Electricidad: orígenes y naturaleza

La Electricidad es el pilar energético que ha fundamentado el desarrollo de la sociedad moderna. Aunque las primeras experiencias cuantitativas con los fenómenos eléctricos no se realizaron hasta hace escasamente dos siglos, lo cierto es que la Electricidad era ya conocida en sus aspectos más elementales hace dos mil años.

Hoy la Electricidad se ha convertido en la rama más amplia de la Física y es, sin duda, la disciplina que fundamenta más vertientes de la moderna ingeniería.

La dificultad histórica que ha frenado el estudio de los fenómenos eléctricos parte de que, a diferencia con otras ramas de la Física como la mecánica o la óptica, íntimamente relacionadas con nuestros sentidos, el cuerpo humano sólo puede percibir efectos eléctricos muy indirectos.

Además de la complicación que deriva de su problemática percepción sensorial, hay que tener en cuenta que la Electricidad es una disciplina creada por el hombre sin contar con modelo natural alguno, hecho que no tiene parangón en otras ramas de la Física.

Hoy no es posible concebir un aspecto de la actividad cotidiana que no esté relacionado con la Electricidad.

Hoy no es posible concebir un aspecto de la actividad cotidiana que no esté relacionado con la Electricidad.

Las primeras manifestaciones

El hombre ha convivido con fenómenos eléctricos desde los tiempos más remotos. No es posible, por ejemplo, fechar el primer rayo que descargó en la superficie de la Tierra, y tampoco la primera vez que un antepasado nuestro recibió la descarga eléctrica de una anguila.

Menos perdido en los confines de la historia está el momento en que el hombre reparó en el fenómeno de atracción que se originaba entre las piedras con propiedades de imán o entre dos fragmentos de ámbar previamente frotados sobre sus ropas.

Desarrollo histórico de la electricidad

Antes del siglo XIX, el conocimiento se reducía a fenómenos derivados de la Electricidad en reposo: los denominados fenómenos electrostáticos.

Un momento relevante se sitúa a finales de 1670, cuando el científico Otto von Guericke construyó la primera máquina electrostática de frotamiento, basada primero en una esfera de azufre y después de vidrio.

Sesenta años más tarde, en 1732, Gray llegó a clasificar los cuerpos en conductores y aislantes. Por aquel entonces, otro estudioso, Dufay, demostró la
existencia de dos clases de electricidad: vitrea y resinosa.

Fue también en el siglo XVIII cuando Benjamín Franklin demostró la naturaleza eléctrica del rayo, y aplicó la denominación de positivas y negativas a los dos tipos de cargas eléctricas. En 1785, Coulomb estableció la ley de fuerza entre las cargas, midiendo las fuerzas con una balanza de torsión.

Ya en los albores del siglo XIX (en 1800), el italiano Volta construyó la primera pila eléctrica. Y veinte años después, Oersted descubrió los efectos magnéticos de la corriente eléctrica.

El siglo XIX fue escenario de todo un cúmulo de experiencias y descubrimientos:
– En torno a 1825 Ampere descubrió las leyes de la acción entre las corrientes.
– En 1832 Faraday descubrió la introducción electromagnética.
– En 1860 Maxwell resumió la teoría de la electricidad en un conjunto de ecuaciones y avanzó la naturaleza electromagnética de la luz.
– Pocos años más tarde, entrado 1882, Herz demostró experimentalmente la existencia de las ondas electromagnéticas.

Los avances que han tenido lugar en lo que va de siglo XX han sido mucho más notables y acelerados que los producidos en el conjunto de la historia precedente. Hasta el punto de que las aplicaciones de la Electricidad son hoy tan irrenunciables como omnipresentes.

Naturaleza de la Electricidad

En los primeros tiempos de la Electricidad sus manifestaciones se explicaban asumiendo la existencia de dos fluidos imponderables -positivo y negativo- que convivían en igual cantidad en los cuerpos no electrizados.

El hecho de frotar dos cuerpos rompía tal equilibrio y daba lugar al predominio del fluido positivo en uno y del fluido negativo en el otro. Estos fluidos eran responsables de las fuer zas ejercidas por los cuerpos electrizados.

Los fluidos recibieron el nombre de electricidades, y el predominio de uno u otro se denominó carga eléctrica del cuerpo considerado.

Actualmente la Electricidad es considerada como un fenómeno ligado al carácter electrónico de la materia y a la actuación de los electrones corticales del átomo:
– Un cuerpo tiene carga positiva cuando presenta un defecto de electrones en su estructura atómica.
– Por contra, un cuerpo tiene carga negativa cuando tiene un exceso de electrones
en su estructura atómica.

Hipótesis básicas

Sentada la definición de carga eléctrica como la cantidad de Electricidad que tiene un cuerpo, se detallan a continuación las hipótesis tradicionales en las que se fundamenta la Electricidad.
– Al frotar dos cuerpos entre sí se obtiene en ambos la misma carga eléctrica en
valor absoluto, aunque de signo opuesto: uno adquiere carga positiva y el otro
carga negativa.
– Si el cuerpo es aislante, la carga permanece en el lugar frotado, mientras que en
los cuerpos conductores la carga se desplaza libremente y se distribuye en toda la
superficie.
– Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen, mientras que las de signo opuesto se atraen.

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