Hasta el año 1800, los fenómenos eléctricos y magnéticos se consideraban como dos fuerzas diferentes entre sí, y sus mecanismos de acción se explicaban mediante conceptos Newtonianos de “acción a distancia”, como si actuaran igual que la Gravedad. La ciencia todavía tenía un largo camino por recorrer para desvelar la dualidad de la fuerza electromagnética y sus utilidades principales, las cuales cambiarían a la Humanidad para siempre, y tal vez más que cualquier otro descubrimiento.
A continuación se repasará el origen de la Teoría Electromagnética.
Todo comenzó en 1820.
HANS CHRISTIAN OERSTED
Hans Christian Oersted nació en Dinamarca en el año 1777. Estudió Física, Farmacéutica y Filosofía. Tuvo la intención de enseñar Física en la Universidad de Copenhague, pero se le negó dicha posición. Por lo tanto comenzó a dar clases privadas, las cuales se hicieron tan famosas que eventualmente la misma Universidad de Copenhague rectificó y le solicitó aceptar la posición de Profesor de Física, lo cual se oficializó en el año 1806. Su descubrimiento más importante sucedió en Abril de 1820, cuando relacionó que una aguja magnetizada se movía debido al flujo eléctrico de un cable que se encontraba cerca. Supuestamente Oersted lo descubrió de manera fortuita y no intencionada, ya que todavía hay controversia en este pequeño detalle. Pero eso es lo de menos, Oersted era bastante perspicaz y desde entonces no paró de estudiar dicho fenómeno. Y comenzó a analizar la relación que existe entre las corrientes eléctricas y los campos magnéticos, y algunos meses después determinó oficialmente que una corriente eléctrica produce un campo magnético. Posteriormente pudo comprobar que si invertía la dirección del flujo eléctrico, entonces la aguja magnetizada se movía hacia el lado contrario. Y también comprobó que la madera o el cristal entre la corriente eléctrica y la aguja no interferían con dicho fenómeno. Y así es como se estableció el primer vínculo científico entre la electricidad y el magnetismo.
ANDRÉ-MARIE AMPÈRE
Físico y matemático francés, que en Septiembre de 1820 se enteró del descubrimiento de Oersted y decidió hacer experimentos por su cuenta. Su intención final fue la de crear una Teoría que pudiera demostrar matemáticamente la relación intrínseca entre la electricidad y el magnetismo. André Ampére estableció dos leyes:
- Ley de Fuerza de Ampère – donde dos corrientes paralelas se atraen o repelen, dependiendo de su respectiva polaridad; y
- Ley Circuital de Ampère – es una ley matemática que describe las fuerzas magnéticas entre dos cables con corriente eléctrica.
Debido a sus contribuciones, la unidad de medición de la corriente eléctrica se denomina Amperio.
MICHAEL FARADAY
Científico autodidacta inglés que profundizó el conocimiento logrado por Oersted y Ampère. En 1821 determinó que el experimento de Oersted producía un campo de fuerza circular. En 1831 experimentó con un campo magnético que reiteradamente cambiaba de orientación (alternante), y descubrió un efecto sorprendente: se creaba una corriente eléctrica. Dicho fenómeno se conoce como inducción electromagnética, y fue el precursor del dínamo, el cual a su vez es el precursor del generador eléctrico. Posteriormente, supo que cuando se tienen dos bobinas cerca entre sí, y se activa una corriente eléctrica en una de ellas, entonces una corriente eléctrica se crea en la otra bobina. Éste descubrimiento es utilizado hoy día en las estaciones eléctricas para generar electricidad a gran escala. Faraday introdujo los revolucionarios conceptos de campo y de líneas de campo. Hasta entonces, los fenómenos eléctricos y magnéticos se entendían con conceptos Newtonianos. Michael Faraday inventó el primer motor eléctrico, el primer transformador eléctrico, el primer generador eléctrico y el primer dínamo; por lo tanto no es error decir que sin duda alguna se le puede otorgar el título de padre de la ingeniería eléctrica.
JAMES CLERK MAXWELL
Nacido en Edinburgo, de inicio aprendió Lógica, Filosofía, Química y Matemáticas; y posteriormente, primero entró a la Universidad de Edinburgo y luego a la de Cambridge. Ahí continuó una rápida y seria ascensión académica, pero en 1865, renunció voluntariamente de su puesto como profesor en el London King’s College, con el objetivo de de desarrollar la teoría electromagnética. En ese mismo año escribió: “parece que hay grandes indicios para pensar que la luz misma es una alteración electromagnética en forma de ondas que se propagan a través del campo electromagnético y está regida por leyes electromagnéticas”. Dicho argumento fue tremendamente perspicaz para su época, ya que infería bastante sobre las propiedades de la luz. Algunos años después, refinó bastante esta idea al determinar que: “la luz no es más que ondulaciones transversales del mismo medio que causa fenómenos eléctricos y magnéticos”.
James Clerk Maxwell realizó la titánica tarea de compilar el trabajo realizado por los científicos previamente descritos, además de añadir importantes conceptos que finalmente permitieron crear los cimientos de la física moderna. Su mejor obra se publicó en 1873, y fue un artículo llamado “Tratado sobre la Electricidad y el Magnetismo”, en el cual logra unificar todas las propiedades y fenómenos hasta entonces conocidos sobre la electricidad y el magnetismo. Maxwell creó fórmulas matemáticas sobre los conceptos de Faraday de campo y líneas de campo. Su enorme contribución se puede resumir en las denominadas Ecuaciones de Maxwell, las cuales fueron la base que utilizaron Albert Einstein y Max Planck -cada uno por su cuenta- para desarrollar sus propias teorías: la Relatividad y la Física Cuántica. Por eso se entiende que Joel Gabàs Masip escribió en 2012 un libro titulado “La Naturaleza de la Luz”, en el cual determina que “Maxwell abrió las puertas de la Física del siglo XX”.
CONCLUSIÓN
Sin la contribución de Faraday, no tendríamos estaciones eléctricas, generadores eléctricos, o capacitadores eléctricos. Tampoco tendríamos dispositivos médicos como el desfibrilador. Sin las Leyes de Maxwell no habrían telecomunicaciones, ni radio, UHF, televisión, Internet, teléfonos móviles ni teconología inalámbrica. Estas geniales mentes establecieron una cimentación sólida que fue posteriormente utilizada por científicos como Tesla, Hertz, Einstein, Planck, y muchos más. Albert Szent-Gyorgyi pudo establecer las propiedades conductivas y semiconductivas de las proteínas. El Dr. James Oschman utiliza la Ley de Ampère como la base para desarrollar su teoría de La Matriz de la Vida.
Fuentes:
A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field