas eléctricas en el espacio condujo naturalmente al descubrimiento y la introducción a finales del siglo XIX de la telegrafía sin hilos, varios de cuyos sistemas se utilizan y se han utilizado sucesivamente en barcos, faros y la costa y estaciones de todo el mundo, por medio de la cual el conocimiento se transmite a través de los amplios océanos y la mayor parte de los continentes.

Nikola Tesla, hacia 1896

En 1891, se realizaron notables aportaciones a nuestro conocimiento de los fen√≥menos electromagn√©ticos a alta frecuencia y alto potencial por Nikola Tesla.[65] Entre los nuevos experimentos realizados por Tesla, uno de ellos fue a tomar en su mano un tubo de vidrio del que se hab√≠a extra√≠do el aire, y posteriormente poner su cuerpo en contacto con un conductor que transporte corriente de alto potencial, el tubo se ba√Ī√≥ con una luz brillante agradable. Otro experimento consisti√≥ en colocar un bulbo suspendido de un √ļnico cable conectado a un circuito de corriente de alto potencial y alta frecuencia, entonces un bot√≥n de platino dentro del bulbo brillaba con una viva incandescencia, mientras el experimentador se manten√≠a de pie sobre una plataforma de aislamiento. La frecuencia y el potencial implicados en los experimentos realizados por Tesla en esta √©poca, fueron del orden de uno o m√°s millones de ciclos y voltios¬Ľ. Para obtener m√°s informaci√≥n relativa a estos experimentos, el lector puede remitirse a la obra de Tesla ¬ęExperimentos con Corrientes Alternas de Alto Potencial y Alta Frecuencia¬Ľ.[10]

Finales de siglo

Las teor√≠as sobre la electricidad fueron sufriendo cambios al finales del siglo 19. De hecho, puede decirse verdaderamente que la tendencia de toda la investigaci√≥n cient√≠fica conduce ahora a la conclusi√≥n de que la materia en su an√°lisis final es de naturaleza el√©ctrica - de hecho es la electricidad la teor√≠a en que se basa este punto de vista, denominada teor√≠a electr√≥nica o teor√≠a el√©ctrica de la materia.[66] Esta teor√≠a (o mejor, hip√≥tesis) en una palabra, supone que el √°tomo de materia, lejos de ser indivisible, como supon√≠an las teor√≠as m√°s antiguas, se compone de cuerpos m√°s peque√Īos denominados electrones, que estos electrones son de naturaleza el√©ctrica, y por consiguiente, toda la materia en √ļltima instancia, es el√©ctrica, los √°tomos de los diferentes elementos de la materia consisten en un cierto n√ļmero de electrones, as√≠, 700 en el √°tomo de hidr√≥geno y 11.200 en el √°tomo de ox√≠geno. Esta teor√≠a de la materia en varias de sus caracter√≠sticas m√°s importantes no apareci√≥ de un d√≠a para otro, ni se debe a las investigaciones de un solo hombre o a la concepci√≥n de una mente. As√≠, en cuanto a la opini√≥n de que el √°tomo no es una part√≠cula indivisible de materia, sino que est√° compuesto de electrones numerosas, muchos cient√≠ficos han declarado durante a√Īos todos los elementos son modificaciones de una hipot√©tica sustancia simple, protilo, ¬ęla materia indiferenciada del universo¬Ľ. Tampoco la teor√≠a es completamente nueva en su suposici√≥n de que toda la materia es el√©ctrica.[10]

William Crookes

El electr√≥n como una unidad de carga en electroqu√≠mica fue propuesto por G. Johnstone Stoney en 1874, quien ttambi√©n acu√Ī√≥ el t√©rmino ¬ęelectr√≥n¬Ľ en 1894. El Plasma fue identificado por primera vez en un Tubo de Crookes, y as√≠ descrito por Sir William Crookes en 1879 (lo llam√≥ ¬ęmateria radiante¬Ľ).[67] El estudio de la electricidad condujo al descubrimiento de los bellos fen√≥menos del tubo de Crookes (debidos a Sir William Crookes), a saber, los rayos cat√≥dicos,[68] y m√°s tarde al descubrimiento de los rayos Roentgen o Rayos X, no debe pasarse por alto que sin la electricidad como excitante del tubo el descubrimiento de los rayos pudo haberse pospuesto indefinidamente. Se ha se√Īalado aqu√≠ que el Dr. William Gilbert fue llamado el fundador de la ciencia el√©ctrica. Esto se debe, sin embargo, considerar como una declaraci√≥n comparativa.[10]

A finales de 1890 un n√ļmero de f√≠sicos propusieron que la electricidad, como hab√≠an observado en los estudios de conducci√≥n el√©ctrica en conductores, electr√≥litos y tubo de rayos cat√≥dicos, se compon√≠a de unidades discretas, a las que dieron una gran variedad de nombres, pero la realidad de estas unidades no se hab√≠a confirmado de una forma convincente. Sin embargo, exist√≠an tambi√©n indicios de que los rayos cat√≥dicos ten√≠an propiedades de onda.[10]

Faraday, Wilhelm Weber Weber, Helmholtz, Clifford y otros ten√≠an atisbos de este punto de vista, y el trabajo experimental de Zeeman, Goldstein, Crookes, J.J. Thomson y otros han reforzado en gran medida esta opini√≥n. Hace m√°s de 35 a√Īos, Weber predijo que los fen√≥menos el√©ctricos se deb√≠an a la existencia de los √°tomos el√©ctricos, cuya influencia sobre otros depende de su posici√≥n y velocidades y aceleraciones relativas. Helmholtz y otros, sostuvieron tambi√©n que la existencia de los √°tomos el√©ctricos segu√≠a las leyes de Faraday de la electr√≥lisis, y Johnstone Stoney, a quien se debe el t√©rmino ¬ęelectr√≥n¬Ľ, mostr√≥ que cada ion qu√≠mico del electrolito descompuesto tansporta una cantidad definida y constante de electricidad, y en la medida en que estos iones se separan en los electrodos como sustancias neutras debe haber un instante, aunque sea breve, en el que las cargos deben ser capaces de existir por separado, como √°tomos el√©ctricos; mientras, en 1887, Clifford escribi√≥: ¬ęHay grandes razones para creer que cada √°tomo material transporta una peque√Īa corriente el√©ctrica, si no enteramente compuesto de esta corriente.¬Ľ[10]

J.J. Thomson

En 1896, Thomson realiz√≥ experimentos que indicaban que los rayos cat√≥dicos realmente eran part√≠culas, encontr√≥ un valor exacto de su relaci√≥n carga-masa e/m, y encontr√≥ que el cociente e/m era independiente del material del c√°todo. Hizo buenas estimaciones tanto de la carga e como la masa m, encontrando que las part√≠culas de los rayos cat√≥dicos, que √©l llam√≥ ¬ęcorp√ļsculos¬Ľ, ten√≠a aproximadamente una mil√©sima de la masa del ion de menor masa conocido (hidr√≥geno). Mostr√≥ adem√°s que las part√≠culas de carga negativa producidas por materiales radiactivos, por materiales calentados, y por materiales iluminados, era universal. La naturaleza de la materia del tubo de Crookes ¬ęrayos cat√≥dicos¬Ľ fue identificado por Thomson en 1897.[69]

A finales de 1800, el experimento de Michelson-Morley fue realizado por Albert Michelson y Edward Morley en lo que hoy es la Case Western Reserve University. Este experimento es considerado como ¬ęla prueba contra la teor√≠a del √©ter lum√≠nico. El experimento tambi√©n se ha denominado ¬ęel punto de partida para los aspectos te√≥ricos de la Segunda Revoluci√≥n Cient√≠fica¬Ľ.[70] Fundamentalmente por este trabajo, Albert Michelson fue galardonado con el Premio Nobel en 1907. Dayton Miller continu√≥ con los experimentos, realizando miles de medidas y, finalmente, desarrollando el interfer√≥metro m√°s exacto del el mundo en ese momento. Miller y otros, como Morley, continuaron las observaciones y experimentos que tratan de los conceptos.[71] Una serie de propuestas podr√≠a explicar el resultado nulo, pero estas hip√≥tesis eran m√°s complejas, con tendencia al uso arbitrario de coeficientes y de suposiciones f√≠sicas.[10]

Hacia el final del siglo XIX los ingenieros eléctricos eran una profesión distinta, separada de físicos e inventores. Crearon las empresas que investigaron, desarrollaron y perfeccionaron las técnicas de transmisión de electricidad, y ganaron el apoyo de gobiernos en todo el mundo para comenzar la primera red de telecomunicación eléctrica mundial, la red de telégrafo eléctrico. Entre los pioneros en este campo se incluyen Werner von Siemens, fundador de Siemens AG en 1847, y John Pender, fundador Cable & Wireless.

El final del siglo XIX produjo gigantes de la ingenier√≠a el√©ctrica, como Nikola Tesla, inventor del motor de inducci√≥n polif√°sico.[72] La primera demostraci√≥n p√ļblica de un ¬ęsistema alternador¬Ľ tuvo lugar en 1886.[73] [74] Grandes generadores de corriente alterna de dos fases fueron construidos por un electricista brit√°nico, J.E.H. Gordon, en 1882. Lord Kelvin y Sebastian Ferranti tambi√©n desarroll√≥ tempranos alternadores, que produzc√≠an frecuencias de entre 100 y 300 hertz. En 1891, Nikola Tesla patent√≥ un pr√°ctico alternador de ¬ęalta frecuencia¬Ľ (que operaba cerca de 15.000 hertzios).[75] Despu√©s de 1891, se introdujeron los alternadores polif√°sicos para suministrar corriente de muchas fases diferentes.[76] M√°s tarde, los alternadores fueron dise√Īados para frecuencias de corriente alterna que variaba entre los diecis√©is y cerca de un centenar de Hertz, para uso con l√°mparas de arco, l√°mparas incandescentes y motores el√©ctricos.[77]

La posibilidad de obtener la corriente el√©ctrica en grandes cantidades, y econ√≥micamente, por medio de m√°quinas dinamo dio un nuevo impulso al desarrollo de la luz de incandescencia y las l√°mparas de arco. Hasta que estas m√°quinas alcanzaron un nivel comercial las pilas voltaicas eran la √ļnica fuente disponible de la corriente para la iluminaci√≥n el√©ctrica y la potencia. Sin embargo, el coste de estas bater√≠as y las dificultades para mantenerlas en un funcionamiento confiable fueron su uso prohibitivos para fines de iluminaci√≥n pr√°ctica. La fecha del empleo de l√°mparas de arco e incandescente parece ser de alrededor de 1877.[10]

Incluso en 1880, sin embargo, se hab√≠an realizado pocos progresos en el uso general de estos tipos de iluminaci√≥n; el r√°pido crecimiento posterior de esta industria es una cuesti√≥n de conocimiento general.[78] El empleo de bater√≠as, que originalmente se llamaron bater√≠as secundarias o acumuladores, comenz√≥ alrededor de 1879. Estas bater√≠as son utilizadas en gran cantidad, como auxiliares a la dinamo en las casas y las subestaciones, en autom√≥viles el√©ctricos y, en inmensas cantidades en sistemas de encendido y arranque de autom√≥vil, tambi√©n en la telegraf√≠a de alarma contra incendios y sistemas de se√Īales.[10]

World's Fair Tesla presentation

En 1893, la Exposici√≥n Internacional de Chicago se celebr√≥ en un edificio que estaba dedicado a exposiciones el√©ctricas. La empresa General Electric (apoyada por Edison y J.P. Morgan) propuso suministrar energ√≠a para las exposiciones el√©ctrica con corriente el√©ctrica a un coste de un mill√≥n de d√≥lares. Sin embargo, Westinghouse, armado con el sistema de corriente alterna de Tesla, propuso iluminar la Exposici√≥n Internacional de Chicago por la mitad de ese coste, y Westinghouse gan√≥ la licitaci√≥n. Fue un momento hist√≥rico y el comienzo de una revoluci√≥n, la forma como Nikola Tesla y George Westinghouse, introdujeron al p√ļblico a la energ√≠a el√©ctrica al iluminar la Exposici√≥n.

Segunda Revolución industrial

Artículo principal: Segunda Revolución industrial
Thomas Edison

El motor de corriente alterna nos ayudó en la Segunda revolución industrial. El rápido avance de la tecnología eléctrica aq finales del siglo XIX y principios del XX condujo a rivalidades comerciales. En la Guerra de Corrientes a finales de la década de 1880, George Westinghouse y Thomas Edison se convirtieron en adversarios debido a la promoción de Edison de la corriente continua (DC o CC) para la distribución de la energía eléctrica frente a la corriente alterna (AC) abogada por Westinghouse y Nikola Tesla. Las patentes de Tesla y el trabajo teórico constituyeron la base de los modernos sistemas de energía eléctrica de corriente alterna, incluyendo los sistemas polifásicos de distribución de energía.[79] [80]

Varios inventores ayudaron a desarrollar sistemas comerciales. Samuel Morse, inventor de un telégrafo de largo alcance, Thomas A. Edison, inventor de la primera red comercial de distribución de energía eléctrica, George Westinghouse, inventor de la locomotora eléctrica, [ [Alexander Graham Bell]], inventor del teléfono y fundador de un negocio de telefonía con éxito.

En 1871 el telégrafo eléctrico había crecido en grandes proporciones y se encontraba en uso en todos los países civilizados del mundo, sus líneas formaban una red en todas direcciones sobre la superficie terrestre. El sistema más generalizado en uso era el telégrafo electromagnético, debido a S.F.B. Morse, de Nueva York, o modificaciones de su sistema.[81] Los cables submarinos[82] que conectan los hemisferios oriental y occidental también estaban en funcionamiento con éxito en ese momento.[10]

Sin embargo, cuando en 1918 uno ve la mayor√≠a de las aplicaciones de la electricidad a la luz el√©ctrica, ferrocarriles el√©ctricos, energ√≠a el√©ctrica y otros fines (ello hecho posible y factible por la perfecci√≥n de la d√≠namo), es dif√≠cil creer que no m√°s all√° de 1871 el autor de un libro publicado en ese a√Īo, al referirse al estado de la t√©cnica de la aplicaci√≥n de electricidad en ese momento, pudiera verdaderamente haber escrito: ¬ęLo m√°s importante y notable de los usos que se han hecho de la electricidad consiste en su aplicaci√≥n a los fines telegr√°ficos¬Ľ.[83] La declaraci√≥n fue, sin embargo, bastante precisa y tal vez el tiempo podr√≠a haber sido prorrogados hasta el a√Īo 1876 sin modificaciones importantes de las observaciones. En ese a√Īo, se invent√≥ el tel√©fono, debido a Alexander Graham Bell, pero no fue sino hasta varios a√Īos despu√©s que su empleo comercial comenz√≥ en serio. Desde aquel momento, tambi√©n las ramas hermanas de la electricidad que acabamos de mencionar avanzaron y est√°n avanzando con pasos agigantados en todas direcciones por lo que es dif√≠cil poner un l√≠mite a su progreso.[10]

Charles Proteus Steinmetz, theoretician of alternating current.

La corriente alterna sustituy√≥ a la corriente cont√≠nua en las centrales de generaci√≥n y distribuci√≥n de energ√≠a el√©ctrica, extendiendo enormemente el rango y mejorando la seguridad y la eficiencia de la distribuci√≥n de energ√≠a. El sistema de distribuci√≥n de corriente cont√≠nua a bajo voltaje de Edison perdi√≥ finalmente frente a los dispositivos de CA propuestos por otros: en primer lugar los sistemas polif√°sicos de Tesla, y tambi√©n de otros contribuyentes, como Charles Proteus Steinmetz (en 1888, estaba trabajando para Westinghouse en Pittsburgh[84] ). El exitoso sistema de las Cataratas del Ni√°gara fue un punto de inflexi√≥n en la aceptaci√≥n de la corriente alterna. Finalmente, la compa√Ī√≠a General Electric (formada por la fusi√≥n entre las empresas Edison y la rival basada en la corriente alterna Thomson-Houston) comenzaron a fabricar m√°quinas de CA.

La corriente alterna sustituy√≥ a la continua en centrales de generaci√≥n y distribuci√≥n de energ√≠a, extendiendo enormemente el rango y la mejora de la seguridad y eficiencia de la distribuci√≥n de energ√≠a. El sistema de distribuci√≥n de corriente continua a bajo voltaje de Edison perdi√≥ en √ļltima instancia frente a los dispositivos de CA propuestas por los dem√°s: en primer lugar por los sistemas polif√°sicos de Tesla, y tambi√©n de otros contribuyentes, como Charles Proteus Steinmetz (en 1888, trabajaba para Westinghouse en Pittsburgh[84] ). El exitoso sistema de las Cataratas del Ni√°gara fue un punto de inflexi√≥n en la aceptaci√≥n de la corriente alterna. Finalmente, la compa√Ī√≠a General Electric (formada por la fusi√≥n entre las empresas de Edison y de la AC-basado rival Thomson-Houston) basada en la corriente alterna comenz√≥ la fabricaci√≥n de m√°quinas de CA. La generaci√≥n de energ√≠a centralizada se hizo posible cuando se reconoci√≥ que las lineas de energ√≠a el√©ctrica corriente alterna pueden transportar electricidad a bajo costo a trav√©s de grandes distancias, aprovechando la capacidad de cambiar el voltaje a lo largo de la v√≠a de distribuci√≥n utilizando los transformadores. La tensi√≥n se eleva en el punto de generaci√≥n (un n√ļmero representativo es un generador de tensi√≥n de un rango menor del kilovoltio) a un voltaje muy superior (de decenas de miles a varios cientos de miles de voltios) para la transmisi√≥n primaria, seguida de varias transformaciones a la baja, hasta alcanzar la baja tensi√≥n alcanzada por ejemplo en el uso dom√©stico residencial.[10]

La Exhibici√≥n Electrot√©cnica Internacional de 1891 se realiz√≥ mediante la transmisi√≥n a larga distancia de corriente el√©ctrica trif√°sica. Realizada entre el 16 de mayo y 19 de octubre en un sitio en desuso entre las tres ¬ęWestbahnh√∂fe¬Ľ (Estaciones de ferrocaril de la Western) en Fr√°ncfort del Meno, la exposici√≥n present√≥ la primera transmisi√≥n a larga distancia de corriente el√©ctrica trif√°sica a alta potencia, generada a 175 kil√≥metros de distancia en Lauffen am Neckar. Como resultado de esta exitosa prueba de campo, la corriente trif√°sica se estableci√≥ para las redes de transmisi√≥n el√©ctrica en todo el mundo.[10]

Mucho se ha hecho en direcci√≥n a la mejora de las facilidades de las terminales del ferrocarril, y era dif√≠cil encontrar un ingeniero del ferrocarril a vapor que negara que todos los ferrocarriles de vapor importantes de este pa√≠s no iban a ser operados el√©ctricamente. En otras direcciones, era de esperar el curso de los acontecimientos en cuanto a la utilizaci√≥n de la energ√≠a el√©ctrica fuera igual de r√°pido. En cada parte del mundo la energ√≠a de la ca√≠da del agua, m√°quina de movimiento perpetuo de la naturaleza que ha estado fluyendo desde el principio del mundo, est√° siendo ahora convertida en electricidad y transmitida por cables de cientos de kil√≥metros a los puntos donde es empleada de forma √ļtil y econ√≥mica.[10] [85]

La utilizaci√≥n extensiva de agua que cae no se limita a las ca√≠das de agua naturales. En cientos de lugares en los que haya una ca√≠da de 12 a 120 m en un recorrido de 15 a 500 kil√≥metros, hay disponibles cientos de cientos de miles de caballos de potencia para ser agregados mediante m√©todos adecuados de hidr√°ulica, la energ√≠a as√≠ empleada contribuye as√≠, en gran medida a la conservaci√≥n de la limitada cantidad de carb√≥n del mundo. As√≠, se ha sido propuesto la construcci√≥n de una presa en el r√≠o Ni√°gara, al pie del ca√Ī√≥n, donde se dispondr√≠a de otra fuente de energ√≠a hidr√°ulica igual a la que est√° actualmente disponible. El r√≠o Jchlun en Cachemira, en la India, tiene una ca√≠da de 75 metros en una distancia de 130 kil√≥metros con un caudal m√≠nimo de 120.000 litros por segundo, y ha comenzado a desarrollar 1.000.000 caballos de potencia el√©ctrica, lo que representa, una parte considerable de la que se pretende utilizar en la producci√≥n de nitrato de cal para fertilizantes, combinando mediante poderosas corrientes el√©ctricas la piedra caliza que abunda en esta regi√≥n con el nitr√≥geno del aire, una combinaci√≥n que ingenieros daneses han demostrado que es viable comercialmente, y que un producto inagotable en el tiempo puede estar econ√≥micamente disponible para reponer la poca calidad de las tierras agr√≠colas de Am√©rica y otros pa√≠ses. Ahora pod√≠an realizarse los sue√Īos del ingeniero el√©ctrico era que la producci√≥n directa de electricidad a partir de carb√≥n sin la intervenci√≥n de la m√°quina de vapor con sus m√©todos de desperdicio.[10]

El primer molino de viento para la producci√≥n de electricidad fue construida en Escocia en julio de 1887 por profesor James Blyth de Anderson's College , Glasgow (el precursor de la Universidad de Strathclyde. by Trevor Price, 2003, Wind Engineering, vol 29 no. 3, pp 191-200]</ref>. Al otro lado del Atl√°ntico, en Cleveland, Ohio 1877-1888 Charles F. Brush,[86] dise√Ī√≥ y construy√≥ una m√°quina m√°s grande y de alta ingenier√≠a, por su empresa de ingenier√≠a en su propia casa, que funcion√≥ desde 1886 hasta 1900.[87] La turbina de viento Brush ten√≠a un rotor de 17 m de di√°metro y estaba montado en una torre de 18 m de altura. Aunque grande para los est√°ndares de hoy d√≠a, la m√°quina rend√≠a solamente 12 kW; rotaba relativamente lenta, ya que ten√≠a 144 hojas. La dinamo conectada se utiliza tanto para cargar un banco de bater√≠as o para operar hasta 100 bombillas incandescentes, tres l√°mparas de arco, y varios motores en el laboratorio de Brush. La m√°quina cay√≥ en desuso despu√©s de 1900, cuando se dispuso de electricidad desde las estaciones centrales de Cleveland, y fue abandonado en 1908.[88]

Siglo XX

A principios del siglo XX, Millikan midió la carga del electrón y Lorentz, junto con su pupilo Zeeman, ganaron el Premio Nobel de Física en 1902 por su investigación sobre la influencia del magnetismo en la radiación, originando la radiación electromagnética.

Las implicaciones teóricas del electromagnetismo llevaron a Albert Einstein a la publicación de la teoría de la relatividad especial, en 1905. A su vez la reformulación relativista del electromagnetismo clásico, llevo a la formulación de la electrodinámica clásica. Y más tarde con la consideración de los efectos cuánticos se formuló la electrodinámica cuántica.

En otra publicación de 1905, Einstein puso en los pilares del electromagnetismo clásico. Su teoría del efecto fotoeléctrico (por el cual ganó un premio Nobel de física en 1921) proponía que la luz podría existir en cantidades en forma de partículas discretas, que más tarde serían llamadas fotones.

La teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico extendió la forma de ver la solución de la catástrofe ultravioleta, presentada por Max Planck en 1900. En su trabajo, Planck mostró que los elementos calientes emiten radiación electromagnética en paquetes discretos, que conducen a una energía total finita emitida como radiación de cuerpo negro. Ambos resultados estaban en contraposición directa con el punto de vista clásico de la luz como una onda continua. Las teorías de Planck y Einstein fueron las que dieron origen a la mecánica cuántica, que, al ser formulada allá en 1925, requirió de la invención de una teoría cuántica del electromagnetismo. A esta teoría, completada en la década de los 1940, se le conoce como electrodinámica cuántica (o de sus siglas del inglés, QED) y es una las teorías más exactas que la física conoce.

Se han adoptado y nombrado, por representantes de los institutos de ingenier√≠a el√©ctrica de todo el mundo, varias unidades de electricidad y magnetismo las cuales posteriormente se han confirmado y legalizado por los Gobiernos de los Estados Unidos y de otros pa√≠ses. As√≠, la ¬ęV¬Ľ voltio, del italiano Volta, se ha adoptado como unidad pr√°ctica de la fuerza electromotriz, el ¬ęő©¬Ľ (Ohm) -el enunciador de la ley de Ohm-, como unidad pr√°ctica de resistencia, el ¬ęA¬Ľ Ampere, del eminente cient√≠fico franc√©s de ese nombre, como unidad pr√°ctica de intensidad de corriente, el ¬ęHenry¬Ľ como unidad pr√°ctica de la inductancia, de Joseph Henry, y en reconocimiento de su temprano e importante trabajo experimental en la inducci√≥n mutua.[89]

Lorentz and Poincaré

Artículo principal: Historia de la Relatividad Especial
Hendrik Lorentz

Entre 1900 y 1910, muchos cient√≠ficos como Wilhelm Wien, Max Abraham, Hermann Minkowski, o Gustav Mie cre√≠an que todas las fuerzas de la naturaleza eran de origen electromagn√©tico (la llamada ¬ęvisi√≥n del mundo electromagn√©tica¬Ľ). Esto estaba relacionado con la teor√≠a electr√≥nica desarrollada entre 1892 y 1904 por Hendrik Lorentz. Lorentz introdujo una estricta separaci√≥n entre la materia (electrones) y el √©ter, donde en su modelo el √©ter est√° completamente inm√≥vil, y no puede ponerse en movimiento en las proximidades de la materia ponderable. Contrariamente a otros modelos electr√≥nicos anteriores, el campo electromagn√©tico del √©ter aparece como un mediador entre los electrones y los cambios en este campo no puede propagarse m√°s r√°pido que la velocidad de la luz. Lorentz explic√≥ te√≥ricamente el Efecto Zeeman sobre la base de esta teor√≠a, por la que recibi√≥ el Premio Nobel de F√≠sica en 1902. Un concepto fundamental de la teor√≠a de Lorentz en 1895 era el ¬ęteorema de los estados correspondientes¬Ľ para los t√©rminos de orden v/c. Este teorema establece que un observador en movimiento (en relaci√≥n con el √©ter) en su campo ¬ęficticio¬Ľ hace las mismas observaciones que los observadores en reposo en su campo ¬ęreal¬Ľ. Este teorema fue prorrogado en t√©rminos de todos los √≥rdenes por Lorentz en 1904. Lorentz enunci√≥ que era necesario cambiar las variables de espacio-tiempo variables cuando cambiamos elmarco de referencia e introducimos conceptos f√≠sicos como la contracci√≥n de la longitud (1892) para explicar el experimento de Michelson-Morley, y el concepto matem√°tico de la Simultaneidad (1895) para explicar la aberraci√≥n de la luz y la experimento de Fizeau. Esto dio lugar a la formulaci√≥n de las llamadas transformaciones de Lorentz por Joseph Larmor (1897, 1900) y Lorentz (1899, 1904).[90] [91] [92]

Henri Poincaré

Continuando el trabajo de Lorentz, Henri Poincar√© entre 1895 y 1905 formuladas en muchas ocasiones el Principio de la Relatividad y trat√≥ de armonizarla con la electrodin√°mica. Declar√≥ que la simultaneidad s√≥lo era una convenci√≥n conveniente que depende de la velocidad de la luz, en el que la constancia de la velocidad de la luz ser√≠a un √ļtil postulado para hacer las leyes de la naturaleza tan simple como sea posible. En 1900 interpret√≥ el tiempo local de Lorentz como el resultado de la sincronizaci√≥n del reloj por las se√Īales luminosas, e introdujo el momento electromagn√©tico mediante atribuci√≥n de energ√≠a electromagn√©tica a la masa ¬ęficticia¬Ľ m = E / c2. Y, finalmente, en junio y julio de 1905 se declar√≥ el principio de relatividad de una ley general de la naturaleza, qu incluye la gravitaci√≥n. Corrigi√≥ algunos errores de Lorentz y demostr√≥ la covarianza de Lorentz de las ecuaciones electromagn√©ticas. Poincar√© tambi√©n descubri√≥ que existen fuerzas no el√©ctricas para estabilizar la configuraci√≥n electr√≥nica y afirm√≥ que la gravedad es tambi√©n una fuerza el√©ctrica. Aunque la visi√≥n del mundo electromagn√©tico mostrada por Poincar√© result√≥ no ser v√°lida, ya que mantuvo la noci√≥n de un √©ter y todav√≠a distingu√≠a entre el tiempo ¬ęaparente¬Ľ y el ¬ęreal¬Ľ y por lo tanto no lleg√≥ inventar lo que hoy se denomina relatividad especial.[92] [93] [94] [95] [96] [97]

Annus Mirabilis de Einstein

Artículo principal: Albert Einstein

En 1905, mientras trabajaba en la oficina de patentes, Albert Einstein public√≥ cuatro art√≠culos en ¬ęAnales de F√≠sica¬Ľ (Annalen der Physik), la principal revista alemana de f√≠sica. Estos son los documentos que la historia ha venido a llamar los documentos Annus Mirabilis:

  • Su documento sobre la naturaleza de las part√≠culas de la luz propuso la idea de que algunos resultados experimentales, en particular, el efecto fotoel√©ctrico, podr√≠a entenderse de una forma simple desde el postulado de que la luz interact√ļa con la materia como ¬ępaquetes¬Ľ discretos (cuantos) de energ√≠a, una idea que hab√≠a sido introducida por Max Planck en 1900 como una manipulaci√≥n puramente matem√°tica, y que parec√≠a contradecir las teor√≠as ondulatoria de la luz contempor√°neas (Einstein, 1905a). Este fue el √ļnico trabajo de Einstein de que √©l mismo llam√≥ ¬ęrevolucionario¬Ľ.
  • Su documento sobre la electrodin√°mica de los cuerpos en movimiento introduce la teor√≠a radical de la relatividad especial, que demostr√≥ que la independencia observada de la velocidad de la luz del estado de movimiento de los observadores requieren cambios fundamentales en la noci√≥n noci√≥n de simultaneidad. Las consecuencias de esto incluyen el marco de referencia del espacio-tiempo de un cuerpo en movimiento: dilataci√≥n del tiempo y contracci√≥n de la longitud (en la direcci√≥n del movimiento) en relaci√≥n con el marco de referencia del observador. Este documento tambi√©n sostuvo que la idea de un √©ter lumin√≠fero, -una de las principales entidades en la f√≠sica te√≥rica en aquel momento-, era superflua. {{harv|Einstein|1905c))
  • En su documento sobre la equivalencia masa-energ√≠a (que antes se consideraban conceptos distintos), Einstein dedujo de sus ecuaciones de la relatividad especial lo que m√°s tarde se convirti√≥ en la conocida expresi√≥n: E = mc2, que sugiere que peque√Īas cantidades de masa podr√≠a ser convertidos en grandes cantidades de energ√≠a. (Einstein, 1905d).

Todos estos cuatro documentos son actualmente reconocidos como grandes logros - y por lo tanto, 1905 es conocido como el a√Īo maravilloso de Einstein. En su tiempo, sin embargo, no fueron percibidas por la mayor√≠a de los f√≠sicos como importantes, y muchos de los que los leyeron los rechazaron de plano. Alguno de estos trabajos -tales como la teor√≠a de los cuantos de luz- sigue siendo pol√©mico desde hace a√Īos.[98] [99]

Electricidad Inal√°mbrica

Artículo principal: transferencia inalámbrica de energía

El t√©rmino ¬ęelectricidad inal√°mbrica¬Ľ describe un forma de transferencia de energ√≠a inal√°mbrica, es decir, la capacidad de proporcionar energ√≠a el√©ctrica a objetos a distancia sin utilizar cables. El t√©rmino WiTricity fue acu√Īado en 2005 por Dave Gerding y posteriormente utilizado para un proyecto dirigido por el Prof. Marin Soljacic en 2007.[100] [101]

Investigadores del MIT demostraron con éxito la capacidad de encender una bombilla de 60 vatios de forma inalámbrica, usando dos bobinas de cobre de 5 vueltas de 60 cm de diámetro, que estaban situadas a 2 m de distancia, con aproximadamente un 45% de eficiencia.[102] Esta tecnología puede utilizarse potencialmente en una gran variedad de aplicaciones, incluidos los consumidores, industriales, médicas y militares. Su objetivo es reducir la dependencia de las baterías. Otras aplicaciones de esta tecnología incluyen la transmisión de la información, ya que que no interfieren con las ondas de radio y por lo tanto podría utilizarse como un dispositivo de comunicación barato y eficaz sin necesidad de una licencia o permiso del Gobierno. Plantilla:Más información, ver

Véase también

General
Electromagnetismo, Electricidad, Fuerza Electromotriz, Carga el√©ctrica, Corriente alterna and Corriente continua, Corriente el√©ctrica, Amperio, Campo magn√©tico, Diamagnetismo, Voltio, Electr√≥n, Electrodo, Electricidad est√°tica, Corriente tel√ļrica, Magnetismo terrestre,Electrificaci√≥n, Onda electromagn√©tica, Fuerza magn√©tica, Electr√≥lisis, Amperio-hora, Onda transversal, Onda longitudinal, Onda plana, Fuerza el√©ctrica, √ćndice de refracci√≥n, Afinidad qu√≠mica, Inducci√≥n magn√©tica, Botella de Leyden, Diferencia de potencial, Revoluciones por minuto, Fotosfera, Momento magn√©tico, V√≥rtice, Remolino, Diel√©ctrico,
Teoría
Fuerza H, Permitividad, Producto escalar, Producto vectorial, tensor, vector algebraico, Series divergentes, Operador lineal, Vector unitario, paralepípedo,Plano de oscilación, Ley de Ohm, Candela estándar
Tecnología
Generador electrostático y patentes, Galvanómetro, Solenoide, electro-imán, [prisma de [Nicol]], Batería de Baghdad, Lámpara de arco, Reóstato, Armadura, Dinamo, Luz de arco, Bombilla incandescente, Voltímetro, Alambre, Conductor eléctrico, Amperímetro, Bobina de inducción, Máquina de Gramme, Borne, Motor de inducción, Pararrayos, Western Electric Company, Siemens, Motor de Tesla motor
People
Nikola Tesla, Ernst Werner von Siemens, Heinrich Hertz, Thomas Edison

Referencias

Citas y notas
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  2. ‚ÜĎ Urbanitzky, A. v., & Wormell, R. (1886). Electricity in the service of man: a popular and practical treatise on the applications of electricity in modern life. London: Cassell &.
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  7. ‚ÜĎ [http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/189/4205/753 Lodestone Compass: Chinese or Olmec Primacy?: Multidisciplinary analysis of an Olmec hematite artifact from San Lorenzo, Veracruz, Mexico - Carlson 189 (4205): 753
  8. ‚ÜĎ Li Shu-hua, p. 175
  9. ‚ÜĎ a b c Benjamin, P. (1898). A history of electricity (The intellectual rise in electricity) from antiquity to the days of Benjamin Franklin. New York: J. Wiley & Sons.
  10. ‚ÜĎ a b c d e f g h i j k l m n √Ī o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an a√Ī ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf The Encyclopedia Americana; a library of universal knowledge. (1918). New York: Encyclopedia Americana Corp.
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  16. ‚ÜĎ Riddle of 'Baghdad's batteries'. BBC News.
  17. ‚ÜĎ Una alternativa, pero tambi√©n una explicaci√≥n el√©ctrica fue ofrecida por Paul Keyser. Sugiri√≥ que un sacerdote o curandero, al usar una esp√°tula de hierro para preparar una poci√≥n de compuestos basados en vinagre en un recipiente de cobre, puede haber sentido un cosquilleo el√©ctrico, y utiliz√≥ el fen√≥meno para la electro-acupuntura, o para sorprender a los suplicantes electrificando una estatua de metal.
  18. ‚ÜĎ El cobre y el hierro forman un par electroqu√≠mico, de modo que en presencia de un electr√≥lito, producen un potencial el√©ctrico (voltaje). K√∂nig observ√≥ un n√ļmero de objetos muy finos de plata del antiguo Irak que fueron plateados con capas muy finas de oro, y especul√≥ que fueron electroplateados usando bater√≠as de estas ¬ęceldas¬Ľ.
  19. ‚ÜĎ Corder, Gregory, ¬ęUsing an Unconventional History of the Battery to engage students and explore the importance of evidence¬Ľ, Virginia revista of Science Education 1
  20. ‚ÜĎ Su Epistola fue escrita en 1269.
  21. ‚ÜĎ Consultar ' Priestley's 'History of Electricity,' London 1757
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Bibliografía


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