FÍSICA

1/2Prof.: Soledad Portillo

Los primeros descubrimientos en el campo de la electricidad.

Los primeros descubrimientosde los cuales se tienen noticias enrelación con los fenómenos eléctricos,fueron realizados por los griegos en laantigüedad. El filósofo y matemáticoTales, que vivió en la ciudad de Mileto

en el siglo V a.C., observó que un trozo de ámbar, después de ser frotadocon una piel de animal, adquiría la propiedad de atraer cuerpos ligeros(como trozos de paja y pequeñas semillas).

Los filósofos de la antigüedad trataron de explicar el origen de lasfuerzas eléctricas como una simpatía entre los cuerpos en atracción, otrosincluso creían que los cuerpos atraídos servían de alimento al ámbar; lasexplicaciones tomaronincluso formasteológicas y psíquicas.

Otra explicaciónde la atracción teníacarácter mecánico (omaterial). Losdefensores creían que alfrotar el ambas esteemitía una sustanciainvisible, al cualdenominaron efluvio.Esta sustancia debíaestablecer un contacto con el material entre el ámbar y el objeto cercano,produciendo su atracción.

Simultáneamente en Grecia, cerca de la ciudad de Magnesia seobservo que algunos minerales tenían la propiedad de atraer el hierro;

llamaron a este material magnetita. El uso de la “piedramagnética” como brújula se le atribuye a los chinos. Pero no es sino hastafinales del siglo XII d. C. que no se tiene una clara referencia de las

brújulas marítimas.En la Edad Media predomino la hipótesis

de la “simpatía” entre los cuerpos, en elRenacimiento (siglos XV y XVI) los científicosvolvieron su atención hacia la hipótesis delefluvio debido a que la anterior teoría eraincapaz de explicar varios fenómenos eléctricos.

Casi 2000 años más tarde de lasobservaciones de Mileto, comenzaron a realizarse observacionessistemáticas y cuidadosas de los fenómenos eléctricos. Cuando WilliamGilbert un médico inglés publico “De Magnete” en el siglo XVI mostróresultados de sus observaciones del efecto ámbar. Logro detectar laexistencia de fuerzas eléctricas muy pequeñas empleando un aparato(versorium) que consistía en una pequeña flecha de madera apoyada en unsoporte vertical alrededor del cual se podía girar con toda libertad. Si laflecha giraba al acercar un cuerpo frotado a uno de sus extremos, seconcluía que el cuerpo estaba presentando el efecto ámbar (estabaelectrizado) Con esto logrócomprobar que un gran númerode sustancias frotadas adquiríanesa propiedad, no únicamente elámbar (ejemplos: diamante,zafiro, ópalo, amatista, etc.) paraexplicar la atracción Gilbertadoptó la hipótesis del efluvio..

A pesar de losexperimentos que realizo, Gilbertno llegó a observar la existenciade repulsión. Fue el jesuita

Durante mucho tiempo se creyó queestos dos fenómenos eran de la mismanaturaleza, que se debían a una mismapropiedad de los cuerpos materiales, pero aúnen la antigüedad se observó una grandiferencia entre dichos fenómenos: el ámbarfrotado ejercía su atracción sobre variasclases de cuerpos, mientras que el imánúnicamente atraía pedazos de fierro, por lotanto correspondían a fenómenos diferentes.

Gilbert observó que algunos otroscuerpos se comportaban como elámbar al frotarlos, y que la atracciónque ejercen se manifiesta sobrecualquier otro cuerpo, aún cuando nosea ligero. Como la designación griegadel ámbar es elektron, comenzó a usarel término “eléctrico” para referirse atodo cuerpo que se comportaba comoel ámbar.

El ámbar es una resina vegetal fósil utilizadamuchas veces en joyería.

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italiano Nicolo Cabeo quien observo que los materiales no solo podíanatraerse, sino también repelerse; fue debido a este descubrimiento que lateoría del efluvio debió de ser modificada, ya que no podía explicar elfenómeno de repulsión eléctrica. También estudió la influencia delmagnetismo y considero a la Tierra como un gran imán

Después de realizar un gran número de observacionesexperimentales Franklin (siglo XVIII), halló que cuando dos cuerpos sefrotan entre sí, si uno de ellos se electriza positivamente, el otroadquirirá necesariamente electricidad negativa. Al buscar una explicacióna este hecho Franklin formuló la teoría de que los fenómenos eléctricos seproducen por la existencia de un “fluido eléctrico” que se encuentra entodos los cuerpos. En un cuerpo no electrizado dicho fluido existiría en“cantidad normal”. Cuando dos cuerpos se frotan entre sí, ocurriría unatransferencia de parte del “fluido eléctrico” de uno hacia el otro. elcuerpo que recibiera más fluido quedaría entonces electrizadopositivamente, y el que lo perdiera quedaría electrizado negativamente. Deesta manera, no existiría creación ni destrucción de la carga eléctrica,sino transferencia de electricidad de un cuerpo a otro.

La teoría de Franklin era parcialmente correcta, se sabe que enrealidad el proceso de electrización consisteen la transferencia de carga eléctrica entre loscuerpos que se frotan. Pero la transferencia seefectúa por el paso de electrones de uncuerpo hacia el otro.

El cuerpo que pierde electronespresenta exceso de protones y quedaelectrizado positivamente, mientras que el otrocuerpo queda electrizado negativamente(tendría un exceso de electrones). Un cuerpo

en su estado normal, posee igual número de protones que de electrones.

Henry Cavendish y Charles Coulomb en el siglo XVIIIdesarrollaron experimentos que permitirían entender las fuerzaseléctricas.

El profesor de física Christian Orsted descubrió por accidente enuna clase que cuando una corrienteeléctrica circulaba por un conductor, unabrújula se desviaba. Cuando Orsted hizopúblicos sus descubrimientos comenzarona relacionarse los campos de laelectricidad y el magnetismo; dilucidandolo que hoy conocemos comoelectromagnetismo. Y permitiendo que

otros científicos continuaran sus investigaciones. André Marie Ampèrerealizo diferentes experimentos que nos permiten predecir lascaracterísticas de los campos magnéticos generados por corrienteseléctricas (las cuales circulan por conductores).

Carl Gauss aporto teorías que permiten describir los camposeléctricos y magnéticos cerca de distribuciones de cargas o cuerposmagnéticos. De todos los científicos que realizaron sus contribucionesentre los siglos XIX y XX, Michael Faraday se destaca por formular lateoría de la inducción electromagnética; esta teoría nos explica que apartir de un flujo magnético variable se pueden generar campos eléctricos,es decir electricidad. Las teorías de Faraday nos permiten obtenercorriente eléctrica de represas, o generadores eléctricos.

En 1864 John Clerk Maxwell reunió 4 ecuaciones que expresan deforma matemática concisa, las leyes fundamentales del electromagnetismo.Las ecuaciones que retuvo son aquellas que traducen los lazos de lascargas eléctricas y las corrientes, con sus fuentes respectivas, los camposeléctricos (E) y magnéticos (B). Estas ecuaciones resumen las leyesexperimentales de la electricidad y el magnetismo: las leyes de Coulomb,Gauss. Ampère y Faraday. Con ello pudo demostrar la existencia de lasondas electromagnéticas.