Electricidad y Magnetismo. Principios Básicos e Historia

La electricidad y el magnetismo son fenómenos que observaban los antiguos griegos. La Electricidad la producían cuando frotaban un pedazo de ámbar el cual se electrificaba, atraía pedazos de paja. También supieron de las fuerzas magnéticas observando que la piedra magnetita (Fe₃O₄) era atraída por el hierro. En electricidad, se usan términos tomados del griego como la palabra eléctrico que proviene de elektron, palabra griega para ámbar. La palabra magnético proviene de Magnesia, nombre de la provincia griega donde por primera vez se encontró la magnetita.

Electricidad, Avances Científicos Iniciales.- Por el 1600 se supo que la electrificación no estaba limitada al ámbar sino que se trataba de un fenómeno más general. La Electricidad tiene un avance en 1819 cuando Oersted casualmente descubre que la aguja de una brújula se desviaba cuando se colocaba cerca de un circuito que conducía una corriente eléctrica. La Electricidad tiene otro avance en 1831 cuando Faraday demuestra que cuando un alambre se mueve cerca de un imán o cuando un imán se mueve cerca de un alambre se originaba una corriente eléctrica en el alambre.

La electricidad y el magnetismo hasta el siglo XIX parecían fenómenos no relacionados, pero a partir de la segunda mitad del siglo XIX los científicos concluyeron que eran fenómenos íntimamente relacionados. En 1873 Maxwell concentró estas observaciones mas otros hechos experimentales para formular las respectivas nuevas leyes . Electromagnetismo es el nombre que se dio a los fenómenos combinados de ambos elementos.

En realidad ahora se sabe que todo fenómeno magnético es un efecto relativista, esto es, su origen puede explicarse mediante la teoría de la relatividad de Einstein.

Electricidad Estática. Carga Eléctrica. Algunas experiencias cotidianas demuestran la existencia de fuerzas, de cargas eléctricas. Por ejemplo, si en un día seco usted se pasa un peine por su cabello, acerca el peine a pedacitos de papel, éstos serán atraídos hacia el peine. El mismo efecto ocurre cuando materiales como el vidrio mas el caucho se frotan con tela. Cuando los materiales se comportan de esta manera se dice que están electrificados o se han cargado eléctricamente.

Con sencillos experimentos se demuestra que hay dos tipos de cargas eléctricas.

La demostración puede hacerse usando una barra de caucho mas una barra de vidrio. Ambas barras se frotan vigorosamente con alguna tela, electrificándose. Se suspende la barra de caucho por medio de un hilo no conductor, se acerca a ella la barra de vidrio, observándose que las dos se atraen entre sí. Si acercamos las dos barras de caucho (o las dos barras de vidrio), las dos se repelen. Esto demuestra que el caucho, tambien el vidrio, están en dos estados de electrificación diferentes.

Se concluye que cargas similares se repelen entre sí, cargas opuestas se atraen entre sí.

Benjamín Franklin (1706 - 1790), filósofo, científico estadounidense, nombró positiva/ negativa a los dos tipos de carga eléctrica. La elección del nombre fue arbitraria. La convención de Franklin establece que la carga de la barra de vidrio frotada es positiva, entonces la carga de la barra de caucho es negativa. Esta convención la usamos en la actualidad.

Franklin aseguraba que siempre que se produce determinada cantidad de carga en un proceso, se produce una cantidad igual de carga del tipo opuesto en otro objeto. El cambio neto de carga debe ser cero. Por ejemplo, al frotar con un papel una barra de caucho, el caucho adquiere una carga negativa, el papel una cantidad igual de carga positiva. Las cargas se separan, pero la suma de las dos es cero. Ahora esto se conoce como la ley de la conservación de la carga eléctrica.

En el siglo XX se aclaró que la carga eléctrica está dentro del átomo mismo. Se supone que el átomo está compuesto de un núcleo pesado, con carga positiva, rodeado de uno o más electrones de carga negativa. En un átomo normal, las cargas positiva, negativa, son exactamente iguales, el átomo es eléctricamente neutro. Si el átomo pierde uno o más de sus electrones queda con carga neta positiva, si gana uno o más electrones queda con carga neta negativa. En estos casos el átomo se llama ión.

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