Historia de la Electricidad

Ha pasado mucho tiempo desde que la generación masiva de electricidad comenzó, cuando a finales del siglo XIX se empezó a extender el uso de la iluminación eléctrica, y la forma en que hemos vivido desde entonces ha tenido un cambio drástico, en la actualidad casi un 90% de la población mundial tiene acceso a la energía eléctrica ya que han sido muchos los cambios tecnológicos que nos ofrece la implementación de esta en nuestra forma de vivir.

Introducción

Pasando por el invento y desarrollo de la pila voltaica de Alessandro volta, el descubrimiento de la inducción electromagnética con Michael Faraday, el estudio de las magnitudes eléctricas y su relación por George simón ohm, el desarrollo de lampara incandescente con Thomas Alva Edison, el descubrimiento de la corriente alterna con Nikola tesla y muchos más inventos y descubrimientos, hemos llegado a sustentar gran parte de nuestras vidas en el uso y desarrollo de la electricidad.

Paralelamente a los diferentes usos que le podemos dar a la electricidad, ahora tenemos el establecimiento de generadoras eléctricas, transformadores, alternadores, elevadores, y toda una red de transmisión y distribución que alimentan o proveen de energía a las instalaciones eléctricas, es decir que para dar un uso a la electricidad se requiere de todo un conjunto de aparatos, máquinas  e instalaciones eléctricas, con distintas funciones pero con el mismo objetivo; el cual es llevar la energía eléctrica a determinados puntos para satisfacer ciertas necesidades.

Incluso antes de que la electricidad tuviera las aplicaciones de hoy en día ya se tenía conciencia de la existencia de esta gran fuerza natural, en algunos textos del antiguo Egipto  se refieren a las descargas eléctricas producidas por algunos peces. El fenómeno de la electricidad ha sido estudiado desde la antigüedad, pero su estudio científico comenzó en los siglos XVII y XVIII. A finales del siglo XIX los ingenieros lograron aprovecharla para uso doméstico e industrial. La rápida expansión de la tecnología eléctrica la convirtió en la columna vertebral de la sociedad industrial moderna (de la cual dependemos demasiado). 

Primeros Indicios de descubrimientos de la Electricidad

Es posible que el filósofo griego Tales de Mileto, que vivió en torno al 600 a.C., ya supiera que el ámbar adquiere la propiedad de atraer objetos ligeros al ser frotado. Otro filósofo griego, Teofrasto, afirmaba en un tratado escrito tres siglos después que otras sustancias poseen esa propiedad. Sin embargo, el primer estudio científico de los fenómenos eléctricos no apareció hasta el 1600 d.C., cuando se publicaron las investigaciones del médico británico William Gilbert, quien aplicó el término ‘eléctrico’ (del griego elektron, ‘ámbar’) a la fuerza que ejercen esas sustancias después de ser frotadas. También distinguió entre las acciones magnética y eléctrica.

Se podría colocar al científico William Gilbert como uno de los primeros expositores hacía la ruta de descubrimiento de esta ciencia, ya que en su primera clasificación de los cuerpos conductores y no conductores se hace la evidencia de la electricidad estática, también estableció las diferencias entre ambos fenómenos a raíz de que la reina Isabel I de Inglaterra le ordenara estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas usadas en la navegación, consiguiendo con este trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la electrostática y magnetismo.   

Las investigaciones de Gilbert fueron continuadas por el físico alemán Otto von Guericke en las investigaciones que realizó sobre electrostática observó que se producía una repulsión entre cuerpos cargados de electricidad luego de haber sido atraídos. Ideó la primera máquina electrostática y sacó chispas de un globo hecho de azufre, lo cual le llevó a especular sobre la naturaleza eléctrica de los relámpagos. Fue la primera persona que estudió la luminiscencia.

La primera máquina para producir una carga eléctrica fue descrita en 1672 por el físico alemán Otto von Guericke. Estaba formada por una esfera de azufre movida por una manivela, sobre la que se inducía una carga cuando se apoyaba la mano sobre ella. El científico francés Charles François de Cisternay Du Fay fue el primero en distinguir claramente los dos tipos diferentes de carga eléctrica: positiva y negativa.

El condensador más antiguo, la botella de Leyden, fue desarrollado en 1745. Estaba formado por una botella de vidrio recubierta por dos láminas de papel de estaño, una en el interior y otra en el exterior. Si se cargaba una de las láminas con una máquina electrostática, se producía una descarga violenta si se tocaban ambas láminas a la vez. 

El físico inglés Stephen Gray estudió principalmente la conductividad eléctrica de los cuerpos y, después de muchos experimentos, fue el primero en 1729 en transmitir electricidad a través de un conductor, Charles François de Cisternay Du Fay, al enterarse de los trabajos de Stephen Gray, dedicó su vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Du Fay, entre otros muchos experimentos, observó que una lámina de oro siempre era repelida por una barra de vidrio electrificada. Publicó sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificar la existencia de dos tipos de cargas eléctricas denominadas hoy en día positivas y negativas. 

William Watson médico y físico inglés, estudió los fenómenos eléctricos. Realizó reformas en la botella de Leyden agregándole una cobertura de metal, descubriendo que de esta forma se incrementaba la descarga eléctrica. Fue el primero en estudiar la propagación de corrientes en gases enrarecidos. Benjamín Franklin investigó los fenómenos eléctricos naturales. Es particularmente famoso su experimento en el que, haciendo volar una cometa durante una tormenta, demostró que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático. Como consecuencia de estas experimentaciones inventó el pararrayos. 

El físico e ingeniero francés Charles-Augustin de Coulomb fue el primero en establecer las leyes cuantitativas de la electrostática, además de realizar muchas investigaciones sobre magnetismo, rozamiento y electricidad. El médico y físico italiano Luigi Galvani se hizo famoso por sus investigaciones sobre los efectos de la electricidad en los músculos de los animales. Mientras disecaba una rana halló accidentalmente que sus patas se contraían al tocarlas con un objeto cargado de electricidad. Por ello se le considera el iniciador de los estudios del papel que desempeña la electricidad en el funcionamiento de los organismos animales.   

Alessandro Volta inventa la pila, precursora de la batería eléctrica. Con un apilamiento de discos de zinc y cobre, separados por discos de cartón humedecidos con un electrólito, y unidos en sus extremos por un circuito exterior, Volta logró, por primera vez, producir corriente eléctrica continua a voluntad. 

En 1813 El físico y químico danés Hans Christian Orsted predijo la existencia de los fenómenos electromagnéticos y en 1819 logró demostrar su teoría empíricamente al descubrir, junto con Ampère, que una aguja imantada se desvía al ser colocada en dirección perpendicular a un conductor por el que circula una corriente eléctrica. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo, debido a esto se considera que Hans Christian Orsted y André-Marie Ampère como los descubridores de electromagnetismo. 

Para dar un continuismo a los descubrimientos ya mencionados antes El físico británico William Sturgeon inventó en 1825 el primer electroimán. Era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él mismo. Sturgeon demostró su potencia levantando 4 kg con un trozo de hierro de 200 g envuelto en cables por los que hizo circular la corriente de una batería.   

Probablemente una de las leyes más conocidas en el área de la electricidad es la ley de Ohm cuyo inventor y descubridor de dicha ley fue Georg Simon Ohm quien fue un físico y matemático alemán que estudió la relación entre el voltaje V aplicado a una resistencia R y la intensidad de corriente I que circula por ella.

La teoría de los electrones, que forma la base de la teoría eléctrica moderna, fue presentada por el físico holandés Hendrik Antoon Lorentz en 1892. El primero en medir con precisión la carga del electrón fue el físico estadounidense Robert Andrews Millikan, en 1909. El uso generalizado de la electricidad como fuente de energía se debe en gran medida a ingenieros e inventores pioneros de Estados Unidos, como Thomas Alva Edison, Nikola Tesla o Charles Proteus Steinmetz.

¿Qué es la electricidad?, y ¿Que aplicaciones nos ofrece esta en la actualidad?

La energía eléctrica es el resultado del diferencial de potencial en dos puntos distintos, lo que conlleva a establecer una corriente eléctrica entre ambos, cuando se estable la conexión por medio de un conductor eléctrico, es decir el movimiento de cargas eléctricas negativas o mejor dicho electrones, la energía eléctrica a su vez puede transformar en distintos tipos de energía, como; lumínica, mecánica o térmica.

En la actualidad la energía eléctrica forma parte de la base del funcionamiento de nuestra sociedad, ya que siempre está presente directa o indirectamente facilitando mucho nuestros trabajos, o formas de llevar la rutina diaria, en el área de comercio está presente en tiendas, cafeterías, hoteles, centros comerciales, cines, farmacias, parques y restaurantes.

En el área de la industria la energía eléctrica produce fuerza, que pone en movimiento a la maquinaria para producir materia prima y esto lo podemos observar en, maquilas, refinadoras, confitería, cervecerías, recicladoras, y embotelladoras, mientras que en nuestro hogar vemos lo útil que resulta la electricidad en los aparatos de entretenimiento o de cocina, algunos son, televisores, estufas, radios, computadoras, refrigeradoras, licuadoras, microondas, lavadoras y secadoras.

No olvidemos que, gracias a la invención y desarrollo de las baterías eléctricas, podemos usar dispositivos portátiles como laptops, radios, lámparas de manos, televisores, incluso en algunos países el uso de las baterías eléctricas ha impulsado mucho la industria de carros eléctricos. En este video ya hemos implementado en muchas ocasiones la palabra electrón y para entender más de lo que hablamos es necesario definir lo siguiente.

El átomo es la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin perder sus características químicas, también podemos decir que es la parte más pequeña de la materia y que está a su vez conserva sus propiedades químicas, el cual está formada por tres subpartículas: los neutrones, los protones y los electrones.

Los electrones son las partículas subatómicas más ligeras y están alrededor del núcleo del átomo, tienen carga eléctrica negativa, mientras que los protones tienen carga eléctrica positiva y pesan 1.836 veces más que los electrones, si un átomo contiene más electrones que protones este tiene carga global negativa, mientas que si posee más protones que neutrones su carga global es positiva.

Los neutrones carecen de carga eléctrica y pesan casi lo mismo que los protones, se encuentran en el núcleo del átomo junto a los protones, como los protones y los neutrones se mantiene agrupados en el núcleo atómico se les suele llamar nucleones, y se mantienen unidos gracias a la energía nuclear, por lo tanto, podemos decir que el núcleo atómico, tiene una carga positiva (la de los protones) en la que se concentra casi toda su masa.

El salto de un electrón de un átomo a otro átomo es lo que llamamos electricidad, y para que este electrón salte de un átomo a otro átomo, ocupamos la diferencia de potencial, voltaje o tensión eléctrica, también ocupamos un conductor eléctrico que complete nuestro circuito, para que los electrones vuelvan al lugar de donde partieron.

Pero es muy importante saber que los electrones solo fluyen por determinados materiales, como el oro, el cobre y el aluminio, por lo tanto, para completar todo este circuito debemos saber que existen buenos y malos conductores de la electricidad.