Michael Faraday

Michael Faraday nació en el año 1791 cerca de Londres.

Basándose en que Hans Christian Oersted observó que la aguja de una brújula variaba su orientación al pasar corriente a través de un conductor próximo a ella, Faraday diseñó un dispositivo que constaba de unos pequeños depósitos de mercurio, un imán, una batería de mercurio y cables. Al cerrar el circuito y permitir que la batería suministrara electricidad, el cable empezaba a rotar de manera continua alrededor del imán. Michael Faraday había conseguido transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Había inventado el motor eléctrico homopolar.

Años más tarde, Faraday llevó a cabo una serie de experimentos que le permitieron descubrir la inducción electromagnética . Utilizando dos bobinas alrededor de un anillo de hierro, Faraday suministró corriente eléctrica a través de una de las dos bobinas. Analizando la otra bobina, descubrió que aparecía intensidad eléctrica por ella: la corriente inducida.

Gracias a estos descubrimientos, Michael Faraday construiría la primera dinamo eléctrica, sentando las bases de los generadores y motores eléctricos.

En el 1836, Michael Faraday construiría una habitación recubierta de metal (la jaula) y colocaría un generador electrostático en el exterior, para demostrar que pese a las descargas de alta tensión que suministraba el generador a la jaula, el interior de la habitación no recibía ninguna carga eléctrica. Faraday puso de manifiesto un fenómeno que ya en el siglo XVIII Benjamin Franklin descubrió: el exceso de carga eléctrica residía sólo en el exterior de un conductor y no tenía influencia sobre nada cerrado en su interior.

Samuel Finley Breese Morse (1791-1872)

Este pintor e inventor estadounidense, es principalmente conocido por la invención del telégrafo eléctrico y del código que lleva su nombre.

Nació en Charlestown (Massachusetts), y estudió en el Colegio de Yale (actual Universidad de Yale). Estudió pintura en Londres y se convirtió en un retratista y escultor de éxito. En 1825 colaboró en la fundación de una sociedad de bellas artes, que mas tarde sería la Academia Nacional de Dibujo, en la ciudad de Nueva York convirtiendose al año siguiente en su primer presidente.

Enterado por aquella época, de los descubrimientos del francés André Marie Ampere, sobre la corriente eléctrica y el magnetismo, comenzó a interesarse por los experimentos químicos y eléctricos, dedicándose durante varios años a la puesta a punto del telégrafo, efectuando en 1837 y con gran éxito las primeras pruebas. También inventó un alfabeto, que representa las letras y números por una serie de puntos y rayas, (conocido actualmente como código Morse) para poder utilizar su telégrafo.

En el año 1843, el Congreso de los Estados le asignó 30.000 dólares para que construyera la primera línea de telégrafo entre Washington y Baltimore, y el 24 de mayo de 1844 Morse envió su ya famoso y primer mensaje: "¿Que nos ha traído Dios?". Fue objeto de muchos honores, y en sus últimos años se dedicó a experimentar con la telegrafía submarina por cable.

James Clerk Maxwell

El mayor aporte que hizo James Clerk Maxwell a la ciencia fue la Teoría Electromagnética, la cual es utilizada hasta hoy en día. Esta teoría propone que luz, magnetismo y electricidad son parte de un mismo campo, llamado electromagnético, y en el que se mueven y propagan en ondas transversales.

Las ondas electromagnéticas pueden atraerse o repelerse según el sentido en el que viajen y, estas se propagan libremente a la velocidad de la luz. Su visibilidad depende de la longitud de la onda.

Maxwell, utilizó cuatro ecuaciones para demostrar su teoría, la cuales dan la base a varios campos de estudio de la física moderna. Albert Einstein consideró los aportes de Maxwell a las ciencias como los más importantes desde los tiempos de Newton.

William Thomson KelvinWilliam Thomson Kelvin, nació en Belfast, Irlanda el 26 de junio de 1824 y murió en Ayrshire, Escocia el 17 de diciembre de 1907. Gracias a sus conocimientos de análisis matemático, el físico y matemático británico, destacó por sus grandes proyectos en la termodinámica y la electrónica. Es famoso por haber formado la escala de temperatura Kelvin.

Estudió en la Universidad de Glasgow y en Cambridge. Alcanzó grandes méritos con trabajos sobre la termodinámica como cuando descubrió y calculó el cero absoluto, que es la mínima temperatura a la que puede llegar la materia en la que sus partículas no se mueven. El cero absoluto se encuentra en -273.15o Celsius. El kelvin es la unidad de temperatura del sistema internacional de unidades. Descubrió el efecto Thomson que decía que un cuerpo, sometido a un gradiente térmico y recorrido por una intensidad de corriente, intercambia calor con el medio exterior, y al revés, una corriente eléctrica es generada por un material sometido a un gradiente térmico y recorrido por un flujo de calor.

En 1896 le hicieron un homenaje al que acudieron científicos de todas partes del mundo, por sus trabajos e investigaciones en los campos de termodinámica y electricidad.

Gracias a él, se hicieron investigaciones que dieron lugar al primer cable trasatlántico que conectó Nueva York con Londres.

 

Alexander Graham BellAlexander Graham Bell, inventor escocés nacido el 3 de Marzo de 1847 Edimburgo, que estudió en Edimburgo y en Londres.

En su juventud cabe destacar su gran vinculación a los sordos.

Siguiendo la tradición de su padre, (un destacado estudioso de las formas de comunicación de los sordos) los tres hijos se dedicaron a la enseñanza del lenguaje a los sordos. El interés de Alexander, el hijo menor, hacia ellos, creció años después, cuando se casó con una mujer sordomuda.

En 1870 la familia se trasladó a Canadá, tras la muerte de los hermanos mayores, llegando a Estados Unidos en 1871, donde comenzaron una nueva vida.

Alexander fue el único hijo superviviente. Instaló en Boston un centro de enseñanza para sordos, consiguió trabajo como maestro de fisiología vocal para la Universidad de Boston, y comenzó a estudiar la transmisión del habla.

Éstos estudios y la colaboración de otros expertos culminaron el 1876 con la invención del teléfono. Como curiosidad, el día de la patente otro inventor llamado Elisha Gray también se dirigió a la oficina para intentar quedar como el verdadero inventor. Sin embargo, Bell fue el primero en efectuar una demostración de su funcionamiento, pero aun así tuvo problemas y definitivamente en 1893 se quedó con la patente oficialmente.

Un teléfono funciona básicamente así:

·Al hablar, la voz origina unas ondas sonoras que son captadas por un micrófono. Estas ondas hacen que vibrar un diafragma. Estas vibraciones presionan un depósito con carbón granulado. El depósito, al ser presionado induce una corriente eléctrica, que es la que viaja por la línea telefónica.

·Al otro lado, el equipo receptor convierte la señal eléctrica en sonido. La señal eléctrica llega a dos electroimanes que hacen vibrar undiafragma metálico, que reproduce voz original mediante un altavoz. Así, oímos lo que ha dicho el emisor.

Obtuvo el premio “Volta” francés por su invento en 1880, cuando el teléfono ya empezaba a utilizarse bastante. Recibió 50.000 francos que le vinieron muy bien, ya que con este dinero fundó el Laboratorio Volta en Washington.

En éste laboratorio ingenió otros muchos artilugios;

-El fotófono, que transmite sonidos por rayos de luz. -El audiómetro, que mide la agudeza de oído. -La balanza de inducción, que localiza objetos metálicos en el cuerpo humano. -El primer cilindro de cera para grabar, que sentó las bases del gramófono moderno. -Incluso un método para localizar ice-bergs.

Heinrich Friedrich Emil Lenz(Dorpat, 1804 - Roma, 1865) Físico ruso. Profesor y rector de la Universidad de San Petersburgo, estudió el efecto Peltier, la conductividad de los metales y la variación de la resistencia eléctrica con la temperatura. Enunció una ley que permite conocer la dirección y el sentido de la corriente inducida en un circuito eléctrico.

Lenz estudió la conductividad eléctrica y descubrió el efecto conocido como efecto Joule con independencia de las experiencias y conclusiones a que a este respecto llegó el científico que le dio nombre. La ley de Lenz, enunciada en 1833, fue la gran aportación de Heinrich Lenz a los estudios electromagnéticos; esta ley permite determinar el sentido de la corriente inducida por una variación del flujo abarcado por un circuito.

Para generar una corriente eléctrica es preciso realizar un trabajo mecánico o bien, de algún modo, desarrollar una energía. Por lo tanto, de acuerdo con el principio de la conservación de la energía, la corriente generada constituirá una resistencia que hay que vencer. La ley de Lenz expresa esto diciendo que el sentido de la corriente inducida es tal que tiende a oponerse a la causa que la provoca. Así, al acercar un imán a una espira, la corriente inducida que aparece en ésta tiene un sentido de circulación tal que crea un campo magnético que repele el imán. Por otro lado, al separar el imán, la corriente inducida será ahora opuesta a la anterior y atraerá el imán.

Thomas Alva Edisonnuestro tiempo 

 

Thomas Alva Edison nació en la ciudad de Milán (Ohio), en 1847. Fue educado en su propia casa por su madre, maestra de escuela, que favoreció su temprano interés por la física y la química. Comenzó pronto a trabajar como vendedor de periódicos en los ferrocarriles, y fue precisamente en un vagón de tren donde monto un primer laboratorio destinado a realizar experimentos.

Edison fue el inventor de la lámpara de incandescencia, instrumento capaz de emitir luz gracias a la presencia de un filamento que se pone incandescente al paso de la electricidad. En esta línea, sus experimentos en la producción de corriente eléctrica  a partir de un dinamo impulsada por una máquina de vapor, mecanismo que Edison fue el primero en conseguir, resultaron fundamentales. Asimismo, ideó un novedoso sistema de conexión de lámparas en paralelo.

Por otra parte, construyó la primera central de producción de energía eléctrica y el primer ferrocarril eléctrico.

En el ámbito de la telegrafía, Edison fue creador del telégrafo impresor y del telégrafo cuádruple (1874), mecanismo capaz de transmitir simultáneamente dos comunicaciones en cada dirección, utilizando un solo par de cables.

A el se deben, igualmente, inventos como el micrófono de carbón, que mejoró el teléfono de Gram. Bell; el fonógrafo, un aparato de grabación y reproducción de sonidos; el kinetoscopio, antecesor del cinematógrafo; las baterías alcalinas, o nuevos tipos de cementos y hormigón.

 Una de las mas celebres aportaciones de Edisón tuvo lugar en el campo del alumbrado, gracias a la difusión de la iluminación eléctrica; el proceso, desde que en septiembre de 1878 se lanzara a la consecución de dicha empresa hasta la inauguración de servicio de luz eléctrica en Nueva Cork (1882), fue largo. No obstante, en octubre de 1879 realizó una primera demostración con éxito.

Los primeros sistemas de alumbrado se basaron en la combustión de

un líquido, fundamentalmente aceite o petróleo. Más adelante, el liquido fue sustituido por vapor o gas (acetileno, vapor de gasolina, gas de alumbrado). La aportación de Edison en este ámbito permitió el abandono de estos mecanismos tradicionales y su sustitución por una forma más moderna de iluminación por incandescencia.

El punto de partida fue el hallazgo de un filamento idóneo, de carbón, que Edison introdujo en un globo de cristal en cuyo interior hizo un vació. El paso de una corriente eléctrica a través de dicho filamento producía su calentamiento, y consecuentemente, la emisión de luz. El 19 de octubre de 1879, tras numerosos ensayos, Edison consiguió que el prototipo de bombilla eléctrica ideado por él  luciera durante cuarenta horas. Este hecho supuso el nacimiento de la luz eléctrica.

 

El “efecto edison”

El principal descubrimiento del estadounidense, desde el punto de vista de su importancia científica fue “el efecto Edisón” (1883), en el que estaban basados, por ejemplo, los aparatos de rayos X. Ello hubiera sido imposible sin la invención previa de la lámpara eléctrica de filamento de carbón.

El efecto Edison consiste en un fenómeno de conducción eléctrica que tiene lugar en el vació. Edison descubrió que los electrones que se desprenden de un filamento incandescente pueden ser atraídos por un electrodo positivo, dispuesto en el mismo tubo. Con las mejoras oportunas, dicho invento sirvió de base para el desarrollo posterior de la electrónica. Concretamente, resultó una aportación imprescindible para la radio y la televisión en la primera mitad del siglo XX.

 

En 1886, Chichester Bell y Charles Summer Tainter patentaron un aparato parecido al fonógrafo, el "grafófono", que fue aplicado al sonido del cinematógrafo, y fue el origen de la CBS (Columbia Broadcasting System).

En 1887, el alemán Emil Berliner, introdujo en los EEUU, el "gramófono" de disco plano en lugar del cilindro de Edison. También produjo para los "gramófonos", el disco, retomando un proyecto del "fonoautógrafo" del francés Scott de Martinville en 1857, y del "paleófono" de Charles Cros.

El aparato de Berliner constaba de un  plato giratorio (base circular sobre la que se colocaba el disco), un brazo, una aguja (o púa) y un amplificador. Mediante un motor eléctrico se hacía girar el plato a una velocidad constante, de 33, 45 ó 78 revoluciones por minuto (rpm). El brazo tenía un extremo libre con la púa.

Muchas pruebas y modificaciones  tuvieron que hacerse, como el reemplazo del sistema de relojería a cuerda (que perdía velocidad antes de concluir la canción, al terminarse la cuerda y había que hacerlo frecuentemente) por motores eléctricos.

Pero fue el comienzo de una evolución cada vez más perfeccionada en la reproducción del sonido. En la mitad del Siglo XX los modelos existentes eran llamados tocadiscos, y los más completos, "combinados".

Nikola Tesla

Nikola Tesla nació el 10 de julio de 1856, en un pequeño pueblo escondido entre las

montañas de las regiones balcánicas. 

*Campo magnético rotativo

Quizá la primera gran creación de Tesla. Según sus biógrafos, todo comenzó cuando uno de

sus profesores le aseguró que era imposible crear un motor alimentado por

corriente alterna (CA) en lugar de corriente continua (CC) de alternancia.

Seguro de que esto no era así, Tesla se pasó 2 años dándole vueltas a la cuestión, hasta que,

como él mismo confesó, la solución llegó como un rayo: un campo magnético rotativo que

permitiría alimentar un motor con corriente alterna, antes de transformarse en corriente

directa.

*Motor de corriente alterna

Tesla llegó a construir el dispositivo mencionado en el punto anterior: el motor de

corriente alterna, un aparato capaz de convertir una forma determinada de energía en

energía mecánica de rotación.

La creación de Tesla funcionaba con corriente alterna creando polos magnéticos que se

revertían a sí mismos, sin ayuda mecánica, como los motores de corriente continua lo

necesitaban, formando una suerte de armadura (la parte giratoria de cualquier dispositivo

electromecánico) que daba vueltas alrededor del motor. Con el aprovechamiento del campo

magnético rotativo llevado directamente a la práctica, Tesla creó generadores y

transformadores de corriente alterna.

*Transferencia de energía inalámbrica

En el 1893, en la Feria Mundial de Chicago, Tesla demostró que la transferencia de energía

eléctrica de forma inalámbrica era posible mediante el uso de una serie de bombillas de

fósforo, proceso al cual llamó inducción electrodinámica.

Por sobre todas las cosas, Tesla fue un visionario y soñó con que algún día, esta tecnología

permitiese la transferencia de energía a largas distancias, a través de la atmósfera,

brindando suministros energéticos a cada rincón del planeta, en forma libre y gratuita.

*Desarrollo de los rayos x

Si bien la invención de los rayos x se le acredita al gran físico alemán Wilhelm Conrad

Röntgen, los aportes de Tesla fueron fundamentales en la historia. Casi una década antes de

la invención de los rayos x, nuestro protagonista desarrolló varias investigaciones en el

campo del electromagnetismo, dando cuenta, entre otras cosas, cuán importante era la

consideración de los peligros inherentes al uso de la radiación ionizante en la carne

humana.

*La radio

En 1897, Tesla envió una señal de transmisión inalámbrica desde su laboratorio, en Nueva

York, a un barco que navegaba a 40 km de distancia por el río Hudson y esto lo habría

logrado antes, de no haber sido por el misterioso incendio que 2 años antes destruyó su

anterior laboratorio. Allí se perdieron varias creaciones de Tesla, incluyendo prácticamente

todo lo que hoy asociamos con una radio, como antenas, sintonizadores y demás.

Sin embargo, Nikola no llegó a recrear el dispositivo completamente, algo que sí

hizo Guglielmo Marconi, a quien se le acredita la invención de la radio. Finalmente, en

1943, la Corte Suprema de los EE..UU., dictaminó que la verdadera patente le pertenecería

a Tesla, pero la idea de que Marconi había sido el creador ya estaba instalada en la gente.

*Rayos de energía directa

Lo que seguramente ronda en nuestras mentes producto de la ciencia ficción: el rayo de la

muerte. Curiosamente, éste fue uno de los anuncios que hizo Tesla entre 1920 y 1930, junto

a otros colegas e irónicamente, Nikola lo llamó el “rayo de la paz”.

Sería un dispositivo capaz de disparar un haz de partículas concentradas, dirigibles y de una

alta potencia energética. El dispositivo nunca llegó a construirse, pero los planes fueron

encontrados años después de su fallecimiento.

Guglielmo Marconi(Bolonia, 1874 - Roma, 1937) Físico e inventor italiano a quien se atribuye el invento de la radio o telegrafía sin hilos.

En 1895 descubrió que, colocando un generador de chispas de Hertz en lo alto de una varilla, el alcance de la recepción se podía aumentar a varios kilómetros. Construyó un pequeño aparato, cuyo alcance era de 2,5 km, que constaba de un emisor, un generador de chispas de Hertz y un receptor basado en el efecto descubierto por el ingeniero francés Édouard Branly en 1890. Visto el escaso interés que su aparato despertó en las autoridades italianas, Marconi optó por marchar al Reino Unido. Recibió en Londres el apoyo del ingeniero jefe de Correos, y en julio de 1896, tras una serie de mejoras, patentó el invento, que causó cierto revuelo entre la comunidad científica de la época.

El descubrimiento de la radio no deja de estar envuelto en cierta controversia. El físico ruso Popov presentó ese mismo año, ante una audiencia considerable de científicos de la Universidad de San Petersburgo, un receptor de ondas de radio muy similar al de Marconi, que él utilizaba para registrar las tormentas eléctricas. La demostración se realizó días antes de que Marconi consiguiera la patente de su aparato, y por eso los rusos reclaman desde entonces la paternidad del invento. No obstante, parece probado que Marconi realizó la transmisión de señales inteligibles en días anteriores a la demostración de Popov, aunque no ante un auditorio de científicos.

Heinrich Hertz - Heinrich Rudolf Hertz 

Nació el 22 de febrero de 1857 en Hamburgo.

Clarificó la teoría electromagnética de la luz, que había sido formulada

por el físico británico James Clerk Maxwell en el año 1884. Demostró

que la electricidad puede transmitirse en forma de ondas

electromagnéticas, las cuales se propagan a la velocidad de la luz y

tienen además muchas de sus propiedades. El efecto fotoeléctrico fue

descubierto por Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre

dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores

cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la

oscuridad. Hertz establece básicamente que electrones de una superficie

metálica pueden escapar de ella si adquieren la energía suficiente

suministrada por luz de longitud de onda lo suficientemente corta.

Hallwachs y Lenard estudiaron también este efecto años después. Sus

experimentos con estas ondas le condujeron al descubrimiento

del telégrafo y la radio sin cables. La unidad de frecuencia se

denominó hercio en su honor; su símbolo es  Hz.

Heinrich Hertz falleció en Bonn el 1 de enero de 1894.

Kirchhoff, Gustav Robert (1824-1887).

Nació el 12 de marzo de 1824 en Königsberg.

En 1847, cuando aún estaba estudiando, formula matemáticamente las denominadas leyes de Kirchhoff en su honor, relativas a la derivación de las corrientes eléctricas en redes de conductores de diferentes resistencias. Mediante ellas, es posible en una red de conductores, determinar los valores de la intensidad y de la tensión en cualquiera de sus puntos; son dos leyes que se enuncian así:

1. ley correspondiente a los nudos: en todo nudo de un circuito, la suma de las intensidades entrantes es igual a la suma de las corrientes salientes.

2. ley correspondiente a las mallas: en un circuito cerrado de una red, la suma del conjunto de tensiones es igual al sumatorio de las caídas de tensión debidas a las resistencias.

Sus aportaciones a la electricidad no terminan con estas leyes, pues más adelante demuestra que en un conductor de resistencia nula, una corriente oscilante se propaga a la velocidad de la luz.

Muere el 17 de octubre de 1887 en Berlín.

Joseph John ThomsonThomson investigó la naturaleza de los rayos catódicos y demostró que los campos eléctricos podían provocar la desviación de éstos. Llevó a cabo numerosos experimentos sobre su desviación, bajo el efecto combinado de campos eléctricos y magnéticos, buscando la relación existente entre la carga y la masa de las partículas, proporcionalidad que se mantenía constante aun cuando se alterase el material del cátodo.

En 1897 descubrió una nueva partícula y demostró que era aproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno. Esta partícula sería bautizada con el nombre de electrón, designación propuesta años antes por el irlandés George Johnstone Stoney, que había teorizado sobre su existencia. Joseph John Thomson fue, por lo tanto, el primero que identificó partículas subatómicas, y llegó a importantes conclusiones sobre estas partículas cargadas negativamente: con el aparato que construyó obtuvo la relación entre la carga eléctrica y la masa del electrón.

Thomson examinó además los rayos positivos, estudiados anteriormente por Eugen Goldstein, y en 1912 descubrió el modo de utilizarlos en la separación de átomos de diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos positivos en campos eléctricos y magnéticos, método que en la actualidad se llama espectrometría de masas. Con esta técnica descubrió que el neón posee dos isótopos, el neón-20 y el neón-22.

Todos estos trabajos sirvieron a Thomson para establecer un nuevo modelo de la estructura del átomo que resultó incorrecto, pues suponía que las partículas cargadas positivamente se encontraban mezcladas homogéneamente con las negativas.

John Hopkinson

El ingeniero y físico inglés John Hopkinson (1849-1898) contribuyó al desarrollo de la electricidad con el descubrimiento del sistema trifásico para la generación y distribución de la corriente eléctrica, sistema que patentó en 1882. Un sistema de corrientes trifásicas es el conjunto de tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente, valor eficaz) que presentan un desfase entre ellas de 120° (un tercio de ciclo). Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase. También trabajó en muchas áreas del electromagnetismo y la electrostática. De sus investigaciones estableció que "el flujo de inducción magnética es directamente proporcional a la fuerza magnetomotriz e inversamente proporcional a la reluctancia", expresión muy parecida a la establecida en la Ley de Ohm para la electricidad, y que se conoce con el nombre de Ley de Hopkinson. También se dedicó al estudio de los sistemas de iluminación, mejorando su eficiencia, así como al estudio de los condensadores. Profundizó en los problemas de la teoría electromagnética, propuestos por James Clerk Maxwell. En 1883 dio a conocer el principio de los motores síncronos.