Desarrollo histórico
A finales del siglo
XVIII, el término fue reservado para los fenómenos de atracción o de repulsión
entre cuerpos previamente frotados. Conocido actualmente como electrostática.
La atracción de los cuerpos de luz por los objetos electrificados por la
fricción era conocida desde la antigüedad, sin embargo realmente su estudio
comenzó a finales del siglo XVI con el trabajo del científico Inglés William
Gilbert, autor del primer tratado conocido en relación con estos temas, de Magnete, publicado en 1600. (PCO). Gracias a él se dio la
apertura hacia el campo de la
investigación y sus fenómenosde atracción. (La
main à la pâte, 1998).
El termino electricidad proviene del griego electrón, que significa ámbar, uno de los primeros cuerpos que habían sido electrizados por fricción. Los experimentos de Gilbert fueron tomados por el físico alemán Otto von Guericke en 1672 quien construye la primera máquina electrostática la cual puede producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. "Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola". (Fig.1) Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga mayor que la conseguida hasta entonces. En 1707 perfecciona Francis Hawksbee la máquina de fricción usando una esfera de vidrio. (PCO) (Dibner, 1984)
En 1733 Francois de Cisternay propuso la existencia de dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa, constatando que:
- Los objetos frotados contra el ámbar se repelen.
- También se repelen los objetos frotados contra una barra de vidrio.
- Sin embargo, los objetos frotados con el ámbar atraen los objetos frotados con el vidrio.
Los primeros elementos de recaudación de carga son llamados condensadores (botellas de Leyden), por Ewald Jürgen Von Kleist y Pieter Van Musschenbroeck se originaron en el año 1745, en la Universidad de Leyden (hoy Leiden). En el trascurso de esta época se construyeron prototipos similares a la botella de Leyden, (Fig.2). Unos para acumular cargas eléctricas, y otros para manifestar sus propiedades, como los electroscopios (PCO) (Wiki, 2015)
En 1785 el físico francés Charles Coulomb formulaba las leyes de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas. Conocidas como la ley de Coulomb. Esta ley, junto con una elaboración matemática más profunda a través del teorema de Gauss y la derivación de los conceptos de campo eléctrico y potencial eléctrico, describe la casi totalidad de los fenómenos electrostáticos. (PCO) (Coulomb, 1785)
Durante siguiente siglo surgieron avances significativos en el estudio de la electricidad, como los fenómenos eléctricos dinámicos producidos por cargas en movimiento en el interior de un material conductor. Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto reducido de leyes matemáticas. (PCO) (Maxwell, 1865)
Leyes de electricidad y magnetismo
- Ley de Gauss: La ley de Gauss explica la relación entre el flujo del campo eléctrico y una superficie cerrada.
Δ x E = ρ / εₒ
- Ley de Gauss para el campo magnético: Experimentalmente llegó al resultado de que los campos magnéticos, a diferencia de los eléctricos, no comienzan y terminan en cargas diferentes.
Δ x B = 0
- Ley de Faraday-Lenz: Esta ley nos habla sobre la inducción electromagnética, la que origina una fuerza electromotriz en un campo magnético.
Δ x E = -δB / δt
- La ley de Ampére: Este formuló una relación para un campo magnético inmóvil y una corriente eléctrica que no varía en el tiempo.
Δ x B = μₒj + μₒεₒ δE / δt
Los descubrimientos técnicos del siglo XIX El descubrimiento de las propiedades magnéticas de la corriente permitirán la invención del dínamo, del generador y del motor eléctrico cuyo perfeccionamiento contribuirá a la difusión de la electricidad industrial y doméstica al fin del siglo XIX y XX.
