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Historia de la electricidad

Historia de la electricidad

La historia de la electricidad comienza con William Gilbert (1544-1603), un médico y científico natural que sirvió a la reina Isabel la primera de Inglaterra. Antes de Gilbert, todo lo que se sabía sobre electricidad y magnetismo era que una piedra imán (magnetita) poseía propiedades magnéticas y que frotar el ámbar y el chorro atraería trozos de diversos materiales para comenzar a pegarse.

En 1600, Gilbert publicó su tratado "De magnete, Magneticisique Corporibus" (En el imán). Impreso en latín académico, el libro explica años de investigación y experimentos de Gilbert sobre electricidad y magnetismo. Gilbert aumentó mucho el interés en la nueva ciencia. Fue Gilbert quien acuñó la expresión "electrica" ​​en su famoso libro.

Primeros inventores

Inspirado y educado por Gilbert, varios inventores europeos, entre ellos Otto von Guericke (1602-1686) de Alemania, Charles Francois Du Fay (1698-1739) de Francia y Stephen Gray (1666-1736) de Inglaterra ampliaron el conocimiento.

Otto von Guericke fue el primero en demostrar que podía existir un vacío. Crear un vacío era esencial para todo tipo de investigación adicional en electrónica. En 1660, von Guericke inventó la máquina que producía electricidad estática; Este fue el primer generador eléctrico.

En 1729, Stephen Gray descubrió el principio de la conducción de electricidad y, en 1733, Charles Francois du Fay descubrió que la electricidad se presenta en dos formas que llamó resinosas (-) y vítreas (+), ahora llamadas negativas y positivas.

El tarro de Leyden

El frasco de Leyden era el condensador original, un dispositivo que almacena y libera una carga eléctrica. (En ese momento, la electricidad se consideraba el fluido o la fuerza misteriosa). El frasco de Leyden fue inventado en 1745 casi simultáneamente en Holanda por el académico Pieter van Musschenbroek (1692-1761). En 1745 y en Alemania por el clérigo y científico alemán Ewald Christian Von Kleist. (1715-1759). Cuando Von Kleist tocó por primera vez su frasco de Leyden, recibió un poderoso golpe que lo tiró al suelo.

El frasco de Leyden recibió su nombre del pueblo y universidad de Musschenbroek, Leyden, por el científico y clérigo francés Jean-Antoine Nollet (1700-1770). El frasco también se llamó el frasco Kleistian después de Von Kleist, pero este nombre no se quedó.

Ben Franklin, Henry Cavendish y Luigi Galvani

El importante descubrimiento del padre fundador de los Estados Unidos, Ben Franklin (1705-1790) fue que la electricidad y los rayos eran lo mismo. El pararrayos de Franklin fue la primera aplicación práctica de electricidad. El filósofo natural Henry Cavendish de Inglaterra, Coulomb de Francia y Luigi Galvani de Italia hicieron contribuciones científicas para encontrar usos prácticos de la electricidad.

En 1747, el filósofo británico Henry Cavendish (1731-1810) comenzó a medir la conductividad (la capacidad de transportar una corriente eléctrica) de diferentes materiales y publicó sus resultados. El ingeniero militar francés Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806) descubrió en 1779 lo que más tarde se llamaría "Ley de Coulomb", que describía la fuerza electrostática de atracción y repulsión. Y en 1786, el médico italiano Luigi Galvani (1737-1798) demostró lo que ahora entendemos como la base eléctrica de los impulsos nerviosos. Galvani hizo temblar los músculos de las ranas al sacudirlos con una chispa de una máquina electrostática.

Tras el trabajo de Cavendish y Galvani, llegaron un grupo de científicos e inventores importantes, entre ellos Alessandro Volta (1745-1827) de Italia, el físico danés Hans Christian Ørsted (1777-1851), el físico francés Andre-Marie Ampere (1775-1836), Georg Ohm (1789-1854) de Alemania, Michael Faraday (1791-1867) de Inglaterra y Joseph Henry (1797-1878) de los EE. UU.

Trabajar con imanes

Joseph Henry fue un investigador en el campo de la electricidad cuyo trabajo inspiró a muchos inventores. El primer descubrimiento de Henry fue que el poder de un imán podría fortalecerse inmensamente al enrollarlo con alambre aislado. Fue la primera persona en hacer un imán que podía levantar 3.500 libras de peso. Henry mostró la diferencia entre los imanes de "cantidad" compuestos de cables cortos conectados en paralelo y excitados por unas pocas células grandes, y los imanes de "intensidad" enrollados con un solo cable largo y excitados por una batería compuesta de células en serie. Este fue un descubrimiento original, que aumentó en gran medida la utilidad inmediata del imán y sus posibilidades para futuros experimentos.

El impostor oriental suspendido

Michael Faraday, William Sturgeon (1783-1850) y otros inventores reconocieron rápidamente el valor de los descubrimientos de Henry. Sturgeon dijo magnánimamente: "Al profesor Joseph Henry se le ha permitido producir una fuerza magnética que se eclipsa totalmente entre sí en todos los anales del magnetismo, y no se puede encontrar un paralelo desde la suspensión milagrosa del famoso impostor oriental en su ataúd de hierro".

Esa frase de uso común es una referencia a una oscura historia comentada por estos científicos europeos sobre Muhammad (571-632 CE), el fundador del Islam. Esa historia no era sobre Mahoma, de hecho, sino más bien una historia contada por Plinio el Viejo (23-70 CE) sobre un ataúd en Alejandría, Egipto. Según Plinio, el Templo de Serapis en Alejandría había sido construido con piedras de gran alcance, tan poderosas que se dijo que el ataúd de hierro de la hermana menor de Cleopatra, Arsinoë IV (68-41 a. C.), estaba suspendido en el aire.

Joseph Henry también descubrió los fenómenos de autoinducción e inducción mutua. En su experimento, una corriente enviada a través de un cable en el segundo piso del edificio indujo corrientes a través de un cable similar en el sótano dos pisos más abajo.

Telégrafo

El telégrafo fue una invención temprana que comunicaba mensajes a distancia a través de un cable utilizando electricidad que luego fue reemplazada por el teléfono. La palabra telegrafía proviene de las palabras griegas tele, que significa lejos y grafo, que significa escritura.

Los primeros intentos de enviar señales por electricidad (telégrafo) se habían hecho muchas veces antes de que Henry se interesara por el problema. La invención del electroimán de William Sturgeon alentó a los investigadores en Inglaterra a experimentar con el electroimán. Los experimentos fallaron y solo produjeron una corriente que se debilitó después de unos pocos cientos de pies.

La base para el telégrafo eléctrico

Sin embargo, Henry colgó una milla de alambre fino, colocó una batería de "intensidad" en un extremo e hizo que la armadura tocara una campana en el otro. En este experimento, Joseph Henry descubrió la mecánica esencial detrás del telégrafo eléctrico.

Este descubrimiento se realizó en 1831, un año completo antes de que Samuel Morse (1791-1872) inventara el telégrafo. No hay controversia sobre quién inventó la primera máquina telegráfica. Ese fue el logro de Morse, pero el descubrimiento que motivó y permitió que Morse inventara el telégrafo fue el logro de Joseph Henry.

En las propias palabras de Henry: "Este fue el primer descubrimiento del hecho de que una corriente galvánica podía transmitirse a una gran distancia con tan poca disminución de la fuerza como para producir efectos mecánicos, y de los medios por los cuales la transmisión podía lograrse. Vi que el telégrafo eléctrico ahora era practicable. No tenía en mente ninguna forma particular de telégrafo, pero me referí solo al hecho general de que ahora se demostró que una corriente galvánica podía transmitirse a grandes distancias, con suficiente potencia para producir mecánica efectos adecuados al objeto deseado ".

Motor magnético

Luego, Henry se dedicó a diseñar un motor magnético y logró hacer un motor de barra recíproca, en el que instaló el primer cambiador automático de polos, o conmutador, que alguna vez se usó con una batería eléctrica. No logró producir movimiento rotativo directo. Su barra oscilaba como la viga de un barco de vapor.

Coches eléctricos

Thomas Davenport (1802-1851), un herrero de Brandon, Vermont, construyó un automóvil eléctrico apto para la carretera en 1835. Doce años más tarde, el ingeniero eléctrico estadounidense Moses Farmer (1820-1893) exhibió una locomotora eléctrica. En 1851, el inventor de Massachusetts Charles Grafton Page (1712-1868) condujo un automóvil eléctrico en las vías del ferrocarril de Baltimore y Ohio, de Washington a Bladensburg, a razón de diecinueve millas por hora.

Sin embargo, el costo de las baterías era demasiado alto en ese momento y el uso del motor eléctrico en el transporte aún no era práctico.

Generadores electricos

Michael Faraday y Joseph Henry descubrieron el principio detrás de la dinamo o generador eléctrico, pero el proceso de su desarrollo en un generador de energía práctico consumió muchos años. Sin una dinamo para la generación de energía, el desarrollo del motor eléctrico estaba paralizado, y la electricidad no podría ser ampliamente utilizada para el transporte, la fabricación o la iluminación como se usa actualmente.

Luces de la calle

La luz de arco como un práctico dispositivo de iluminación fue inventada en 1878 por el ingeniero de Ohio Charles Brush (1849-1929). Otros habían atacado el problema de la iluminación eléctrica, pero la falta de carbonos adecuados impidió su éxito. Brush hizo varias lámparas de luz en serie de una dinamo. Las primeras luces Brush se utilizaron para la iluminación de calles en Cleveland, Ohio.

Otros inventores mejoraron la luz de arco, pero hubo inconvenientes. Para la iluminación exterior y para grandes salas, las luces de arco funcionaban bien, pero las luces de arco no podían usarse en habitaciones pequeñas. Además, estaban en serie, es decir, la corriente pasaba a través de cada lámpara a su vez, y un accidente provocó que toda la serie dejara de funcionar. Todo el problema de la iluminación interior fue resuelto por uno de los inventores más famosos de Estados Unidos: Thomas Alva Edison (1847-1931).

Thomas Edison Stock Ticker

El primero de los múltiples inventos de Edison con la electricidad fue un registrador automático de votos, por el cual recibió una patente en 1868, pero no pudo despertar ningún interés en el dispositivo. Luego inventó un ticker de acciones, y comenzó un servicio de ticker en Boston con 30 o 40 suscriptores y operaba desde una habitación a través de la Bolsa de Oro. Esta máquina que Edison intentó vender en Nueva York, pero regresó a Boston sin haber tenido éxito. Luego inventó un telégrafo dúplex por el cual se podían enviar dos mensajes simultáneamente, pero en una prueba, la máquina falló debido a la estupidez del asistente.

En 1869, Edison estaba en el lugar cuando el telégrafo falló en la Gold Indicator Company, una preocupación que proporcionaba los precios del oro de la Bolsa a sus suscriptores. Eso lo llevó a su nombramiento como superintendente, pero cuando un cambio en la propiedad de la compañía lo echó del puesto que formó, con Franklin L. Pope, la asociación de Pope, Edison y Company, la primera firma de ingenieros eléctricos en los Estados Unidos.

Stock Ticker, lámparas y dinamos mejorados

Poco después, Thomas Edison lanzó el invento que lo inició en el camino hacia el éxito. Este fue el mejor ticker de acciones, y Gold and Stock Telegraph Company le pagó $ 40,000 por ello. Thomas Edison estableció inmediatamente una tienda en Newark. Él mejoró el sistema de telegrafía automática que estaba en uso en ese momento y lo introdujo en Inglaterra. Experimentó con cables submarinos y elaboró ​​un sistema de telegrafía cuádruplex mediante el cual se hizo un cable para hacer el trabajo de cuatro.

Estos dos inventos fueron comprados por Jay Gould, propietario de Atlantic and Pacific Telegraph Company. Gould pagó $ 30,000 por el sistema cuádruplex, pero se negó a pagar el telégrafo automático. Gould había comprado Western Union, su única competencia. "Cuando Gould consiguió la Western Union", dijo Edison, "sabía que no había más progreso en la telegrafía y me fui a otras líneas".

Menlo Park

Edison reanudó su trabajo para Western Union Telegraph Company, donde inventó un transmisor de carbono y lo vendió a Western Union por $ 100,000. Sobre la base de eso, Edison estableció laboratorios y fábricas en Menlo Park, Nueva Jersey, en 1876, y fue allí donde inventó el fonógrafo, patentado en 1878, y comenzó una serie de experimentos que produjeron su lámpara incandescente.

Thomas Edison se dedicó a producir una lámpara eléctrica para uso en interiores. Su primera investigación fue para un filamento duradero que se quemaría en el vacío. Una serie de experimentos con un alambre de platino y varios metales refractarios tuvieron resultados insatisfactorios, al igual que muchas otras sustancias, incluido el cabello humano. Edison concluyó que el carbono de algún tipo era la solución, en lugar de que el inventor de metales ingleses Joseph Swan (1828-1914) llegara a la misma conclusión en 1850.

En octubre de 1879, después de catorce meses de arduo trabajo y el gasto de $ 40,000, un hilo de algodón carbonizado sellado en uno de los globos de Edison fue probado y duró cuarenta horas. "Si se quemará cuarenta horas ahora", dijo Edison, "sé que puedo hacer que se queme cien". Y así lo hizo. Se necesitaba un mejor filamento. Edison lo encontró en tiras carbonizadas de bambú.

Edison Dynamo

Edison también desarrolló su propio tipo de dinamo, el más grande jamás creado hasta ese momento. Junto con las lámparas incandescentes Edison, fue una de las maravillas de la Exposición Eléctrica de París de 1881.

Pronto siguió la instalación en Europa y América de plantas para el servicio eléctrico. La primera gran estación central de Edison, que suministra energía para tres mil lámparas, se erigió en el Viaducto de Holborn, Londres, en 1882, y en septiembre de ese año se puso en funcionamiento la estación de Pearl Street en la ciudad de Nueva York, la primera estación central en América. .

Fuentes y lecturas adicionales

  • Beauchamp, Kenneth G. "Historia de la telegrafía". Stevenage, Reino Unido: Instituto de Ingeniería y Tecnología, 2001.
  • Brittain, J.E. "Turning Points in American Electrical History". Nueva York: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos Press, 1977.
  • Klein, Maury. "Los fabricantes de energía: vapor, electricidad y los hombres que inventaron la América moderna". Nueva York: Bloomsbury Press, 2008.
  • Shectman, Jonathan. "Experimentos científicos innovadores, inventos y descubrimientos del siglo XVIII". Greenwood Press, 2003.