{"id":7218,"date":"2018-10-20T10:09:11","date_gmt":"2018-10-20T09:09:11","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ua.es\/fisicateleco\/?p=7218"},"modified":"2019-06-07T07:49:07","modified_gmt":"2019-06-07T06:49:07","slug":"electricidad-los-origenes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ua.es\/fisicateleco\/2018\/10\/20\/electricidad-los-origenes\/","title":{"rendered":"Electricidad: Los or\u00edgenes"},"content":{"rendered":"

Primeros descubrimientos<\/strong><\/h3>\n

El fen\u00f3meno de la electricidad era conocido desde la antigua Grecia y su nombre mismo es de origen griego. Electricidad proviene de la palabra griega electr\u00f3n<\/em>, es decir, \u201c\u00e1mbar\u201d, ya que era conocida la propiedad del \u00e1mbar de generar electricidad est\u00e1tica al ser frotado y atraer peque\u00f1os trocitos de tela o papel y el concepto de fuerza el\u00e9ctrica tuvo su origen en experimentos muy sencillos como la frotaci\u00f3n de dos cuerpos entre s\u00ed. Cuando se frota una varilla de vidrio o de \u00e1mbar con un trapo o una piel, aqu\u00e9llas atraen peque\u00f1os trocitos de papel. Si se frota una barra de \u00e1mbar con un trozo de piel y se suspende de un hilo y se le aproxima una segunda barra de \u00e1mbar, frotada tambi\u00e9n con una piel, se observa que ambas barras se repelen. Lo mismo sucede si las dos barras son de vidrio pero frotadas con un trozo de seda. Sin embargo, si se aproxima una barra de \u00e1mbar frotada con una piel a una barra de vidrio frotada con un pa\u00f1o de seda, ambas suspendidas de sendos hilos, se observa que las barras se atraen entre s\u00ed. Esto permiti\u00f3 concluir que exist\u00edan dos tipos de electricidad, la relacionada con el vidrio y la relacionada con el \u00e1mbar, de modo que los cuerpos con electricidades del mismo tipo se repelen mientras que con distinto tipo se atraen.<\/p>\n

El fluido el\u00e9ctrico<\/strong><\/h3>\n

Los avances que se realizaron en la comprensi\u00f3n de los fen\u00f3menos relacionados con la electricidad desde la \u00e9poca de los griegos hasta los comienzos del siglo XIX no fueron muchos. Stephen Gray<\/strong><\/a> (1670-1736), tintorero de profesi\u00f3n, experimentador aficionado y colaborador de la Royal Society<\/em>, descubri\u00f3 que la electricidad se pod\u00eda transmitir por un hilo met\u00e1lico (a una distancia de unos 200 metros) y distingui\u00f3 entre conductores y aislantes. Como en el caso del calor, la electricidad se conceb\u00eda como un fluido que pod\u00eda pasar de unos cuerpos a otros y, de hecho, a\u00fan hoy se habla de \u201cfluido el\u00e9ctrico\u201d.<\/p>\n

Experimento de Stephen Gray sobre la conducci\u00f3n de la electricidad.<\/p><\/div>\n

Charles F. Dufay<\/strong><\/a> (1698-1739), qu\u00edmico y administrador del Jard\u00edn del Rey, comprendi\u00f3 las distintas propiedades de la electricidad de distinto signo y supuso que exist\u00edan dos clases de electricidad: la producida frotando sustancias v\u00edtreas como el cristal o la mica, y la producida por el \u00e1mbar frotado, el lacre, la vulcanita y otras sustancias resinosas. Asign\u00f3 a estas dos clases de electricidad unos fluidos el\u00e9ctricos, uno denominado \u201cv\u00edtreo\u201d y el otro conocido como \u201cresinoso\u201d. Se supon\u00eda que los cuerpos el\u00e9ctricamente neutros conten\u00edan cantidades equilibradas de ambos fluidos el\u00e9ctricos, mientras que los cuerpos cargados el\u00e9ctricamente ten\u00edan un exceso de electricidad resinosa o v\u00edtrea. En 1734 Dufay estableci\u00f3 que \u201cla caracter\u00edstica de ambas electricidades es que un cuerpo cargado con electricidad v\u00edtrea repele a todos los dem\u00e1s cargados con la misma electricidad y, por el contrario, atrae a los que poseen electricidad resinosa\u201d.<\/p>\n

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Charles F. Dufay (1698-1739).<\/p><\/div>\n

La botella de Leyden<\/strong><\/h3>\n

Por aquella \u00e9poca la electricidad se almacenaba en un dispositivo denominado botella de Leyden<\/strong><\/a> desarrollada por Pieter van Musschenbroek<\/strong><\/a> (1692-1761), profesor de matem\u00e1ticas de la ciudad de Leyden (Holanda), a partir de un dise\u00f1o realizado por Ewald Jurgen von Kleist<\/strong><\/a>\u00a0(1700-1748) en 1745 formado por una botella de cristal con agua sellada con un corcho a trav\u00e9s del cual se introduc\u00eda un clavo hasta tocar el agua. Para cargar el\u00e9ctricamente la botella se acercaba la cabeza del clavo a la m\u00e1quina de fricci\u00f3n. Cuando la botella estaba cargada, si se acercaba a la cabeza del clavo un cuerpo no electrificado saltaba una fuerte chispa entre ambos. Musschenbroek recubri\u00f3 el interior y el exterior de la botella hasta la mitad con panes de plata, de este modo el cristal de la botella hace el papel del aislante o diel\u00e9ctrico del condensador. Si el pan exterior est\u00e1 conectado a tierra y el interior con un cuerpo electrizado, o viceversa, la electricidad (sea v\u00edtrea o resinosa) trata de escapar al suelo pero es detenida por la capa de cristal. Este dispositivo permit\u00eda acumular grandes cantidades de electricidad y se pod\u00edan extraer chispas impresionantes conectando el interior y el exterior de la botella con un alambre. La primitiva botella de Leyden se ha convertido hoy en varios tipos de condensadores.<\/p>\n

Benjamin Franklin<\/a><\/strong> (1706-1790), que comenz\u00f3 a interesarse por la f\u00edsica a la edad de cuarenta a\u00f1os, concluy\u00f3 que s\u00f3lo existe un tipo de fluido el\u00e9ctrico (la electricidad v\u00edtrea), en vez de dos como se admit\u00eda hasta entonces, y dos tipos de estados de electrizaci\u00f3n, una como la del vidrio y otra como la del \u00e1mbar, y llam\u00f3 a la primera positiva y a la segunda negativa. De este modo, si un cuerpo tiene exceso de fluido el\u00e9ctrico aparece con electricidad positiva (v\u00edtrea), y si tiene defecto la tiene negativa (resinosa). Cuando dos cuerpos, uno de los cuales tiene un exceso y el otro una deficiencia de fluido el\u00e9ctrico, se juntan, la corriente el\u00e9ctrica debe fluir desde el primer cuerpo, donde est\u00e1 en exceso, al segundo, donde falta. En 1754 identific\u00f3 el rayo como una descarga el\u00e9ctrica despu\u00e9s de enviar cometas a las nubes tormentosas para recoger electricidad de ellas y desde entonces se le conoce como el padre del pararrayos. La cuerda h\u00fameda que sosten\u00eda la cometa serv\u00eda como un perfecto conductor de la electricidad y con ella pod\u00edan cargarse botellas de Leyden y obtener despu\u00e9s chispas de ellas. Sus experimentos con el pararrayos y sus ideas pol\u00edticas, opuestas a las monarqu\u00edas absolutas, motivaron que en un busto suyo se escribiera que hab\u00eda \u201carrancado el rayo del cielo y el cetro del tirano\u201d.<\/p>\n

Benjamin Franklin (1706-1790).<\/p><\/div>\n

Henry Cavendish<\/strong><\/a> (1731-1810), hombre extremadamente rico y extremadamente t\u00edmido y un personaje ciertamente solitario, fue uno de los primeros en utilizar el concepto de carga el\u00e9ctrica. Hizo muchos experimentos y descubrimientos entre 1760 y 1800 como la medida de la capacidad de un condensador o el concepto de resistencia y desde luego fue uno de los cient\u00edficos experimentales m\u00e1s grandes que han existido jam\u00e1s. Sin embargo, s\u00f3lo public\u00f3 dos art\u00edculos sobre electricidad y dej\u00f3 veinte paquetes de manuscritos que quedaron en manos de sus parientes y no fueron conocidos hasta que, m\u00e1s de medio siglo despu\u00e9s de la muerte de Cavendish, James Clerk Maxwell<\/a>\u00a0<\/strong>(1831-1879), por entonces director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, los puso en orden y los public\u00f3 en 1879.<\/p>\n

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Henry Cavendish (1731-1810).<\/p><\/div>\n

La ley de Coulomb, el potencial y las m\u00e1quinas electrost\u00e1ticas<\/strong><\/h3>\n

La ley que rige las fuerzas de atracci\u00f3n y repulsi\u00f3n entre cargas el\u00e9ctricas fue descubierta y formulada en 1785 por Charles Augustin Coulomb<\/a><\/strong> (1736-1806), ingeniero militar franc\u00e9s que trabaj\u00f3 para Napole\u00f3n. trabaj\u00f3 para Napole\u00f3n y realiz\u00f3 importantes contribuciones en el campo\u00a0de la\u00a0elasticidad y la resistencia de materiales. En F\u00edsica es conocido por la ley de Coulomb, aunque en el campo de la electrost\u00e1tica estudi\u00f3 las propiedades el\u00e9ctricas de los\u00a0conductores y demostr\u00f3 que si un conductor en equilibrio electrost\u00e1tico est\u00e1 cargado, su carga est\u00e1 en su superficie. En el a\u00f1o 1777 dise\u00f1\u00f3 una balanza de torsi\u00f3n de gran sensibilidad formada por una varilla ligera que est\u00e1 suspendida de un largo y delgado hilo con dos esferas equilibradas a cada extremo. Con ayuda de esta balanza estableci\u00f3 de forma cuantitativa ocho a\u00f1os despu\u00e9s la ley del inverso del cuadrado de la distancia para la interacci\u00f3n entre cargas el\u00e9ctricas puntuales, conocida como ley de Coulomb.\u00a0Seg\u00fan esta\u00a0ley, la fuerza entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Esta fuerza es atractiva si las cargas son de distinto signo y repulsiva si el signo de las dos cargas es el mismo.<\/p>\n

Charles Augustin Coulomb (1736-1806) y esquema de su balanza de torsi\u00f3n.<\/p><\/div>\n

Sim\u00e9on Denis Poisson<\/strong><\/a> (1781-1840), alumno de la Escuela Polit\u00e9cnica de Par\u00eds donde tuvo de profesores a Laplace y Lagrange y donde \u00e9l mismo fue m\u00e1s tarde profesor, fue el primero en aplicar a la electricidad las ideas de Pierre Simon de Laplace<\/strong><\/a> (1749-1827) sobre el potencial gravitatorio. Introdujo el concepto de \u201cpotencial el\u00e9ctrico\u201d y en 1811 lo aplic\u00f3 a la distribuci\u00f3n de electricidad sobre una superficie en su obra \u201cMemoria sobre la distribuci\u00f3n de la electricidad sobre la superficie de los cuerpos conductores\u201d. Poisson sigui\u00f3 pensando en t\u00e9rminos de dos fluidos el\u00e9ctricos aunque realmente estaba m\u00e1s interesado en la formalizaci\u00f3n matem\u00e1tica de las fuerzas entre cuerpos electrificados que la explicaci\u00f3n f\u00edsica de los dos fluidos.<\/p>\n

A pesar de los avances realizados en la comprensi\u00f3n de los fen\u00f3menos el\u00e9ctricos, durante todo el siglo XVIII la \u00fanica fuente de electricidad eran los generadores\u00a0electrost\u00e1ticos<\/strong><\/a> de rotaci\u00f3n, tales como las construidas por Otto von Guericke<\/strong><\/a> (1602-1686), que produc\u00edan electricidad est\u00e1tica por fricci\u00f3n\u00a0y s\u00f3lo eran capaces de suministrar descargas transitorias, lo que dificultaba el avance del estudio de la electricidad. Por esta raz\u00f3n, los primeros generadores electrost\u00e1ticos son llamados\u00a0m\u00e1quinas de fricci\u00f3n<\/i>\u00a0al emplear\u00a0la\u00a0fricci\u00f3n\u00a0como base en el proceso de generaci\u00f3n.\u00a0Era necesario, sin embargo, descubrir la forma de obtener un suministro estable y continuo de electricidad, es decir, de producir corriente el\u00e9ctrica.<\/p>\n

El galvanismo y la pila el\u00e9ctrica<\/strong><\/h3>\n

El precursor del descubrimiento de la corriente el\u00e9ctrica<\/strong> continua fue el m\u00e9dico italiano Luigi Galvani<\/strong><\/a> (1737-1798) que estudi\u00f3 el efecto de la electricidad sobre los animales, siendo famosos sus experimentos con ancas de ranas realizados con m\u00e1quinas el\u00e9ctricas y botellas de Leyden. Galvani realiz\u00f3 un experimento, fechado el 20 de septiembre de 1786 en el diario de su laboratorio, en el cual empleaba una horquilla con un diente de cobre y otro de hierro con los cuales tocaba el nervio y el m\u00fasculo del anca de una rana, la cual se contra\u00eda r\u00e1pidamente a cada toque.<\/p>\n

Sin embargo, fue el tambi\u00e9n italiano Alessandro Volta<\/strong><\/a> (1745-1827) quien interpret\u00f3 que los dos metales juntos (hierro y cobre) de los experimentos de Galvani produc\u00edan la corriente el\u00e9ctrica despu\u00e9s de sumergirlos en una soluci\u00f3n salina y las ancas de rana s\u00f3lo reaccionaban ante ella. Volta llam\u00f3 \u201cgalvanismo\u201d a este fen\u00f3meno y hacia 1800 fue capaz de producir una corriente el\u00e9ctrica con una pila de discos de esta\u00f1o o zinc y cobre o plata alternados y separados por otros de cart\u00f3n impregnados de una soluci\u00f3n de sal. De esta pila de disco es de donde proviene el nombre de \u201cpila\u201d voltaica que se ha generalizado para designar a las bater\u00edas el\u00e9ctricas de este tipo. Napole\u00f3n se interes\u00f3 mucho por los descubrimientos de Volta y mand\u00f3 construir una gran pila voltaica en la Escuela Polit\u00e9cnica de Par\u00eds.<\/p>\n

\"\"

Alessandro G. Volta (1745-1827).<\/p><\/div>\n

Humphry Davy<\/strong><\/a> (1778-1829), cient\u00edfico de la Royal Institution<\/em> de Londres, explic\u00f3 en 1807 que el proceso generador de la electricidad lo constituyen los cambios qu\u00edmicos en la pila. Davy utiliz\u00f3 la pila de Volta para separar metales introduciendo los electrodos en disoluciones de sales, iniciando el proceso de electrolisis. Como an\u00e9cdota se\u00f1alar que ante la pregunta de cu\u00e1l hab\u00eda sido su mayor descubrimiento, las respuesta de Davy fue \u201cmi mayor descubrimiento ha sido Michael Faraday\u201d. Precisamente Michael\u00a0Faraday<\/a>\u00a0<\/strong>(1791-1867), trabajando con Davy, descubri\u00f3 las leyes de la electr\u00f3lisis.<\/p>\n

Circuitos el\u00e9ctricos<\/strong><\/h3>\n

Georg Simon Ohm<\/a> <\/strong>(1878-1854) aplic\u00f3 al fen\u00f3meno de la electricidad por un alambre algunos descubrimientos hechos por Fourier sobre la propagaci\u00f3n del calor, mediante una analog\u00eda entre la corriente el\u00e9ctrica y la transmisi\u00f3n del calor. Obtuvo la relaci\u00f3n entre diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia conocida como ley de Ohm. Public\u00f3 sus resultados en un art\u00edculo titulado \u201cel circuito galv\u00e1nico investigado matem\u00e1ticamente\u201d y publicado en 1827. Sin embargo, su trabajo tuvo una mala acogida y hubo que esperar para que fuera reconocido hasta 1845, a\u00f1o en el que Gustav Kirchhoff<\/strong> <\/a>(1824-1887), siendo estudiante en K\u00f6nisberg, formul\u00f3 las dos leyes de los circuitos que llevan su nombre: la ley de los nudos, relacionada con la conservaci\u00f3n de la carga el\u00e9ctrica, y la ley de las mallas, relacionada con la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda.<\/p>\n

Georg Simon Ohm (1878-1854).<\/p><\/div>\n

BIBLIOGRAF\u00cdA<\/strong><\/p>\n

Peter J. BOWLER e Iwan Rhys MORUS (2007), Panorama general de la ciencia moderna<\/em> (Editorial Cr\u00edtica, Barcelona).<\/p>\n

Jos\u00e9 Antonio D\u00cdAZ-HELL\u00cdN (2001), El gran cambio de la F\u00edsica. Faraday<\/em> (N\u00edvola libros y ediciones, Madrid).<\/p>\n

George GAMOW (1980), Biograf\u00eda de la F\u00edsica<\/em> (Alianza Editorial, Madrid).<\/p>\n

Gerald HOLTON y Stephen G. BRUSH (1988), Introducci\u00f3n a los conceptos y teor\u00edas de las ciencias f\u00edsicas<\/em> (Editorial Revert\u00e9, Barcelona).<\/p>\n

Javier ORD\u00d3\u00d1EZ, V\u00edctor NAVARRO y Jos\u00e9 Manuel S\u00c1NCHEZ RON (2007), Historia de la ciencia<\/em>. Editorial Espasa-Calpe, Madrid.<\/p>\n

M\u00aa Carmen P\u00c9REZ DE LANDAZ\u00c1BAL y Paloma VARELA NIETO (2003), Or\u00edgenes del electromagnetismo. Oersted y Amp\u00e8re<\/em> (N\u00edvola libros y ediciones, Madrid).<\/p>\n

Agust\u00edn UD\u00cdAS VALLINA (2004), Historia de la F\u00edsica. De Arqu\u00edmedes a Einstein<\/em> (Editorial S\u00edntesis, Madrid).<\/p>\n

Augusto BEL\u00c9NDEZ V\u00c1ZQUEZ (2008). “La unificaci\u00f3n de luz, electricidad y magnetismo: la “s\u00edntesis electromagn\u00e9tica” de Maxwell”. Revista Brasileira de Ensino de F\u00edsica. Vol. 30, No. 2 (Jun. 2008). pp. 2601-1\/2601-20<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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