7/25/2019 La Contribucin de Faraday

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La contribucin de Faraday

Faraday naci en una familia pobre y religiosa. En la Iglesia aprendi una

profunda reverencia hacia el Creador de todas las cosas. Estas convicciones

religiosas inuyeron profundamente en su trabajo, ya que ios era una fuer!ade importancia fundamental en su vida personal y en su trabajo investigador.

"u aprendi!aje en las escuelas fue m#nimo, y tuvo que trabajar en el o$cio de

encuadernador de libros. Escuchaba las conferencias de avy en la %oyal

Institution, y en &'&( le invit a trabajar en dicha institucin como ayudante de

laboratorio.

urante una d)cada trabaj a su lado y recibi una completa educacin en

*u#mica, leyendo cuidadosamente los trabajos m+s recientes, y consigui una

gran habilidad y destre!a en la manipulacin de los materiales y de los

instrumentos de laboratorio que tendr#an una importancia decisiva en susinvestigaciones a lo largo de su vida cient#$ca.

acia &'- se independi!, y comen! su larga y fecunda carrera cient#$ca. /a

contribucin de Faraday fue desde entonces inmensa, hi!o del orden de (.

e0perimentos, que describ#a cuidadosamente en sus diarios, y anotaciones.

El e0perimento precursor del motor el)ctrico

Faraday estudi el descubrimiento de 1ersted a la lu! de la metaf#sica

ne2toniana, y repiti todos sus e0perimentos. Como resultado de ello, hi!o su

primer descubrimiento en electromagnetismo, el principio del motor el)ctrico./as denominadas 3rotaciones electromagn)ticas3 de Faraday se difundieron

r+pidamente por toda Europa.

4l originarse una fuer!a tangencial a la espira, y no radial, como deber#a ser en

un esquema tradicional de accin a distancia con fuer!as centrales, quedaba

patente la imposibilidad de tratar los fenmenos electromagn)ticos desde el

punto de vista ne2toniano. Fue, por tanto, el primero en sugerir que la accin a

distancia resultaba inadecuada para dar cuenta de la relacin entre las fuer!as

el)ctricas y las magn)ticas, a pesar de los trabajos contempor+neos de

4mp5re con los que se intentaba e0plicar estas interacciones con hiptesis

basadas en el punto de vista ne2toniano, y mediante una ingeniosa teor#amatem+tica de la atraccin entre corrientes, que daba cuenta de los resultados

e0perimentales hasta entonces conocidos.

4dem+s, dicha teor#a era incapa! de proporcionar una imagen unitaria de los

fenmenos el)ctricos, ya que se obten#a una ley para el caso est+tico 6ley de

Coulomb de interaccin entre cargas7, y otra diferente para la corriente

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el)ctrica8 mientras las cargas del mismo signo se repel#an, las corrientes

paralelas y del mismo sentido se atra#an.

En la incipiente teor#a del campo electromagn)tico sugerida por Faraday,

desaparec#a la distincin esencial entre fuer!a y materia, introduciendo lahiptesis de que las fuer!as constituyen la 9nica sustancia f#sica.

/as caracter#sticas de las fuer!as eran8

&. Cada punto de fuer!a act9a directamente slo sobre los puntos vecinos.

-. /a propagacin de cualquier cambio de la intensidad de la fuer!a requiere un

tiempo $nito.

(. :odas las fuer!as son b+sicamente de la misma clase; no hay en el fondo

fuer!as el)ctricas, magn)ticas ni gravitatorias, sino slo variaciones

6probablemente geom)tricas7 de un slo tipo de fuer!a subyacente.

/o importante al considerar la inuencia de la metaf#sica de Faraday en sus

investigaciones, es su suposicin de que la teor#a de campos ofrece una

e0plicacin 9ltima a todos los fenmenos. /os cuerpos slidos, los campos

el)ctricos y la masa de los objetos son, de alguna forma, slo apariencias. /a

realidad subyacente es el campo, y el problema de Faraday era encontrar un

la!o de unin entre las apariencias y la supuesta realidad subyacente.

/a induccin electromagn)tica

El descubrimiento de las corrientes inducidas no tiene nada de casual oimprovisado, como bien lo muestran los intentos infructuosos de Faraday

registrados en su diario de los a

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(.@etaf#sico.

"obre la unidad radical y metamorfosis de las fuer!as de la naturale!a.

Faraday logr detectar por primera ve! corrientes inducidas el -A de agosto de

&'(&. "olamente en los momentos de establecer e interrumpir el contacto del

circuito primario con la bater#a eran apreciables breves corrientes en el

secundario. El aparato empleado era un anillo de hierro con sus bobinados

primario y secundario.

:ambi)n estudi las corrientes inducidas producidas por movimiento de imanes

mediante un cilindro de cartn alrededor del cual arroll -- pies de hilo de

cobre convenientemente aislado conectando sus e0tremos a un galvanmetro

sensible. Cuando empujaba un im+n cil#ndrico a lo largo del hueco de la bobina,la aguja del galvanmetro se mov#a, cuando se retiraba el im+n la aguja se

mov#a en sentido contrario. 4l descubrir el fenmeno de la induccin, Faraday

hab#a conseguido transformar el magnetismo en electricidad, el e0perimento

inverso al de 1ersted.

?ara e0plicar estos fenmenos introduce el 3estado electrotnico3 como un

estado peculiar de tensin, que posteriormente abandona, y que vuelve a

surgir en la teor#a de @a02ell como potencial vector. emostr que el simple

movimiento dentro de un +rea de fuer!a magn)tica constante pod#a ser causa

de la induccin. "e

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largo de que l#neas se puede mover un cable sin que se produ!ca ninguna

corriente inducida. /a concordancia de los dos m)todos demuestra que las

l#neas de fuer!a son curvas y tienen e0istencia f#sica.

Emprendi una serie de e0perimentos que sirvieron para contrastar los

aspectos de su teor#a que m+s la distingu#an de la concepcin ne2toniana8 en

concreto, averiguar si la propagacin del campo requiere un cierto tiempo.

Faraday nunca logr descubrir que las fuer!as el)ctricas o magn)ticas se

propagan con velocidad $nita a lo largo de las l#neas de fuer!a. emostr en

algunos casos cmo la teor#a de campos pod#a utili!arse para e0plicar los

fenmenos el)ctricos y en otros, se

ptico 6denominado despu)s efecto Faraday7 y el diamagnetismo, que hi!o

hacia &'=B. El primer efecto tuvo gran inuencia en @a02ell en el desarrollo de

la teor#a electromagn)tica de la lu!.

escubri el efecto magneto>ptico gracias a una pie!a de vidrio boro silicato

de plomo que coloc encima de los polos de un electroim+n. Cuando pasaba la

lu! polari!ada a trav)s del cristal y establec#a el campo magn)tico, observ

que el plano de polari!acin de la lu! cambiaba. ab#a tratado este

e0perimento con otros materiales8 aire, cristal, vidrio ordinario, etc., pero

ninguno produc#a este efecto.

En el campo de la electrlisis, Faraday enunci una ley que establec#a que la

disociacin qu#mica es rigurosamente proporcional a la cantidad de electricidad

que pasa por la disolucin. ?ensaba, que esta ley pod#a servir de gu#a tanto

para e0plicar la combinacin qu#mica como la corriente el)ctrica, pero una ve!

m+s no aport ninguna teor#a detallada del mecanismo implicado en la

interaccin del enlace qu#mico con la electricidad.

/a uni$cacin de las fuer!as de la naturale!a

Faraday, junto a 1ersted y 4mp5re estableci la relacin entre electricidad y

magnetismo. el mismo modo, estableci la relacin entre electricidad y la

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*u#mica en sus leyes de la electroqu#mica. Faraday pensaba en &'(= que estas

fuer!as estaban muy relacionadas y que eran de la misma naturale!a.

Consideraba que todas las fuer!as 6el)ctricas, magn)ticas, qu#micas,

gravitatorias, etc.7 podr#an ser diferentes distribuciones espaciales de la fuer!afundamental. "eg9n esta teor#a, las fuer!as pueden convertirse directamente

unas en otras, porque en esencia son id)nticas. ?or ejemplo, consideraba el

descubrimiento de 1ersted como la transformacin de fuer!a el)ctrica en

magn)tica, y se pregunt si no ser#a posible transformar el magnetismo en

electricidad. @+s tarde, se dedic incluso a buscar pruebas de la

transformacin del magnetismo en lu! y de la electricidad en gravedad.

En segundo lugar, Faraday estableci que las fuer!as ni se crean ni se

destruyen. @uchos contempor+neos de Faraday compart#an esta idea de la3conservacin de la fuer!a3; elmhot! la desarroll en la teor#a de la

conservacin de la energ#a. ?ero en el sistema de Faraday adquiere un

signi$cado especial, que di$ere de la conservacin de la energ#a, aunque no

e0plic cmo la conservacin de las fuer!as encaja en su teor#a general de los

campos.

asado en la hiptesis de que todas las fuer!as estaban interrelacionadas, y

que la cantidad total de fuer!a se conservaba, investig sin )0ito, la relacin

entre electricidad y gravitacin, a pesar de que era consciente de las grandesdiferencias que hab#a entre estas dos clases de fuer!as8 la electricidad slo

funciona a trav)s de part#culas contiguas propag+ndose en un tiempo $nito,

mientras que la fuer!a gravitatoria opera a distancia de forma instant+nea. /a

fuer!a gravitatoria act9a a lo largo de la recta que une los cuerpos

interactuantes y no se modi$ca por el car+cter f#sico del espacio, mientras que

la las l#neas de fuer!a el)ctricas y magn)ticas son curvas y cambian por las

propiedades del medio a trav)s del que pasan. En electricidad hay dos tipos de

fuer!as atractivas y repulsivas, mientras que la fuer!a gravitatoria es siempre

atractiva.

En &'=A, emprendi los primeros e0perimentos dejando caer una bobina para

ver si se induc#a una corriente durante su ca#da. Do obtuvo resultados

positivos, a pesar de el perfeccionamiento de sus e0perimentos8 introduciendo

diversos materiales como n9cleo de la bobina, incrementando la altura de la

ca#da, manteniendo la verticalidad de su eje, etc. En sus e0perimentos midi

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corriente inducida pero no producida por la gravedad sino por el d)bil campo

magn)tico terrestre. El fracaso de sus e0perimentos lo atribuy a la peque