Lámparas de Incandescencia y de Descarga

 

Condiciones de funcionamiento de Transformadores a distintas frecuencias

 

Introducción a la Iluminación con LED

 

Dominique François Jean Arago

 

DOMINIQUE FRANÇOIS JEAN ARAGO

• 26 de febrero de 1786, Estagel, Perpiñán (Francia).

† 2 de octubre de 1853, París (Francia).

 

Este físico francés originario de Estagel, Departamento de los Pirineos Orientales, nació el 26 de febrero de 1786. Parecía destinado, desde niño, a dedicarse a la vida campesina por su constitución atlética, su carácter franco y osado, su predisposición y aptitud a los trabajos manuales. Pero al tomar su padre posesión de un cargo oficial en Perpignan, la familia se traslada a esta ciudad meridional y es matriculado en el Liceo de la misma. Destacó en matemáticas, para su edad, por lo que a los dieciséis años se atreve y se le autoriza a presentarse a los exámenes de la Escuela Politécnica de París.

Los estudiantes de Perpignan eran examinados en la ciudad de Toulousse, por un profesor venido de París. Sus disertaciones sobre análisis matemático fueron tan audaces y contundentes que el examinador se dirigió a él en estos términos: "Señor, podéis hacer los preparativos para la marcha. Usted será recibido el primero". Aceptado en la Escuela Politécnica con este grado jamás lo perdió.

Arago, por haber participado y contribuido al desarrollo científico en más de media docena de campos diferentes, no parece tener un renombre especial, aunque puede considerársele uno de los mayores físicos que ha dado Francia.

Terminados sus estudios tuvo intención de dedicarse a la carrera militar pero su talante le hizo aceptar un puesto en el Observatorio de París. Uno de sus primeros trabajos los realizó en nuestro país, pues junto con el también físico Jean Baptiste Biot viajó a España a medir un arco del meridiano. Prácticamente terminados los trabajos, Biot regresó a Francia y Arago se queda en Mallorca para realizar las últimas triangulaciones.

La aventura de Arago a partir de este momento es propia de una novela de aventuras. El pueblo español está en armas contra los franceses (la Guerra de la Independencia está próxima). Al retirarse la escuadra gala que bloqueaba a las Baleares, a sus puertos, las hogueras que Arago y sus colaboradores hacían por las noches, como referencias para sus medidas, fueron interpretadas por los isleños como señales militares, con el consiguiente intento de linchamiento.

Su dominio del castellano unido a su sangre fría le evitan una muerte segura. Con la ayuda de su amigo, el astrónomo Rodríguez, logró huir en una barca a la isla de Cabrera y de allí a Argel, después de innumerables peripecias.

Devuelto a Francia en un barco argelino, una nave española lo captura y lo lleva prisionero al puerto catalán de Rosas, donde sufre todo tipo de vejaciones y padecimientos. Puesto en libertad, nuevamente en barco se traslada a Marsella, pero pierde el rumbo y es empujado por los vientos hacía Cerdeña. Después de diez días de deriva por el Mediterráneo llega a las costas africanas. Desde allí, por tierra, consigue alcanzar Argel, entre nativos hostiles. Buscando la ayuda del jeque que le había ayudado a su huida de España. Pero desgraciadamente para el geógrafo, las cosas habían cambiado. El nuevo jeque lo detiene, encarcela y esclaviza, hasta que es reclamado por el cónsul de Suecia y devuelto a Francia. Todavía antes de llegar a tierras galas tiene problemas con la escuadra inglesa que bloquea Toulon.

Por fin llegó a París, después de visitar a su familia en Perpignan, presentándose a la Academia de Ciencias y al Bureau de Longitudes, pero con algo increíble: Todos los datos geográficos y geodésicos encargados. Había estado desde 1806 a 1809 en cárceles, desiertos y mares, pasando infinidad de penalidades y sufrimientos, pero había conseguido salvaguardar las anotaciones geográficas.

Arago también participó en política, definiéndose decididamente como republicano, colaborando en .las revoluciones de 1830 y 1848. Cuando Luis Napoleón se autoproclamó emperador, con el nombre de Napoleón III, pidiendo juramento de lealtad a los funcionarios, renunció a su puesto en el Observatorio de París, por no estar dispuesto a rendir esta pleitesía. El emperador, prudentemente, no forzó el juramento pero tampoco aceptó la dimisión.

A los 67 años, dejaba esta vida, en París el día 2 de octubre de 1853.

Una de las mayores aportaciones a la Física las hizo en Optica. Estudió la física de la luz, defendiendo en principio la teoría corpuscular y pasando después a la ondulatoria (lo que le provoco la enemistad con el compañero de viaje a España, Biot).

Trabajando con Fresnel le informó de las experiencias de Young, que aceptaba que las ondas luminosas eran transversales en lugar de longitudinales. Al aceptar Fresnel esta teoría, encaminando su investigación por este campo, Arago renunció a seguir por este camino, por no tener confianza en llegar a buen puerto.

La teoría de la polarización coloreada fue demostrada mediante un aparato construido por él, su polaroscopio.

Sin embargo, por lo que aquí interesa, es por sus innumerables descubrimientos en electricidad y magnetismo. Tal vez, el principal fue la imantación artificial por corrientes eléctricas.

Este descubrimiento lo hizo 1820 cuando trabajaba, junto con Ampere, en las experiencias de Oesterd del mismo año. El fenómeno se podría explicar diciendo que una barra de acero o hierro dulce, rodeada por un conductor de cobre por el cual circula una corriente eléctrica, se comporta como un imán. Una vez interrumpida la corriente desaparece la imantación.

Esto está justificado por una nota que se conserva en el Bureau de Longitudes de París, con fecha del 20 de setiembre de 1820, que dice: "Monsieur Arago habla de una nueva experiencia de la cual resulta que una pila voltaica imanta el hierro dulce".

El siguiente 25 de setiembre el Monitor Universal anuncia que un "hilo conjugado" (es decir, que une los dos polos de una pila activada), se carga de limaduras de hierro como si fuera un imán.

No sería de extrañar que este descubrimiento hubiese sido hecho, o por lo menos inspirado, en uno de sus accidentados viajes por el Mediterráneo, ya descritos. Así lo deduce en unas líneas escritas en una memoria titulada "Compendio de observaciones electrodinámicos", publicado en 1822. Explica Ampere que, según palabras del propio Arago, viajando en un barco con dirección a Marsella, y en las proximidades de Argel, un rayo cayó sobre el bajel y, sin saber por qué, la brújula realizó una semirevolución (sin que el capitán se percatase del hecho). El extremo de la aguja que debía marcar el Norte señalaba ahora hacia la costa de África (?). Al poco tiempo el barco arribaba a las playas argelinas.

Es lícito pensar que este extraordinario fenómeno fue el que hizo nacer en Arago la idea del electroimán.

Por otra parte se le encargó, por parte del Gobierno, un estudio en las máquinas de vapor (importantes generadores de fuerza motriz en esa época), para conocer la relación que existía, a altas presiones, entre la fuerza elástica del vapor de agua y su temperatura. Los peligros que tuvo que correr con estas experiencias fueron tal vez superiores a los que tuvo que soportar en su odisea juvenil.

La polarización coloreada, varios métodos para medidas luminosas, magnetismo de rotación, importantes y novedosos estudios sobre la brújula son debidos a François Arago.

Como profesor no fue menos brillante que como investigador. Mostró gran capacidad en el arte de exponer un hecho científico, resaltando la profundidad, el rigor y la claridad de su método.

Es el creador, o por lo menos un pionero, de la divulgación científica a través de las publicaciones tituladas Notices Scientifiques recopiladas cada año en el Annuaire de Bureau des Longitudes.

En 1829 fue nombrado secretario perpetuo de la Academia de Ciencias de París, sección de ciencias matemáticas, sustituyendo a otro nombre ilustre, Fourier. Con este motivo deja sus labores de enseñanza en la Escuela Politécnica para dedicarse intensamente a la nueva tarea, que ya no abandonó hasta su muerte. 

Los inicios del generador eléctrico industrial

 

Una vez que se ha conseguido transformar el movimiento (energía mecánica) en electricidad (energía eléctrica) a través del fenómeno de la inducción electro-magnética, por medio de los convertidores de energía construidos por Pixii, Saxton, Clarke y otros, empieza a plantearse la cuestión si estos mecanismos ingeniosos, para experiencias y demostraciones en gabinetes de física, que no dejan de ser otra cosa que modelos de laboratorio, no podrán emplearse como máquinas generadoras de electricidad.

El "principio de la conversión de la energía" está ahí. Esta se puede transformar. Energía mecánica hay en cantidades ilimitadas (hidráulica, vapor), sólo hay que buscar la máquina que la transforme en corriente eléctrica.

El reto está planteado, sólo es cuestión de aceptarlo. Se construyen grandes armatostes para alimentar tan sólo una lámpara de arco. El sistema no es práctico ni rentable. El gas es todavía muy superior.

Un gran problema es que el campo magnético hay que crearlo con imanes naturales o piezas metálicas imantadas artificial-mente y éstas dan poca potencia, a la vez que se desimantan con el uso y hay que volver a excitarlas (máquina Alliance).

La cuestión se solucionó colocando imanes artificiales, electroimanes. Estos dan mucho más campo magnético pero necesitan ser alimentados por una corriente eléctrica proveniente de otra máquina que a su vez ha de ser de imanes naturales (máquina de Wilde). Se ha dado un paso más pero no es suficiente.

Se descubre la autoexcitación. Emplear parte de la energía para imantar los electroimanes. Esto es un paso de gigantes pero, ¿de dónde se obtiene la primera corriente para excitar el campo y que éste cree una corriente inducida que pueda a su vez seguir excitando los imanes de la máquina? Es el mismo planteamiento del huevo y la gallina.

Ratificando el dicho "de que la necesidad hace el órgano", varios investigadores llegan al mismo tiempo a la solución: los materiales magnéticos almacenan una cantidad residual de magnetismo, suficiente para producir la corriente necesaria para producir el inicio del proceso, este efecto con algunas modificaciones constructivas abren las puertas a una nueva era industrial, la de la producción abundante de electricidad, que en un principio iba destinada casi en su totalidad al alumbrado, primero por lámparas de arco y después de incandescencia.

Esta parte abarca, aproximadamente, desde 1849 a 1870.

NACE LA MAQUINA INDUSTRIAL

El profesor de Física, francés, de la Escuela Militar de Bruselas. Florise Nollet, construyó el año 1849 una máquina magnetoeléctrica constituida por 60 imanes de hierro, en forma de herradura, distribuidos alrededor de un eje horizontal sobre el que se montan 120 bobinas de cobre, aisladas con seda, solidarias con el eje. Por medio de una máquina de vapor se imprimía un rápido movimiento de rotación al árbol, que producía un desplazamiento angular de las bobinas frente a los imanes permanentes. Había nacido la primera máquina industrial que transformaba el movimiento en electricidad.

Este profesor y físico tenía un antepasado de renombre, en la Historia de la Electricidad, el abad Jean Antoine Nollet, divulgador de los fenómenos de la electroestática en el siglo XVIII, a través de la Corte francesa. Desgraciadamente Florase Nollet murió (1853) en plena actividad aunque por fortuna, para la industria eléctrica, su alumno y colaborador Joseph Van Malderen pudo terminar su obra, pues heredó sus planos e ideas.

Esta máquina magneto-eléctrica con diversas modificaciones que la mejoraban (como la del francés Masson) no era ni más ni menos que una inteligente asociación de 60 máquinas de Clarke, destinada a generar corriente eléctrica para diferentes aplicaciones industriales.

Fig. 1. Máquina generadora de energía eléctrica, tipo Alliance, conservada en el Deutsches Museum de Munich.

La fabricación y distribución de esta nueva máquina la realizó la compañía L'Alliance dirigida por Auguste Berlioz (emparentado con el célebre compositor musical Hector Berlioz). Es por este motivo por lo que la historia ha dado el nombre de "máquina Alliance" a unos pesados generadores formados por imanes permanentes, cuyos campos magnéticos eran cortados por los con-ductores de las bobinas móviles, que giraban arrastrados por la acción de una máquina de vapor (figura 1).

Esta máquina salió al mercado para sustituir a los acumuladores químicos en las instalaciones de galvanoplastia, de dorado y platea-do, con éxito durante bastantes años. Pero desde el momento en que la iluminación eléctrica adquiere importancia su aplicación a estos menesteres es inmediata. Así, en el año 1855, la luz eléctrica sustituye por primera vez al aceite en los faros costeros, concretamente en dos de la costa del Havre. La máquina Alliance fue la encargada de suministrar la energía eléctrica necesa-ria a los focos.

La máquina comercializada por la compañía L'Alliance, estaba formada por una estrella de ocho grupos de imanes con los polos dirigidos hacia el interior. Una variante la constituía la "máquina de Holmes" construida por el inglés Frederick H. Holmes (que trabajó algún tiempo con Van Malderen), presentaba la particularidad de tener los polos de los imanes dirigidos hacia afuera, utilizándose también para alimentar los focos de los faros costeros. Este tipo de máquina fue, con toda probabilidad, la primera máquina eléctrica comercialmente viable, extendiéndose su uso bastante en la década de los 60.

La gran desventaja era depender de imanes permanentes su campo magnético, por lo que se necesitaban gran número de ellos, para que éste fuera aceptable, dando lugar a máquinas en las que la relación peso/potencia era muy desfavorable.

Las máquinas magneto-eléctricas no eran capaces de alimentar varios arcos para iluminación ya que las corrientes generadas daban pequeñas potencias, por lo que había que aumentar considerablemente el número de imanes, aumentando también mucho el peso y el tamaño, lo que en la práctica las hacía inviables (figura 2). Por otra parte, los imanes permanentes perdían con rapidez sus propiedades, lo que hacía imposible su utilización continua.

En el año 1820, el gran científico Arago había descubierto que si se hacía circular una corriente eléctrica, proveniente de una pila de Volta, por un hilo conductor de cobre aislado con seda, enrollado sobre un cilindro de hierro puro, este cilindro metálico adquiría las propiedades de un imán. Este imán se comportaba como tal mientras no dejara de circular la corriente eléctrica. En consecuencia, era posible construir un "imán artificial" y además "temporizado". Este nuevo generador de su campo no es ni más ni menos que un electroimán.

LAS MAQUINAS DINAMO-ELECTRICAS

A partir de la segunda mitad del siglo XIX muchos ingenieros empezaron a experimentar en un campo más lógico: sustituir los imanes permanentes por imanes artificiales, electroimanes.

La sustitución del imán permanente por el artificial da lugar al paso de la máquina magneto-eléctrica a la dinamo-eléctrica. La sola permuta de un tipo de imán por otro puede dar lugar a producir corrientes 50 ó 60 veces superiores. Este aumento tan considerable de las potencias abría las puertas a una producción industrial, prácticamente ilimitada, de energía eléctrica.

Habría que establecer la siguiente cuestión: ¿a quién se le ocurrió, por primera vez, sustituir un imán permanente por un electroimán?

El inglés Henry Wilde, ingeniero, construyó en 1865 la primera -máquina con electroimanes. El funcionamiento era el siguiente: La corriente generada en una máquina magneto-eléctrica era enviada mediante hilos de cobre a los polos de otra máquina, de superiores dimensiones, que actuaban como electroimanes al ser recorridos por la intensidad producida por la pequeña. Frente a estos polos giraba una bobina que a su vez generaba energía destinada al alumbrado eléctrico. Había nacido la excitatriz.

Fig. 2. Máquina magneto-eléctrica, de arco para un faro, tipo Alliance, alimentando una lámpara

El gran paso teórico en el desarrollo práctico de los generadores eléctricos se dio con el descubrimiento del importantísimo efecto "dinamoeléctrico". Este efecto consiste en la autoexcitación de las máquinas. Como se ha visto anteriormente, la máquina de Wilde necesitaba de otra (excitatriz) que le proporcionará la corriente necesaria para alimentar los electroimanes, luego de una forma u otra, había que recurrir al imán permanente (o a las pilas voltaicas). Sin embargo se observó que el hierro imantado una vez conserva almacenado un cierto magnetismo residual o "remanente". Se puede aprovechar este magnetismo para producir una débil corriente de excitación que permita a la máquina generar una, también débil, corriente inducida. De esta corriente de inducción se puede tomar una parte para alimentar el electroimán, produciendo un mayor flujo y en consecuencia una mayor corriente inducida.

Este efecto fue presentado por Werner von Siemens el 17 de enero del año 1867 en la Academia de Ciencias de Berlín. Casi un mes después, su hermano William Siemens, el 14 de febrero leía la misma memoria en la prestigiosa sociedad científica inglesa Royal Society de Londres, justamente el mismo día que Charles Wheatstone presentaba el mismo descubrimiento. Se puede atribuir conjuntamente a ambos el descubrimiento del efecto dinamoeléctrico, Siemens y Wheatstone, en el año 1867.

La primera máquina dinamométrica que utilizaba el efecto descubierto por Siemens, fue presentada en el mismo 1867 en la Exposición Universal de París. Construida por el físico inglés William Ladd, sustituía el generador auxiliar magnetoeléctrico (excitatriz) por el magnetismo remanente de los polos.

El generador de Ladd estaba formado por las dos bobinas de la máquina de Wilde y el imán artificial estaba constituido por dos largas placas de hierro, alrededor de las cuales se arrollaban hilos de cobre aislado, que formaban dos electroimanes rectos de signos contrarios. A los extremos de estos dos electroimanes se encontraban dos bobinas de hilos conductores. Una de ellas, la más pequeña, suministraba su corriente a los electroimanes para mantener su magnetismo. La otra, la más gruesa, generaba la corriente que alimentaba al circuito exterior, la pequeña cantidad de magnetismo remanente almacenada en la placa de hierro de los electroimanes servía para iniciar el proceso y continuarlo sin solución de continuidad.

En la Exposición de París está máquina causó una gran sensación, pues para sus pequeñas dimensiones producía una considerable energía.

LA DINAMO SIEMENS

Cuando Werner von Siemens cumplía 50 años, en 1866, hacía también el descubrimiento más importante de su extensa obra científico-técnica, el principio dinamoeléctrico.

Desde hacía mucho tiempo a Siemens le preocupaba el problema, a resolver, de producir corrientes continuas y tensiones cada vez más elevadas sin el empleo de los engorrosos acumuladores químicos (baterías galvánicas).

En el otoño de 1866 volvió, con renovado interés, a dedicarse nuevamente a la antigua cuestión pendiente. Construyó una máquina con una parte móvil (inducido de doble T, ya creado en 1856) que giraba con escasa separación de la parte fija o inductora formada por las piezas polares de un electroimán construido con hierro dulce. La corriente inducida en las bobinas móviles era además utilizada como corriente de excitación en las piezas polares ya que se conectaba en serie el inducido, el circuito del electroimán o de campo y el circuito exterior o de carga. La máquina aprovechaba el pequeño magnetismo remanente del hierro del imán para crear una débil corriente en el inducido, que a su vez circulaba por el inductor, aumentando la intensidad del campo que a su vez generaba más intensidad de corriente en el inducido.

Esta máquina funcionaba con el principio expuesto meses después (enero 1867), en Berlín (figuras 3 y 4).

Fig. 3. Original de la primera dinamo de la historia, construida por Werner von Siemens en 1866, expuesta en el Deutsches Museum de Munich.

 No puede negarse que otros, como el húngaro Soren Hjorth, el danés Anyos Jedhic o el ya mencionado Charles Wheatstone, trabajaron independientemente sobre este principio al mismo tiempo que Siemens, aunque fue este último el que se dio cuenta de la enorme importancia del efecto descubierto. Así en la memoria leída en la Academia de Ciencias (Berlín 1867) se terminaba con el siguiente párrafo: "La técnica dispone actualmente de los medios para producir corriente eléctrica de una intensidad ilimitada, económica y cómodamente en todo lugar, donde se disponga de energía mecánica. Este hecho será de transcendencia fundamental para muchos campos técnicos".

Werner von Siemens fue el que acuñó la palabra "dinamo" cuyo origen es un término griego que significa poder. Con el tiempo dinamo fue sinónimo de generador eléctrico y en la actualidad de generador eléctrico de corriente continua.

Otros documentos que avalan la importancia que el ingeniero alemán le daba a su hallazgo pueden ser la correspondencia mantenida sobre el tema, de la que destaca la carta escrita a su hermano William, el 4 de diciembre de 1.866, a Londres: "El asunto es susceptible de desarrollarse y puede dar lugar a una nueva era de la electricidad magnética...". Tres meses más tarde escribía: "Este aparato constituirá la piedra angular de una revolución técnica, que elevará la electricidad a un nuevo plano de las fuentes elementales...".

Fig. 4. Dibujo esquemático de la dinamo experimental de Siemens (figura 3), conservado en el Museo Siemens de Munich.

Aunque el estudio se hizo pensando en la generación de corriente para la telegrafía, la máquina dinamo-eléctrica constituyó, inmediatamente, una fuente de energía eléctrica de enorme capacidad tanto para alumbrado como para otras aplicaciones de tipo industrial.

Tuvo que pasar más de una década, para que este nuevo tipo de máquina, llegase a ser construida industrialmente y con resultados técnicos y económicos aceptables.

La ley de la inducción electromagnética descubierta por Faraday en 1831 marca el comienzo físico y teórico de la producción de energía eléctrica a partir de convertidores electromecánicos, pero es el efecto dinamo-eléctrico de Siemens el que abre las puertas a la construcción industrial de estos convertidores.

En los primeros ensayos de su máquina, Siemens, había observado que el hierro del inducido, de la parte móvil, se calentaba excesivamente. Cuando el funcionamiento duraba mucho el calor hacía imposible la buena marcha. Parecía como si buena parte de la energía se consumiera en fricción, que era la que producía el calor. La causa de este fenómeno no fue conocida en principio. Siemens pensó, y así lo expuso, la teoría de que el continuo cambio de imantación del hierro del inducido por su rotación en el seno del campo magnético (que según se creía en la época iba ligado a un movimiento de las moléculas del material) era el causante del calor generado. Acertó. Este proceso conocido como histéresis era la causa de una parte del consumo de energía. Sin embargo esta cantidad de calor es exigua, frente al calor total generado. Había que buscar el efecto en otra causa que más tarde se verá.

Al principio de este apartado y en la figura 4 se ha hablado y está representado el llamado "inducido de doble T", conocido desde 1856. Este inducido tiene su origen en los artilugios construidos por Siemens para alimentar los aparatos telegráficos, que llevaban un inducido tipo "lanzadera".

Para generar corrientes débiles a partir del movimiento de una bobina en un campo magnético, Siemens había colocado varias láminas de acero, muy imantado, en forma de herradura y paralelas. Practicó en las piezas polares un taladro en el que podía girar un cilindro de hierro dulce debido al espacio (entrehierro) que quedaba entre el imán (inductor) y el cuerpo cilíndrico (inducido). En dos generatrices diametralmente opuestas, practicó unas ranuras paralelas al eje (profundas y anchas), arrollando en éstas unos hilos de cobre a bobinas de forma que quedaran paralelas al eje también. Con esta forma los conductores quedaban sumergidos totalmente en el campo magnético al girar. El inducido así construido se le conocía como de doble T, por la forma constructiva.

El sistema "lanzadera" (figura 5), estaba formado por un cilindro de hierro (C) fresado con dos ranuras longitudinales (R) sobre generatrices opuestas. En cada ranura se alojaban los conductores de una bobina simple (D). Su forma de lanzadera de tejedor le dio el nombre. La bobina era sometida a una inducción perpendicular a su eje que creaba una tensión alterna, sobre ella, que podía ser extraída con la ayuda de dos semianillos aislados, montados al extremo del árbol, unidos a las bobinas (Q).

El sistema era normal en las máquinas de la época, proporcionando resultados aceptables para corrientes de débil intensidad. Unos diez años después H. Wilde intentó su aplicación a máquinas de una cierta potencia con resultados bastante malos.

Fig. 5. a) Esquema presentado para solicitar la patente del inducido de doble T. en 1855, por Werner von Siemens. b) Inducido tipo "lanzadera". c) Circuito magnético del anterior inducido que por su forma se le denominó de doble T.

LA BOBINA EN ANILLO DE PACINOTTI

En el año 1860 un joven de Bolonia, estudiante en la Universidad de Pisa, da a las bobinas del inducido una nueva forma más original. Los ensayos realizados en las máquinas magnetoeléctricas habían llevado a este joven estudiante, Antonio Pacinotti, a la conclusión de que las variaciones de par en par en cada vuelta (cuando a la máquina se le hacía trabajar como motor), se podían reducir con tan sólo aumentar el número de bobinas. Si en el espacio comprendido entre los polos hacía girar un anillo sobre el que arrolló un conjunto de bobinas contiguas, de modo y manera que rodeaban la totalidad del anillo. En el modelo que presentó en 1863, llegó a colocar hasta 16 bobinas. Siguiendo el método utilizado hasta entonces, en el modelo, habría hecho falta colocar 8 anillos colectores seccionados (dos semianillos), pero Pacinotti tuvo la feliz ocurrencia de utilizar tan solo un anillo colector, al que dividió en 16 segmentos iguales y aislados entre sí.

Cada bobina era empalmada a la siguiente a través del mismo segmento del anillo. Con esto se conseguía que todas las bobinas quedaran conectadas entre sí, una tras otra. Cuando la máquina actuaba como generador todas las tensiones parciales de las bobinas en una mitad del anillo se sumaban, originando la tensión de la máquina. Esta forma de conectar las bobinas dio lugar a la corriente más parecida a la continua de las pilas galvánicas, de manera que ya se empezaba a satisfacer las necesidades hasta entonces solicitadas.

El modelo de Pacinotti (figura 6) no llegó a ser construida industrialmente, reduciéndose a eso, a un aparato de laboratorio como modelo de experimentación.

Fig. 6. Modelo de la máquina de Pacinotti (1860). Copia del original que se conserva en la Universidad de Pisa

LA MAQUINA DE GRAMME

Al cabo de algún tiempo de haberse dado a conocer el principio dinamoeléctrico, la empresa L'AIliance (Compagnie L'Alliance) renunció a su sistema clásico, de grandes y pesados imanes, aceptando poco a poco el nuevo sistema.

A un antiguo empleado de la Compañía, Zenobe Gramme, se le ocurrió la idea de aplicar el invento de Pacinotti de inducido anular con colector múltiple, destinándolo a la construcción de la máquina dinamo-eléctrica. De los primeros ensayos surgió un modelo conocido comercialmente como "máquina de inducido en anillo de Gramme", que alcanzó gran popularidad por las ventajas constructivas que presentaba.

Gramme colocó una serie de bobinas alrededor de un anillo de hierro obteniendo el conocido, hoy día, como "anillo de Gramme", o tal vez se debería llamar "anillo de Pacinotti" (las patentes de Gramme habían sido contestadas por el italiano, constructor de un modelo experimental semejante, aunque nunca se llevó a la práctica).

En las máquinas magnetoeléctricas de la Compagnie L'Alliance, y en general, en todas las máquinas de inducción construidas antes de 1860, se emplearon unas bobinas rectas semejantes a las que se utilizaban en las fábricas de tejidos de algodón.

A consecuencia de la forma con que son colocados los hilos de cobre, alrededor del anillo de hierro, los conmutadores que servían para rectificar el sentido de las corrientes de inducción (alternas) desarrolladas en el sistema y que eran de una gran complicación para los constructores de las antiguas máquinas, habían quedado suprimidos. Se va a ver cómo se obtiene este resultado:

Treinta devanados de hilos conductores aislados, imitando las antiguas bobinas rectas, son colocados alrededor de un anillo de hierro, separados entre sí por unos pequeños intervalos. Durante la primera semirrevolución del anillo, quince de estos particulares arrollamientos son recorridos por una corriente positiva, las otras quince en la siguiente semirrevolución, que completa una vuelta completa, son recorridas por una corriente negativa. Una de las extremidades del hilo de una bobina, está soldado al extremo de la bobina vecina, y ambos extremos, a su vez, a uno de los segmentos aislados del colector de cobre.

Fig. 7. a) Vista de principio, del anillo Gramme, primer conmutador mecánico para máquinas de corriente directa b) Máquina Gramme a manivela, ampliando el exitoso empleo de la tecnología constructiva de Werner Siemens.

Sobre el cilindro se apoyan dos manojos de hilos metálicos, que Gramme denominó "escobilla" por su forma (figura 7 a). El colector (c) permite recoger cada pequeña variación de corriente positiva (o negativa) y enviar estas pequeñas corrientes a un conductor común, de forma que por reunión o suma de corrientes opuestas se consigue una corriente de electricidad ordinaria, de sentido "continuo", creada por los efectos de la inducción. Sus escobillas (e), extraen la corriente de la máquina al circuito exterior.

En la figura 7 b, está representada esta máquina. El imán inductor puede ser natural o reemplazado por un electroimán excitado por una parte de la corriente generada en la propia máquina. El número de polos y escobillas pueden ser: dos, cuatro, seis... El peso de cobre y el grosor del hilo pueden ser muy variados. En un informe presentado a la Academia de Ciencias, el 17 de junio de 1871, Gramme escribía:

"Esta máquina se pone en movimiento por medio de un volante movido manualmente por un hombre. Ella permite descomponer el agua en un voltámetro, enrojecer y fundir 25 centímetros de un hilo de hierro de nueve décimas de milímetro de diámetro. Los efectos son más marcados a medida que la velocidad de rotación aumenta hasta un máximo que corresponde a setecientas u ochocientas vueltas por minuto, velocidad que se obtiene con facilidad cuando la máquina se ha puesto en movimiento por un motor a vapor. Los efectos producidos son diferentes, según la naturaleza del hilo arrollado al anillo: efectos de cantidad con un hilo grueso y corto, efectos de tensión con un hilo largo y fino".

Fig. 8.  Ejemplar de máquina Gramme, conservada en el Deutsches Museum de Munich.

"En una palabra, se puede obtener mediante esta máquina todo lo que se obtiene con la pila; esto da lugar a pensar que la puede sustituir, con ventaja, en muchos de los casos, sea en las aplicaciones industriales, sea en las investigaciones científicas".

Para explotar sus inventos, comercializándolos, Zenobe Gramme funda su propia empresa con su amigo Hippolyte Fontaine, que sería el primer director de la "société des machines magnétoélectriques Gramme".

Entre los trabajos de Gramme, antes de fundar su propia empresa, destaca el de operario en los talleres Christofle de electroquímica, dorado y plateado. Los inconvenientes planteados por la necesidad creciente de energía eléctrica que tenía que obtenerse de baterías de pilas, hizo que Gramme concibiese un generador que ya tenía todas las características de la dinamo tal como hoy día se conoce, y que se conoció como modelo "atelier" (taller). Este modelo adquirió importancia no sólo para usos en galvanoplastia sino también para alumbrado y producción de fuerza motriz.

En la figura 8 se representa este modelo, siendo su funcionamiento el siguiente (8a):

La bobina de inducción o anillo inductor constituida por 30 bobinas de hilo de cobre, en las que se han de generar las corrientes inducidas, está representada por AA'. Los electroimanes, creadores del campo magnético inductor, están representados por BB' el superior y CC' el inferior. Las corrientes inducidas generadas son recogidas del colector (e) segmentado, por las escobillas (a), para desde ellas alimentar el receptor.

Los electroimanes BB' y CC' son excitados por una corriente eléctrica que circula por los conductores de cobre aislado que los rodean. Esta corriente es una parte de la desarrollada en las bobinas de inducción, que sirve a estos menesteres de imantación temporal.

La bobina de inducción AA' giraba rápidamente al ser arrastrada por una correa que actúa sobre la polea P, gracias a la acción de una máquina de vapor. En este inducido se generaban ya, con facilidad, corrientes de considerable potencia, útiles para aplicaciones tanto industriales como de iluminación.

Pacinotti había ideado, el primero, la bobina en anillo para obtener una corriente inducida de sentido continuo. Más tarde en París, Worms de Romilly, describe una máquina semejante, pero es en 1870 cuando Gramme construye la máquina que lleva su nombre. El mérito que ha de atribuírsele es el de llevar a la práctica, en un dispositivo cómodo, los diversos órganos imaginados por otros físicos y constructores que le habían precedido.

La facilidad para producir energía eléctrica y la abundancia, en consecuencia, de ésta, hace que se dispare la demanda, desde alrededor de 1872 aproximadamente, al comercializarse la dinamo Gramme.

LA ELECTROTECNIA ES UN HECHO

En 1871 Gramme entrega al orfebre Christofle su primera dinamo para reemplazar las incómodas y onerosas pilas galvánicas que alimentaban los baños de plateado. En este momento, la Electricidad se consagra como una nueva fuente de energía, motor de progreso. Durante cuatro décadas los ingenieros se dedican a construir máquinas cada vez más perfeccionadas y mejor adaptadas a los deseos de los consumidores y a sus necesidades.

Se acoplan los generadores eléctricos a las antiguas ruedas movidas por agua, a las actuales turbinas hidráulicas (tanto para grandes como para pequeños saltos), a las máquinas de vapor de pistón o turbina. Se crean empresas o se transforman otras, para responder a un mercado en plena expansión. El progreso de la Electrotecnia es meteórico. Hacia 1890 son comercializadas más de un centenar de máquinas; unas por perfeccionamiento de otras ya existentes, otras originales, algunas innecesarias.

Históricamente, en líneas generales, se han construido más de treinta formas de inductores (en el año 1903, Sylvanus P. Thomson, catalogó 32 tipos utilizados sólo en los países anglosajones); cuatro modelos de inducido y otros tantos de colectores. Estas cifras proporcionan más de 500 posibles combinaciones de formas de máquinas eléctricas. Aunque no todas las combinaciones han sido utilizadas, sí muchas de ellas.

Los profesores, ingenieros, físicos, periodistas, empezaron a interesarse por estos avances. El tema es tratado en los periódicos y en los boletines de las sociedades científicas. Nombres conocidos, para cualquier estudiante universitario de ingeniería eléctrica de hoy, como Blondel, Deprez, Kapp, Leblanc... exponen sus ideas y descubrimientos. Los hombres quieren conocer y se publican teorías. Poincaré y otros elaboran modelos matemáticos e intentan explicar los fenómenos que ocurren, en el seno de las máquinas, y sus efectos, mediante ecuaciones. Se extrapola y se intenta predecir el futuro técnico de la Electrotecnia. Una "Segunda Revolución Industrial" se está fraguando.

Los científicos de finales de siglo XIX están sensibilizados por las teorías evolucionistas de Charles Darwin. No falta quien introduce la teoría de la evolución animal, para justificar el desarrollo pretérito y futuro de las máquinas eléctricas.

En el último cuarto, del siglo XIX, ya se han construido factorías que hoy relacionamos con poderosas multinacionales. Por esta época, nombres de empresas como Siemens, Brown Boveri, General Electric, A.E.G, Westinghouse, son ya sinónimo de desarrollo industrial y tecnológico y hasta de poder económico.

 

FUENTE:

Luis Martínez Barrios: El generador industrial

 

 

 

 

 

Consideraciones generales sobre los transformadores MT/BT en Centros de Transformación

 

El transformador es la parte más importante del Centro de Transformación. Su selección afecta a la configuración del CT y se efectúa sobre la base de diversos factores.

Generalmente, se puede señalar que para potencias bajas (hasta 630 kVA - 800 kVA) puede instalarse un único transformador, mientras que para potencias superiores (hasta 1000 kVA - 1600 kVA), la potencia puede dividirse entre varias unidades en paralelo.

Otra característica a tener en cuenta al seleccionar el transformador es el tipo de sistema de refrigeración, que puede ser seco o en baño de aceite. En la instalación de ventilación para la estructura del centro, en el caso de transformadores refrigerados por aceite deben adoptarse medidas, por ejemplo las destinadas a evitar fugas de aceite, mediante un foso de captación de aceite como se muestra en la Figura 1. Además, el Centro de Transformación debe tener una resistencia mínima al fuego de 60 minutos (REI 60) y ventilación solamente hacia el exterior. En función del tipo de refrigeración, los transformadores, en centros de transformación, se identifican del modo siguiente:

AN refrigeración con circulación natural por aire;

AF refrigeración con circulación forzada por aire;

ONAN refrigeración con circulación natural de aceite y aire;

ONAF refrigeración con circulación natural de aceite y ventilación forzada por aire;

La elección más frecuente son los tipos AN y ONAN, aunque se aconseja la elección AF (con ventiladores) para el caso de transformadores secos (AN), por no disponer de refrigerante en sus partes activas como es el caso del transformador en baño de aceite (ONAN).

Al margen de la mencionada refrigeración propia de los transformadores, será necesaria la extracción del calor acumulado en el interior del centro, este calor es, básicamente, consecuencia de las pérdidas en el circuito magnético (pérdidas en el hierro) y a las que se producen en el circuito eléctrico (pérdidas en carga).véase el artículo: Ventilación de Centros de Transformación

Figura 1: Transformadores ONAN que contienen más de 50 litros de aceite

Otras características importantes a tener en cuenta son las referentes a los parámetros eléctricos además de los datos habituales como la potencia nominal, la tensión nominal del secundario sin carga, el cociente de transformación, la tensión de cortocircuito nominal en porcentaje Vk%, adquieren gran importancia sobre todo cuando los transformadores están funcionando en paralelo:

- La tipología de conexión de los bobinados (la conexión a tierra en triángulo/estrella es la más utilizada en los transformadores de CT)

- El sistema de conexión (grupo IEC), que convencionalmente se expresa como un número que, multiplicado por 30, da el ángulo de desfase de la tensión de fase en la parte de BT en comparación con la parte de MT.

La presencia de dos o más transformadores MT/BT y un posible enlace de barras cerrado en la distribución BT permiten gestionar la red eléctrica con los transformadores en paralelo.

En presencia de faltas, este método de gestión provoca un incremento del valor de la corriente de cortocircuito en la parte de BT, con un posible incremento del poder de corte de los interruptores automáticos de salida de las barras de distribución y unas condiciones de anclaje más estrictas para dichas barras, en comparación con el funcionamiento con un solo transformador.

Ello se debe al menor valor de Vk% que caracteriza a los transformadores con menos potencia. Por otro lado, cuando se gestiona adecuadamente, el método paralelo tiene la ventaja de permitir el suministro de alimentación, como mínimo a los usuarios considerados principales, a través del posible enlace de barras, incluso en caso de fallo de uno de los transformadores.

El ejemplo siguiente muestra el incremento del valor de la corriente de cortocircuito en las barras de distribución en el caso de transformadores en paralelo:

Red de alimentación, potencia de cortocircuito: S_knet = 750 MVA

Tensión secundaria de la planta: V_2n = 400 V

Potencia del transformador único: S_nTR = 1600 kVA

Tensión nominal de cortocircuito del transformador único: V_k% = 6%

Potencia del transformador en paralelo: S_nTR = 800 kVA

Tensión de cortocircuito del transformador en paralelo: V_k% = 4%

A partir de estos datos y de cálculos rápidos, se obtiene un valor de corriente de cortocircuito de 37 kA en las barras de distribución con un transformador de 1600 kVA.

Con dos transformadores de 800 kVA en paralelo, la corriente de cortocircuito en las barras de distribución será de aproximadamente 55 kA.

En referencia a la red eléctrica descrita en la Figura 2, las consideraciones siguientes tienen el objetivo de ilustrar la filosofía de gestión de las protecciones:

Figura 3

 

G1 Falta en una de las salidas de BT

Con independencia de la presencia o la ausencia del enlace de barras:

Con la selección apropiada de los dispositivos de protección y de conformidad con las disposiciones de selectividad de BT normales, es posible discriminar el fallo y garantizar la continuidad del servicio con la apertura de tan sólo el interruptor automático L1.

G2 Falta en las barras de distribución BT

Sin enlace de barras:

La falta se elimina a través de los dos interruptores automáticos generales de la parte de BT (I_BT1 e I_BT2) de los transformadores, lo que provoca la caída completa de la planta. Los transformadores siguen alimentados sin carga. Para evitar la apertura de los interruptores automáticos I_MT , la obtención de la selectividad MT/BT vuelve a ser importante en este caso.

Con enlace de barras:

El enlace de barras C_BT debe abrirse, con la consiguiente separación de las barras de distribución y la eliminación completa de la falta a través de la apertura del interruptor automático I_BT1 principal. La acción del enlace de barra permite mantener el suministro de alimentación a las semibarras de distribución no afectadas por la falta. La actuación de los dispositivos BT (I_BT1 –C_BT – I_BT2), que resultan afectados por la falta, puede coordinarse empleando dispositivos para los cuales se implementa la selectividad de la zona direccional.

G3 Falta en el bus BT aguas abajo del transformador

Sin enlace de barra:

La corriente de falta afecta a los dos transformadores y puede llegar a provocar la apertura de los dos dispositivos I_MT e I_BT de los transformadores. La consecuencia de ello sería la desconexión de toda la planta.

En este caso, es importante estudiar e implementar una lógica de gestión dedicada (por ejemplo, selectividad direccional) que permita la apertura de I_BT1 e I_MT1 para aislar tan sólo el transformador afectado por la falta. Asimismo, debe preverse una lógica para la desconexión de cargas no prioritarias, dado que la planta sólo funciona con un transformador.

Con enlace de barra:

La lógica de gestión sigue siendo la misma y, posiblemente, también podría tener en cuenta la apertura del enlace de barras.

G4 Falta en el bus MT aguas arriba del transformador

Sin enlace de barra:

La lógica de gestión debe permitir la apertura inmediata del interruptor automático I_MT1 afectado por la corriente de falta plena (I_MT2 verá una corriente baja limitada por la impedancia de los dos transformadores) y, si la gestión de la planta prevé coordinación, ordenará la apertura del interruptor automático I_BT1 con aislamiento de la falta y seguirá con la continuidad del servicio de toda la planta garantizada por el suministro de alimentación a través del otro transformador. Asimismo, debe preverse una lógica para la desconexión de cargas no prioritarias, dado que la planta sólo funciona con un transformador.

Con enlace de barra:

La lógica de gestión sigue siendo la misma, y el enlace de barras sólo tendría la función de separar las barras de distribución eliminando así el transformador excluido.

Tras un análisis de las modalidades de tratamiento de faltas, que en algunas circunstancias resulta ser bastante complejo debido a la doble alimentación de los transformadores en paralelo, a continuación se examinan los requisitos mínimos para tener dos transformadores funcionando en paralelo:

a) las conexiones internas deben pertenecer al mismo grupo (grupo IEC) y los transformadores deben tener la misma relación de transformación. Al cumplir estas disposiciones, los dos conjuntos de tensión coinciden y están en oposición de fase; por consiguiente, no hay diferencias vectoriales entre la tensión secundaria de cada malla aislada y no se generan corrientes de circulación.

En el caso contrario, se generarían corrientes de circulación, que podrían dañar los transformadores incluso en funcionamiento sin carga;

b) las tensiones de cortocircuito (V_k% ) deben tener el mismo valor. Gracias a esta medida, la intensidad de carga total se subdivide entre los dos transformadores en proporción a sus potencias nominales respectivas.

En caso negativo, los dos transformadores se cargarían de forma distinta y el transformador con la menor caída de tensión interna estaría más cargado.

Para más detalles sobre las condiciones de conexión en paralelo de transformadores, véase el artículo: Condiciones para el acoplamiento en paralelo de Transformadores

Michael Faraday

 

FARADAY, Michael

       • 22 de septiembre de 1791, Newington, Surrey. Inglaterra.

      † 25 de agosto de 1867, Hampton Court, Londres, Inglaterra

Michael Faraday era uno de los diez hijos de un herrero de Newington, condado de Surrey, localidad cercana a Londres. Nacido el 22 de setiembre de 1791, tuvo una infancia sin sobresaltos y a los quince años fue enviado como aprendiz de encuadernador de un artesano llamado Ricbcau, que tenía su taller en Manchester Square (Londres), donde permanece unos 8 años. La normalidad de su educación e infancia la expresa él mismo con estas palabras: "Mi educación fue del tipo más corriente, consistente en poco más que en rudimentos de lectura, escritura y aritmética en una escuela normal. Mis horas fuera de la escuela las pasaba en casa o en la calle".

El azar le dio a la Ciencia uno de sus grandes hombres. En primer término por el lugar de trabajo que le puso en íntimo contacto con los libros. Después porque el patrón, simpatizando con la avidez del joven Faraday por aprender, le facilitaba la lectura y la encauzaba. Así, él mismo escribió: "...es en estos libros, durante mis horas de reposo, donde he comenzado mi aprendizaje filosófico (científico). Dos obras me han ayudado sobre todo: la Enciclopedia Británica y las Conversaciones sobre Química, de Marcet, que me han iniciado en la ciencia de mi predilección. No vayáis a creer que he sido un pensador profundo o un niño precoz. Yo tenía una imaginación viva tan dispuesta a creer en los cuentos de Las Mil y Una Noches como en la Enciclopedia. Pero los hechos tenían sobre todo importancia para mí y ello me ha salvado. Yo sabía ponerlos a prueba y comprobar las aseveraciones de los libros...".

El libro de química de Marcet, esposa de un físico de Ginebra, lo leyó con fruición y repetidamente. En esta época dejaba parte de su salario para comprar productos y repetir los experimentos en él descritos.

En el año 1812 de nuevo el azar contribuyó a la formación de Faraday como científico. Un cliente del encuadernador. Dance, miembro de la Royal Institution, le regaló una entrada para asistir a las clases que en dicha institución impartía un destacado científico de la época, Humphry Davy, periódicamente.

La invitación fue bien aprovechada. Michael Faraday tomó notas del curso, las pasó en limpio, las ilustró con dibujos y diagramas en color, formando un manuscrito encuadernado con 386 páginas, se lo envió a Joseph Banks, botánico, por entonces presidente de la Royal Institution, con la idea de que le ofreciera un puesto de trabajo para estar más cerca de los investigadores. Al no obtener respuesta, se dirigió directamente a Davy, pidiendo un puesto como ayudante.

El 18 de marzo de 1813, sin haber cumplido los 22 años, es propuesto por H. Davy de la siguiente forma:

"Sir H. Davy tiene el honor de informar a los señores directores que ha encontrado una persona deseosa de llenar el lugar que ocupaba William Payne. Su nombre es Michael Faraday. Es un joven de veintidós años que parece apto para llenar este lugar. Sus hábitos parecen buenos, su natural activo y despierto, sus maneras muy inteligentes. Acepta emplearse en las mismas condiciones en que estaba Mr. Payne en el momento de dejar la institución".

Se acepta el nombramiento como ayudante de Davy en su laboratorio, con un sueldo de 25 chelines a la semana, salario inferior al que recibía como encuadernador.

Davy se lo llevó como ayudante y secretario a un viaje por Europa (sur de Francia, Ginebra, Italia). Su alegría y simpatía hacían que fuera aceptado y respetado por todos los que le conocían. Una frase, escrita por un científico que recibió la visita de los dos ingleses era contundente: "Hemos admirado a Davy, pero amado a Faraday". Esto dio lugar a que los celos de la esposa de Davy hicieran el viaje desagradable, tratando al joven, más como un sirviente que como un colaborador, sin que su marido pudiera o quisiera evitarlo.

En este viaje conoció a hombres de ciencia de aquel tiempo de suma importancia, como Gay-Lussac o Ampére.

Al regreso a Inglaterra Faraday se dedicó al laboratorio en cuerpo y alma, dejando poco a poco a un lado a Davy. Es curioso que cuando el protegido del maestro fue propuesto como miembro de la Royal Institution, en 1824, el único voto en contra que surgió fue el de Davy (tal vez presionado por la esposa resentida).

En 1825 fue nombrado director del laboratorio y en 1833 profesor de Química.

Su escasa memoria, que hacía que tuviera que llevar en una libreta anotados todos los detalles de sus experimentos, para no olvidarse hizo que no fuera un erudito de conocimientos enciclopédicos (como lo fue su coetáneo André M. Ampére). Tenía una escasa base matemática, pero lo compensó con una gran capacidad de expresar gráficamente sus experimentos. Su sagacidad como investigador será difícilmente superable.

A los 30 años, en 1821, se casó con una muchacha que entonces tenía 22 años, formando un matrimonio estable y feliz sin hijos. La señora Faraday fue una leal colaboradora de su marido siendo, a veces, la primera en observar un nuevo fenómeno o intuir una ley.

Sus ideas religiosas (pertenecía a una secta ya extinguida muy estricta) le impidieron aceptar nombramientos, condecoraciones y homenajes. Renunció al nombramiento de Sir, por parte de la Reina, así como a la presidencia de la institución a la que dedicó su vida.

Murió cerca de Londres, en Hampton Court, el 25 de agosto de 1867, en una casa cedida por la reina Victoria como recompensa a su labor científica e investigadora. Fue enterrado bajo una sencilla lápida, como había pedido pero dejando su nombre grabado en la Física, ya que la unidad de capacidad eléctrica en el Sistema Internacional (S.I.) de Unidades es el Faradio (F).

Su obra puede dividirse en dos partes: la Química y la Electricidad.

La primera le debe el método para licuar gases, ideado en 1823, sometiéndolos a presión. Así lo consiguió con el cloro (hasta entonces conocido como "gas permanente" o sea imposible de licuar), anhídrido carbónico, ácido sulfihídrico y otros. El primer trabajo que mereció ser publicado en el Phylosophical Transactions, en 1820, fue un estudio sobre "dos nuevas combinaciones del cloro y del carbono y sobre un nuevo compuesto de iodo, carbono e hidrógeno".

Su gran contribución a la química orgánica la realizó en 1825 descubriendo el compuesto conocido por benceno. Lo publicó bajo el título: "Algunas nuevas combinaciones del carbono y del hidrógeno", en el que anuncia el descubrimiento del benzol (núcleo benzoico) que constituye, hoy día, uno de los pilares de la moderna industria química orgánica.

Faraday continuó la labor de Davy en electroquímica. A él se deben los términos: Electrólisis, electrolito (solución que podía conducir la corriente); denominó electrodos a las varillas metálicas que se introducen en la solución (bautizando por ánodo y cátodo al positivo y negativo, respectivamente). Tocó otros campos con cierto éxito, como la Óptica, obteniendo vidrios de alto índice de refracción, o la Metalurgia, investigando sobre la fabricación de aceros de alta resistencia.

Pero la gran obra de Faraday es sobre el Electromagnetismo, cuyos resultados sirvieron para cimentar la teoría electromagnética de Max-well.

El punto de partida de la obra se asienta en 1821, cuando después de repetir el experimento de Oesterd, escribió un resumen sobre la evolución del electromagnetismo hasta ese mismo instante.

Todos los experimentos los publicó en 14 series, destacando las cinco primeras como la base del electromagnetismo y la electroquímica actual. Estas primeras series trataban de:

1. "Los fenómenos de inducción electromagnética". Leída el 24 de noviembre de 1831.

2. "De la inducción por magnetismo terrestre". Leída el 12 de enero de 1832.

3. "De la identidad de las electricidades proveniente de las distintas fuentes, es decir: electricidad voltaica (de las pilas), electricidad ordinaria (por frotamiento), magnetoelectricidad, termoelectricidad y electricidad animal". Leída el 10 y 17 de enero de 1833.

4. "De las leyes de la conducción eléctrica". Leída el 23 de mayo de 1833.

5. "De la descomposición electro-química". Leída el 20 de junio de 1833.

Sólo la cita de estas series, subdivididas en 563 experiencias, dan una idea del ingente trabajo realizado por Michael Faraday sobre electricidad. Su detalle nos llevaría un espacio tan grande que no viene al caso, en esta breve reseña biográfica.

Un detalle que define el talante científico de Faraday es el siguiente. Murió pobre, aunque cuando comenzó a ser conocido recibió numerosas ofertas para resolver problemas técnicos industriales. Así, en 1830 ganaba en la Royal lnstitution 100 libras anuales más otras 1.000 por trabajos extras. Ya en 1832 le ofrecieron 5.000 libras al año. Pensó que el trabajo en la industria le restaría tiempo y dedicación para su labor investigadora y se planteó el eterno dilema: dinero o ciencia. Por fortuna optó por la ciencia.

 

Para más detalles sobre la biografía de Michael Faraday, ver el artículo: Michael Faraday:Biografía y la Teoría Electromagnética