Desde 1821

Sala Blas Cabrera Felipe

IES Canarias Cabrera Pinto

Electricidad y electromagnetismo

Todos los cuerpos, incluso nosotros, tienen carga eléctrica en sus componentes. La carga eléctrica es una propiedad característica de la materia. Existe en dos variedades, positiva y negativa. Normalmente existe igual cantidad de cada una de las dos variedades, en ese caso los efectos de la carga no se notan en el exterior y decimos que el estado es neutro.

La electricidad y el magnetismo tienen su origen en la naturaleza eléctrica de la materia. Los antiguos griegos dejaron escritos relacionados con la electricidad; por ejemplo, al frotar el ámbar amarillo fósil de las orillas del mar Báltico, éste atrae trocitos de paja. Precisamente el nombre "electricidad" se deriva de "electron", ámbar en griego. Seguramente habrás frotado un bolígrafo de plástico en tu jersey de lana, o has observado las chispitas que salen del mismo cuando nos lo quitamos a obscuras, o tal vez el erizamiento del pelo seco cuando nos peinamos. Es decir, si frotamos ciertos cuerpos - de vidrio o de plástico, por ejemplo - notamos que se electrizan - decimos que han adquirido carga -. Los científicos que estudiaron la electricidad en el siglo XVIII y XIX frotaron los cuerpos para poner de manifiesto la carga eléctrica. También les sorprendió el efecto de un cierto mineral (la magnetita, un óxido de hierro) sobre trozos de hierro, la magnetita atraía el hierro, este efecto es lo que se conoce como magnetismo. A los cuerpos que presentan el efecto magnético se les llama imanes. Pero en el siglo XIX Hans Christian Øersted (un maestro danés) descubrió que la electricidad y el magnetismo estaban relacionados, en realidad ambos fenómenos descansan en la existencia de la carga eléctrica que es una característica esencial de la naturaleza de la materia. Øersted descubrió que una corriente eléctrica puede producir fuerzas magnéticas, por ejemplo producir desviación de la aguja de una brújula. Pues bien, ya podemos decir que la apasionante aventura de conocer las leyes que rigen el electromagnetismo se inició frotando diferentes materiales. ¿Has probado a frotar tu bolígrafo en el jersey y luego acercarlo al pelo de tu amigo? ¿Qué ocurriá?

El conocimiento que hoy tenemos del electromagnetismo se lo debemos al trabajo y al interés de muchas personas, desde luego habría que recordar algunos de ellos, quizá los principales (siglos XVIII-XIX), todos fueron europeos excepto Franklin que fue el primer físico de EE.UU.): Gilbert, Gray, Du Fay, Watson, Franklin, Gauss, Priestley, Volta, Coulomb, Øersted, Faraday, Maxwell y otros.

Observemos las siguientes piezas:

Electróforo de Volta (47). Inventado por Volta para producir carga eléctrica con buen rendimiento. Consta de dos partes: el platillo con mango aislante (lo podemos ver aquí) y una torta de resina. Para conseguir la carga se frota la resina enérgicamente con una piel de gato y luego se apoya el platillo sobre la misma; el platillo adquiere carga "por inducción", por eso, para que quede cargado, antes de retirarlo, se toca con un dedo, así uno de los dos tipos de carga se va a tierra a través del cuerpo. Con el platillo cargado se dispone de suficiente carga para realizar experiencias durante horas.

Cilindro conductor (21). Para demostrar cómo se comporta la carga sobre un conductor aislado y de forma alargada. Lleva unos pendulillos en los extremos para ver el efecto de las fuerzas eléctricas (falta).

Esfera hueca de Coulomb (41). Al ser cargada, la carga eléctrica se distribuye sobre la superficie exterior y no de la interior, lo que se puede averiguar tocando ambas zonas con un bastoncito de mango aislado que termina en un plano (plano de pruebas).

Botella de Leyden (35). Poder almacenar carga eléctrica para luego usarla en diferentes experiencias era una necesidad para los primeros investigadores de la electricidad. La botella de Leyden fue el primer instrumento para almacenar carga eléctrica (el primer condensador o capacitor como se llama ahora). El primero en darse cuenta de que se podría utilizar una botella para almacenar carga eléctrica fue Von Kleist, obispo de Pomerania (antiguo principado a orillas del mar Báltico), quien intentó almacenar carga eléctrica en una botella llena de mercurio, para lo que introdujo una varilla metálica a través del tapón y sujetándola con la mano la puso en contacto con una máquina eléctrica, cuando quiso quitar la varilla recibió una fuerte sacudida en el brazo. Pero el nombre de Leyden que recibió este artilugio, se debe a que fue en la universidad de Leyden (ciudad de Holanda, cerca de Amsterdam) donde se realizaron los primeros experimentos por parte de Cuneus y Muschenbroek (célebre físico del siglo XVIII). Desde entonces ha sido un instrumento muy usado y ahora tiene cientos de aplicaciones, aunque con el nombre de condensador o capacitor eléctrico.

Electrómetro de Lane (79). Para medir la distancia de la chispa eléctrica en función de la tensión de la botella.

Condensador de Æpinus (32). Se consigue el mismo efecto que con la botella de Leyden, es decir, almacenar carga eléctrica. Los círculos de metal se llaman armaduras, éstas se pueden poner más o menos cerca una de otra, así, cambiando la geometría del condensador se puede aumentar o disminuir la capacitancia (cantidad de carga que se puede almacenar).

Taladracartas (107) (o taladranaipes). Es un dispositivo que se utilizaba para demostrar el poder de la chispa eléctrica, pues con ella se podía atravesar una cartulina que se introducía entre las dos puntas de las varillas de metal, una superior que termina en bola, y otra inferior que parte desde el fondo de un tubito de vidrio; los bordes de éste sirven para apoyar el naipe.

Teatro de títeres (67). Tiene el mismo uso que el taladracartas, es decir poner de manifiesto efectos mecánicos, en este caso se ponía un pequeño muñeco hecho de material ligero que se mueve debido a la influencia de la carga eléctrica.

Huevo eléctrico (66). Permite observar efectos luminosos de la chispa eléctrica en el interior de un recipiente de vidrio en donde se puede hacer el vacío. El aire se extrae mediante una máquina neumática, como la se expone con el número 117. La descarga produce efectos luminosos que varían según la cantidad de aire que existe dentro del huevo eléctrico.

Casita con pararrayos (19). Demostrar el efecto de la chispa eléctrica (rayo). Para ello se hace llegar una descarga sobre una mezcla detonante que se introduce dentro de una vasija de Volta en el interior de la casita. La casita se desarma por el efecto de la explosión que provoca la chispa eléctrica. En el siglo XVIII, Benjamin Franklin realizó innumerables experiencias que demostraron que la electricidad atmosférica tiene la misma naturaleza que la electricidad que se obtiene mediante el frotamiento, investigó el efecto de los conductores puntiagudos sobre la electricidad, que fue el punto de partida para el descubrimiento del pararrayos.

Pila de Volta (16, 44). Puede considerarse la primera pila de la historia. Fue inventada por el físico italiano Volta en 1800. Este invento ha resultado ser muy importante pues permite mantener una corriente eléctrica.

Rueda de Barlow (36). Para demostrar el principio del motor eléctrico. La rueda dentada puede ponerse en movimiento mediante la corriente eléctrica de una pila. Lleva el nombre de su inventor Peter Barlow (1822). El motor eléctrico fue inventado por Faraday en 1821, se consiguió convertir la energía eléctrica en mecánica, ha resultado ser una de las aplicaciones de la electricidad más importante, recordad el uso tan extendido de la energía eléctrica: transporte, industria, electrodomésticos, etc.

Dínamo (55) (verlo en la mesa de demostraciones). Es un generador electromagnético, máquina que transforma una energía mecánica (de movimiento) en energía eléctrica (la que transporta una corriente), el generador fue inventado por Faraday en 1831. Esta máquina junto al motor eléctrico han resultado ser dos de los inventos que más han incidido en la industria moderna.

Bomba (motor eléctrico). Modelo de bomba para que funcione una fuente.

Molinete tornatubos (78). Modelo de motor eléctrico.

Botella de Timbre (81). Para realizar una descarga lenta de una botella de Leyden. Ver este instrumento en la mesa de experiencias.

Máquina eléctrica de Ramsden (120). Es la pieza de mayor tamaño de la exposición, también es una de las más antiguas. Su constructor fue Mr. Pixü, Rue de Jardinet Nº. 2 à Paris, que trabajaba a principios del siglo XIX. Es una máquina eléctrica de disco (de casi un metro de diámetro), la carga se obtiene por frotamiento de cuatro cojines de cuero recubiertos de crin de caballo, de lana u otros materiales. La carga se deposita y almacena en dos grandes conductores que se apoyan sobre columnas de vidrio. Desde estos condensadores es posible tomar carga para diversas experiencias eléctricas. Debió llegar al Instituto alrededor de 1817, desde París. Perteneció a la antigua sala de máquinas de la Universidad Literaria de San Fernando que fue sustituida por el Instituto en 1845.

Máquina de Nairne (77). La máquina de Nairne (Edward Nairne, Londres 1782) fue la primera que ofrecía la posibilidad de obtener los dos tipos de carga eléctrica, positivo y negativo. Se usaba, formando parte de un equipo, para tratamiento médico y también para experiencias serias de laboratorio. La que tenemos en la exposición está firmada por T. Blunt, socio de Nairne, quien se estableció por su cuenta alrededor del año 1793. Quizá fue construida entre esta fecha y 1802, ya que entonces estos aparatos empezaron a llevar la firma "Blunt & Son".

Telegrafía sin hilos. En 1888, Heinrich Hertz consiguió emitir y recibir señales electromagéticas utilizando como emisor un dispositivo formado por dos esferas metálicas entre las que provocaba una chispa eléctrica. Como receptor usó una espiral de alambre. Esta experiencia fue histórica para las comunicaciones pues, de esta forma, se podían enviar mensajes sin hilos a la velocidad de la luz. Righi demostró experimentalmente que las llamadas "ondas hertzianas" tenían el mismo comportamiento que la luz. Marconi inventó un medio práctico para utilizar estas ondas en la telegrafía sin hilos. Desde entonces se les llama ondas de radio que es una abreviatura de radiotelegrafía, es decir, telégrafo por medio de la radiación, diferente al telégrafo por corriente eléctrica que necesita hilos conductores para su funcionamiento. Podemos ver la réplica del oscilador de Marconi, que muestra cómo la chispa pasa entre las bolas de metal. Si se hace saltar una chispa entre dos bolas de metal, se produce una oscilación de la electricidad de unas 500 millones de veces por segundo (Hertz). Este tipo de chispa es el que Marconi utilizó para crear ondas electromagnéticas.

• Quiénes somos
• Condiciones de uso
• Contacte con nosotros
• Mapa del sitio
• RSS
• Compartir

---

Fecha de creación: 24-junio-2012
Última actualización: 22-marzo-2016
© IES Canarias Cabrera Pinto
Webmaster: J. Munilla Moneo