En las primeras décadas del siglo XIX aparecen una pléyade de científicos que con sus investigaciones experimentales y teóricas dan un gran impulso, prácticamente definitivo, para la ciencia del electromagnetismo. Sus aportaciones no son directamente sobre las máquinas eléctricas pero si sobre magnetismo y electricidad, así como su interacción, por lo que su contribución a la aparición, desarrollo y mejora de éstas es evidente e indiscutible. Por todo esto es justo y necesario dedicarles unas líneas para situarlos en su tiempo y citar sus aportaciones.
Principalmente son tres los personajes a destacar, pero por su gran importancia directa en la génesis de los convertidores electromecánicos o máquinas eléctricas merecen un estudio diferenciado posterior. Estos hombres son: François Arago (1786 – 1853), André Marie Ampère (1775 – 1836) y Michel Faraday (1791 – 1867).
Los científicos que de una forma más indirecta o parcial contribuyeron, en gran manera, al desarrollo de las máquinas eléctricas por sus leyes y descubrimientos en el campo de la electricidad y el magnetismo se van a comentar a continuación de forma breve.
– Henry Cavendish (1731 – 1810); aunque no sea precisamente un científico del XIX, pues sus descubrimientos datan del siglo anterior, así lo consideraremos ya que es en este siglo XIX cuando fueron hechos públicos y conocidos por la comunidad científica.
De este personaje podría escribirse un voluminoso tratado tan sólo estudiando sus manías, complejos y obsesiones. A pesar de ello muchos historiadores lo sitúan como uno de los científicos más importantes que han existido.
Nacido en la Costa Azul (en Niza un 10 de octubre) donde su madre realizaba una cura de reposo, se educó en Inglaterra y estudió en la Universidad de Cambridge, aunque no logró titularse. Entre los complejos citados estaba el de no ser capaz de hablar con más de un hombre a la vez y eso con un gran esfuerzo y enormes sacrificios. Esto hizo que no fuese capaz de enfrentarse a tribunal alguno para demostrar sus conocimientos y así obtener el título universitario. Este problema le acompañó toda su vida, acentuándose con los años, con lo que sus relaciones personales fueron prácticamente nulas y sobre todo si se trataba de mujeres, a las que ni siquiera era capaz de mirar. Como anécdota, sobre este miedo al género femenino, basta decir que con sus sirvientas se comunicaba mediante notas y si una de ellas por error o indiscreción se cruzaba con él en un pasillo era de inmediato despedida. Afortunadamente, para la ciencia sobre todo, Cavendish pertenecía a una acaudalada familia que le pasaba una sustanciosa contribución que le permitía vivir dedicado a su gran pasión, la investigación científica. Como ejemplo de esta desahogada situación tan sólo se debe decir que cuando rondaba los cuarenta años heredó un millón de libras, a las que le prestó nula atención, y pasaron a los herederos intactas más de tres décadas después, al morir.
Trabajó en varias ramas de la física pero desde el punto de vista que nos ocupa, la electricidad, fue entre los años 1770 y 1780 donde se dedicó con más ahínco. En esta época realizó innumerables experimentos, que no llegó a publicar y ni siquiera comunicar a conocidos, por lo que muchos de sus descubrimientos fueron “descubiertos” medio siglo después. Como muestra de esta absurda situación comentar que la ley de Ohm fue descubierta por Cavendish.
James Clerk Maxwell, físico y matemático escocés, encontró en un desván las anotaciones de Henry Cavendish, las ordenó y al darse cuenta de la importancia de lo que tenía entre manos, las publicó. Esto ocurría cien años después de hacer los experimentos con lo que se constataba que mucha de la ciencia eléctrica elaborada en los últimos cincuenta años (anteriores a la publicación) ya estaba descubierta. Lo que Maxwell ordenó y descifró no era ni más ni menos que veinte paquetes de manuscritos. Sería interesante poder saber qué hubiera ocurrido con la investigación en el campo de la electricidad si este extraño inglés hubiera comunicado sus trabajos. A lo mejor todas las fechas que aparecerán en los próximos capítulos estarían adelantadas 40 o 50 años. A pesar de todo lo dicho hay que rendirle un homenaje de respeto al excéntrico investigador pues es un ejemplo de amor y sacrificio por la ciencia sin esperar nada a cambio. Este sacrificio se pone de manifiesto en el detalle, uno entre los muchos que se encuentran en sus biografías, de que consciente de su poca habilidad para construir instrumentos de medida (e incapaz de pedir ayuda a otras personas) medía sobre él mismo los efectos de las corrientes. Así medía las descargas que realizaba sobre su propio cuerpo estableciendo una escala de daños y dolores producidos. A pesar de todo vivió 79 años y murió un 24 de febrero en Londres a solas como no podía ser de otra manera.
Algunos descubrimientos posteriores totalmente atribuibles a Cavendish son: la determinación de la capacidad de un condensador, el cálculo de la conductibilidad de los hilos metálicos o la fuerza de atracción entre cargas eléctricas.
Esta fuerza de atracción entre cargas eléctricas, descubierta por Cavendish, se conoce como ley de Coulomb. en honor del francés
– Charles Agustin Coulomb (1736 – 1806); Ingeniero militar nacido un 14 de junio en Angulema, abandonó pronto el ejército y pasó desapercibido durante los turbulentos años de la revolución. Sus conocimientos técnicos y su habilidad manual hicieron de él un experto constructor de instrumentos de precisión. Esta precisión era lo que le faltaba a la electricidad para seguir avanzando. Coulomb compensó esta deficiencia aportando una serie de aparatos fabricados e ideados por él.
En 1785 encontró la expresión que permitía calcular la fuerza con que se atraían (o repelían) dos cargas eléctricas de distinto signo (o del mismo signo). Llegó a la conclusión de que estas fuerzas eran directamente proporcionales al producto de las cargas que crean estas fuerzas e inversamente proporcionales a las distancias que las separan. A conclusiones semejantes había llegado Joseph Priestley basándose en la experimentación.
Para determinar la ley que lleva su nombre, Coulomb utilizó una báscula de torsión ideada por John Michell (1724 – 1793) para medir la constante gravitatoria terrestre. Colocaba pequeñas esferas cargadas con distintas cargas y a diferentes distancias, y medía las fuerzas entre ellas por la deformación o torsión del alambre de la balanza. La obra de Coulomb y sobre todo sus trabajos con la balanza de torsión son un claro ejemplo de los excelentes resultados que se obtienen de la estrecha colaboración entre la técnica, la experiencia y las matemáticas.
Terminó sus días en París, un 23 de agosto dejando su nombre a la unidad de carga eléctrica, Coulomb (C), en el Sistema Internacional (S.I.) de Unidades.
– Thomas Johann Seebeck (1770 – 1831): físico ruso-germano, observó que si se unen dos alambres de metales diferentes por sus extremos, y se llevan cada uno de los metales a temperaturas diferentes se generará una corriente eléctrica continua que se puede hacer circular por un circuito de forma ininterrumpida.
El efecto Seebeck, observado en 1821, no produjo aplicaciones inmediatas y hasta después de más de cien años no fue utilizado por Shockley en los sistemas semiconductores.
Humphry Davy (1778 – 1829): figura fundamental e indiscutible en el campo de la electroquímica. Su vocación por la química surge en el año 1797 al leer un texto de química de Antonie Laurent Lavoisier (1743 – 1794). Descubrió algunos gases en el curso de sus investigaciones pero su prestigio lo alcanzó con la electricidad. Davy se interesó por los efectos que ésta era capaz de producir sobre compuestos químicos (electrólisis).
Construyó la batería más grande construida hasta su época (basándose en la información que Volta proporcionó a la Royal Society) y con ella generó corrientes de gran intensidad. Se creía que algunos compuestos como la potasa, la sosa, la magnesia y la caliza contenían en su estructura algunos elementos metálicos jamás aislados. El motivo por el que no se podían aislar estos elementos, utilizando calor o reacciones de sustitución, era por su íntima unión con el oxígeno.
La fuerte corriente generada con esta batería de más de 250 placas metálicas (batería de Wollaston construida por Davy) se hacía circular por las sustancias en cuyo seno se sospechaba que existían los metales citados. Los resultados obtenidos fueron impresionantes. El 6 de octubre de 1807 la corriente liberaba de la potasa un metal que se llamó potasio y una semana después de la sosa otro llamado sodio. Por este método electroquímico aisló muchos más metales.
También en el campo de la electricidad, hay que atribuirle el invento de la lámpara de arco o primer intento de usar la electricidad para la iluminación.
Otra de las facetas en la que destacó es como conferenciante. En 1801, buscando la Royal Institution a un conferenciante para unas suplencias, contrató a Davy, que se quedó definitivamente y al año siguiente era catedrático de la institución.
Nacido en Penzance el 17 de diciembre de 1778, muere el 29 de mayo de 1829 en la ciudad suiza de Ginebra. Se ha dicho que su gran aportación a la ciencia no es la ingente tarea en el campo de la química y la importantísima en el de la electricidad sino el descubrimiento del joven Michael Faraday.
NOTA: La otra gran sociedad científica británica junto con la Royal Society es la Royal Institution. Fundada en 1799 por Benjamin Thompson Rumford (1753 – 1814) con el fin de “proseguir investigaciones científicas y literarias, ilustrar y difundir los principios de la ciencia inductiva y experimental, ofrecer más facilidades para la comunicación entre quienes se dedican a la ciencia y proporcionarles los medios de estudio colectivo e individual”.
Michael Faraday, John Tyndall y otros ilustres científicos pertenecieron a ella. Davy perteneció a ambas.
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