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miércoles, 3 de julio de 2024

Historia de la Electricidad (XX): El fin de los generadores electrostáticos, Maxwell completa la teoría


Entramos en una época importante, estas contribuciones marcan los últimos coletazos de los generadores electrostáticos para producir altas intensidades, y abren la puerta al siglo de los ingenieros, que pusieron la electricidad en la vida cotidiana.

Ernst Werner M. von Siemens (actual Alemania, 1816-1892)

Fue el mayor de 14 hermanos, al quedar huérfanos y siendo el varón mayor, a los 24 años tuvo que sacar adelante a sus hermanos, por lo que no puedo estudiar. Ingresó en el ejercito prusiano donde alcanzó el grado de teniente. En 1841 desarrolló un proceso de galvanización, en 1846 un telégrafo de aguja y presión y un sistema de aislamiento de cables eléctricos mediante gutapercha, un tipo de goma extraída de un árbol, similar al caucho. 

En 1847 creó la todavía existente Siemens AG, una de las grandes empresas de Alemania, desde donde emprendió grandes proyectos, siendo pionero en el tendido de líneas telegráficas submarinas, aisladas con gutapercha, comenzando con la que unía Irlanda y EE.UU, en 1874, o el tendido de líneas entre  Gran Bretaña y la India en 1870.

Ideó un telégrafo con puntero/teclado para hacer transparente al usuario el código Morse, usando un sistema similar al del telégrafo de agujas, lo que condujo a la telegrafía con caracteres, y permitió a las empresas disponer de líneas propias sin necesidad de conocer código morse, lo que se ve en muchas películas antiguas relacionado con resultados en la bolsa.

También creó la primera locomotora eléctrica (ya hablaré de motores mas adelante), presentada por su empresa en 1879, una de las ramas actuales importantes de la Siemens es la producción de vagones para metros y tranvías.

Otras contribuciones importantes

Por no extenderme demasiado, agrupo y condenso a varios personajes importantes:
  • Charles Wheatstone (Inglaterra, 1802-1875): Comenzó siguiendo la tradición familiar como músico, donde realizó varias contribuciones interesantes, pero en el tema de la electricidad contribuyó con varios temas importantes, como la medición de la velocidad de la transmisión de las electricidad en los cables,para lo que necesitó idear un sistema de medición de tiempos muy pequeños denominado cronóscopo. En 1843 ideó los que se denomina puente de Wheatstone, que permite medir el valor de las resistencias (es el primer multímetro), y diseñó el telégrafo de agujas junto a Cook (ver al entrada anterior sobre Morse).
  • James Prescott Joule (Inglaterra, 1818-1889): Uno de los mejores físicos de su época, definió la relación entre electricidad, calor y trabajo en sus escritos de 1840 a 1843
  • Gustav Robert Kirchhoff: (Actual Alemania, 1824 -1887): A partir de trabajos anteriores de Gauss (ver entradas anteriores) definió las leyes de Kirchhoff en 1845, que se usan mucho en el análisis de circuitos. También estudió varios temas que condujeron al desarrollo de la quantica.
  • William Thomson (más conocido como Lord Kelvin, Inglaterra 1824-1907): Estudió la relación entre los efectos Seebeck y Peltier en 1851 (ver entradas anteriores), pero su contribución mas practica fue el tendido de varios cables submarinos entre Irlanda y Estados Unidos.
  • Heinrich Daniel Ruhmkorff (Alemania, 1803-1877): Creó en 1851 la bobina de Ruhmkorff, que  genera chispas de alto voltaje, es una tipo de transformador que a partir de la continua generada por las pilas o acumuladores, produce alterna de alta intensidad, lo que significó el fin de la generación de la electricidad estática como fuente de alta intensidad.
  • Léon Foucault (Fráncia, 1819-1876): Además del péndulo que lleva su nombre con el que se demuestra la rotación de la Tierra, y de medir con bastante precisión la velocidad de la luz, descubrió las corrientes de Foucault en 1851, importante para el diseño de los transformadores.
  • Zénobe-Théophile Gramme (Bélgica, 1826-1901): Ideó la primera dinamo en 1870. siendo el primer generador de corriente continua lo que reemplazó a las pilas y acumuladores rápidamente.
  • Johann Wilhelm Hittorf (Alemania, 1824-1914): Estudiando el paso de corrientes de electrones por los gases, ideó en 1872 el primer tubo de rayos catódicos, lo que mucho después fueron los tubos de las televisiones.

James Clerk Maxwell (Escocia, 1831-1879)

De familia acomodada, asistió desde pequeño a las conferencias de la Royal Society en Edimburgo. Antes de la universidad, ya publicó varios trabajos científicos y matemáticos, como estudios de figuras geométricas, ayudado por sus dotes en el dibujo. Estudió en las universidad de Edimburgo y luego pasó a Cambridge, y a los 25 años comenzó como profesor, lo que representaba ser 15 años mas joven que la media de profesores del momento. 

Las cuatro ecuaciones de Maxwell de 1875 definieron las bases teóricas del electro-magnetismo, unificando electricidad, magnetismo y luz como tres manifestaciones de radiación electromagnética. A partir de estas ecuaciones, definió la posibilidad de las ondas de radio, que luego se concretaron en la telegrafía sin hilos.

La suya fue la segunda teoría unificada tras las definidas por Newton, hoy se lucha por la tercera gran unificación sin éxito, incluir la gravedad en las ecuaciones. Sus formulas fueron la base que utilizó Einstein en su teoría de la relatividad, y las que utilizó Planck como base de la mecánica cuántica.

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