y mi estudio se encuentra a una confortable temperatura debida
al "aire acondicionado" e iluminado con "lámparas
fluorescentes", si no fuera por héroes de La Ciencia como
Miguel Faraday.
Creo que hemos perdido en cierta forma la facultad de
maravillarnos y tomamos como cosas rutinarias todas las
maravillas que la ciencia y los adelantos modernos nos ofrecen.
Me recuerda la anécdota de la niña que se encontró una tabla de
lavar en el desván de la casa y le preguntaba a su abuelita:
¿Qué cosa es esto abuelita?
Una tabla ranurada de las que llevábamos al río para lavar la
ropa.
¿Y cómo se conecta, si no tiene cordón?
Así nos sucede como a la niña y no podemos concebir la vida sin
todos los adelantos modernos.
Quizás todos ustedes han oído hablar de Cristóbal Colón, de
Napoleón, de Hernán Cortés, de Miguel Hidalgo, de Bolívar, de
Abraham Líncoln etc.
Poco se han difundido sin embargo los nombres de héroes de la
ciencia como Faraday,
Oersted,
Newton, Hertz,
Maxwell, Planck,
Einstein etc. Héroes que no han utilizado más armas que su
inteligencia para brindarnos nuevos mundos y abrir nuestras
perspectivas a dimensiones infinitas, héroes que con su
curiosidad, tesón e inteligencia, han forjado las llaves con que
han abierto las puertas que nos han conducido al Conocimiento.
Quizás muchos nos digan que los adelantos los trae el tiempo o
la casualidad, pero en realidad ha sido la mente inquisitiva y
curiosa de esos "niños" que siempre se han preguntado: ¿por qué?
En 1820 Juan Cristián Oersted se encontraba haciendo
experimentos con la corriente eléctrica proveniente de una pila
de Volta, tratando de averiguar por qué se calentaba un alambre
por el que dicha corriente circulaba.
En su mesa de trabajo había una brújula y observó que al hacer
pasar la corriente por el alambre, la aguja de la brújula se
desviaba. Al interrumpir la corriente, la brújula volvía a su
posición original.
Originalmente pensó que el efecto se debía al calor producido
por el alambre, pero calor producido por otros medios no hacía
que la aguja se desviara.
Observó que mientras mayor era la corriente, mayor era la
desviación de la aguja. También vio que, para la misma
intensidad de corriente, la desviación de la aguja era mayor
mientras más cerca estuviera del alambre.
Había encontrado que: ¡una corriente eléctrica produce un campo
magnético! ¿por qué?
Fue un muchacho francés, Andrés Mario Ampère quien, habiendo
oído de los experimentos de Oersted, los repitió, tratando de
hallarles una explicación, pero además cuantificó los resultados
y efectuando las mediciones correspondientes encontró la
relación entre la intensidad de la corriente y la intensidad del
campo magnético que ésta producía.
En honor de sus trabajos, la unidad de corriente eléctrica (la
cuarta dimensión), fue bautizada con su nombre.
Esto de la "cuarta dimensión", no se crean que es algo
misterioso, se trata simplemente de una dimensión necesaria,
para que junto a las otras tres dimensiones básicas: de espacio,
de masa y de tiempo, (metro, kilogramo, segundo), formen el
sistema de unidades para describir los fenómenos físicos. El
sistema M.K.S.
El amper, como unidad eléctrica, constituye la cuarta dimensión
necesaria del sistema de unidades básicas: metro kilogramo,
segundo, amper.
El resultado de estos trabajos trajo como consecuencia una
intensa investigación en la relación de los campos magnéticos
producidos por corrientes eléctricas.
Así se averiguó, que si se hace pasar una corriente por un
alambre perpendicular a una mesa, en la que se tienen colocadas
varias brújulas, éstas se desvían según líneas circulares
concéntricas al alambre, o sea, que la corriente del alambre
produce un campo magnético cuyas líneas de fuerza son círculos
concéntricos, (¿por qué?).
La intensidad del campo magnético es mayor, mientras más cerca
está del alambre, ¿por qué?.
Si se invierte el sentido de la corriente, las brújulas
invierten su sentido, o sea que las líneas de fuerza del campo
magnético tienen una intensidad, una dirección y un sentido que
depende de la intensidad, dirección y sentido de la corriente
eléctrica que las produce, ¿por qué?.
Si pasamos un alambre por un agujero que hagamos en una hoja de
papel y en éste espolvoreamos limaduras de fierro, al hacer
pasar corriente por el alambre y si golpeamos ligeramente el
papel, observaremos que las limaduras de fierro se orientan,
formando círculos concéntricos al alambre.
Si hacemos una bobina, enrollando varias vueltas de alambre en
un carrete hueco y hacemos pasar corriente por el alambre, la
intensidad del campo magnético dentro de la bobina se hace tanto
más intensa cuanto mayor es el número de espiras (vueltas) del
alambre, ¿por qué?.
Si suspendemos nuestra bobina en forma horizontal, de tal manera
que pueda girar libremente y hacemos pasar una corriente por el
alambre que la forma, se orienta de la misma manera que una
brújula en el campo magnético de la Tierra.
¿No es esto curioso?
¿En qué se diferencía entonces nuestra brújula de la bobina
suspendida por la que hacemos pasar una corriente eléctrica?
¿No tendrá nuestra brújula, internamente una "bobina" por la que
esté pasando una corriente eléctrica?
Si en el centro de una bobina de Oersted, colocamos un pedazo de
fierro, podremos observar que al pasar la misma corriente
eléctrica, el campo magnético se hace mucho más intenso,
habremos construido un electroimán.
Tal parece que el núcleo de fierro equivale a haber aumentado el
número de vueltas de nuestra bobina.
Si desconectamos la corriente, el efecto magnético desaparece,
¿por qué?, pero si en vez de fierro, utilizamos un pedazo de
acero, el efecto magnético, no desaparece, el acero se ha
convertido en un imán, ¿por qué?.
Se han encontrado "aceros", aleaciones de fierro con otros
metales, que constituyen mejores imanes, les queda más
magnetismo remanente.
Uno de ellos por ejemplo es el Alnico, que es una aleación con
aluminio, níquel y cobalto, que produce magníficos imanes que
utilizamos en la construcción de las bocinas de nuestros
amplificadores de alta fidelidad.
Hay otros materiales, aparte del fierro, que presentan
propiedades magnéticas, tales como el níquel, el cobalto, el
oxígeno, etc.
Si calentamos gradualmente un imán, se llega a una temperatura
crítica, en la que pierde su magnetismo o sus propiedades
magnéticas, esa temperatura crítica, se llama el punto
Curie,
por haber sido descubierto por ellos.
Por ejemplo, si tenemos un pedazo de fierro suspendido de un
imán y lo calentamos, a determinada temperatura se desprende,
deja de ser atraído por el imán, pierde sus propiedades
magnéticas, ¿por qué?
¿No se les hacen todas éstas, demasiadas preguntas, demasiadas
incógnitas?
¡Debe haber alguna explicación!
Ya desde la época de los griegos, trataron de encontrar una
explicación a la piedra mágica.
Observaron que si la rompían, obtenían dos o más piedras
mágicas, de cada uno de los pedazos.
Así nos podemos imaginar que si partimos en dos un imán,
obtendremos dos imanes más chicos, si cada uno lo dividimos en
dos, obtendremos cuatro, así podríamos seguir indefinidamente
hasta llegar a un imán elemental, que si lo partimos, deje ya de
ser imán.
Este sería el monopolo o carga magnética elemental (de existir
habría un monopolo magnético sur y otro monopolo magnético
norte; independientes), sin embargo aunque su existencia
explicaría muchas cosas y los científicos tienen la esperanza de
descubrirlas, hasta el momento estas partículas evasivas no han
sido encontradas, así. la mínima subdivisión obtenida hasta el
momento, de un imán, es un imán con sus dos polos magnéticos
juntos.
Estos imanes elementales están constituidos por cristales de los
materiales magnéticos.
Si ponemos una barra de acero que no esté "imantada", por
ejemplo, que haya sido calentada a más temperatura del punto
Curie, (esta barra no imantada no es un imán, aunque sea de
acero), dentro de la bobina de Oersted y hacemos pasar una
corriente por la bobina, la barra de acero se imanta, se
convierte en un imán y aunque quitemos la corriente, sigue
convertida en imán, le queda magnetismo remanente.
Si lentamente invertimos el sentido de la corriente en la
bobina, la barra va perdiendo su magnetismo, la intensidad del
campo magnético disminuye, hasta que llega a desaparecer, al
seguir aumentando la corriente, el campo magnético se invierte y
va gradualmente aumentando de intensidad hasta que llega un
momento a partir del cual aumenta muy lentamente, hemos llegado
a la "saturación".
Si rápidamente invertimos el sentido de la corriente, por
ejemplo con algún interruptor automático (para no cansarnos),
observamos que el campo magnético se invierte cada vez y que
nuestra barra de acero se empieza a calentar.
La explicación que a esto le dio Guillermo Eduardo Weber, Fue la
siguiente:
En otras palabras, pero dijo que: nuestra barra de acero estaba
constituida por imanes elementales y que el campo magnético de
la corriente de la bobina los orientaba alineándolos en el
sentido del campo. Al aumentar la intensidad de corriente, el
número de imanes elementales alineados aumentaba y cuando todos
estuvieran alineados se había llegado a la "saturación".
Al quitar la corriente, la mayoría quedaban alineados, tantos
más cuanto mejor fuera la "calidad" o el magnetismo remanente
del imán, casi ninguno en el caso de fierro.
Al invertir el sentido de la corriente, que produce un campo
magnético de sentido inverso al de los imanes elementales, éstos
se empiezan a voltear en el sentido del campo, tantos más,
cuanto mayor sea la intensidad del campo inductor producido por
la corriente de la bobina.
Al seguir aumentando nuevamente la intensidad, se llegará
finalmente a la saturación, ahora en sentido inverso.
Si se invierte rápidamente la corriente en uno y otro sentido,
los imanes elementales, giran para uno y otro lado y la fricción
de este movimiento aumenta la temperatura de la barra, se
calienta.
En el museo de física de París, pude presenciar un experimento
donde se "oye" como giran los imanes elementales.
Actualmente sabemos que estos imanes elementales equivalen a
"bobinas superconductoras" en las que circula una corriente
eléctrica permanente, existentes en los materiales magnéticos.
Los imanes más elementales que se conocen son los mismos
electrones, que al tener un movimiento intrínseco de rotación "spin"
y por estar cargados, al girar dan origen a corrientes
superficiales que los convierten en pequeñas bobinas las que
producen el campo magnético.
Cuando veamos los aparatos médicos de "Resonancia Magnética" nos
explicarán como corrientes muy intensas circulando en bobinas
"superconductoras", producen campo magnético tan intenso que
orientan los átomos de hidrógeno existentes en el organismo
humano. |