ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Ilustraciones 1

ILUSTRACIONES.
Capítulos 1 al 9
 


Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003


Capítulo 1
El tren detenido por un soplido.


 
Locomotora de vapor de 40 psi construida en 1804 por Richard Trevithick para ser utilizada por la empresa Welsh Penydarran Railroad. Se dice que fue la segunda construida en el mundo, dado que Mathew Murray de Leeds, había construido la primera máquina de vapor sobre rieles, en ese mismo año.
Más información: http://www.sdrm.org/history/timeline/

Locomotoras de vapor como ésta, la número 650, se utilizaron en México en la época de Don Porfirio Díaz y tiempo después durante la Revolución Mexicana, en donde fueron el principal medio de transporte de hombres, caballos, alimentos, municiones y armas, por tal motivo su valor estratégico resultó primordial.
La locomotora 650 se encuentra en el Museo de los Ferrocarriles Mexicanos en Puebla, se trata de una Baldwin que fue puesta en servicio entre 1901 y 1902, pesa 65 toneladas y fue reconstruida en 1988.
Para saber más sobre este tema visita el sitio del Museo:
http://www.upaep.mx/puebla/muferr/musferr.html

 

En la Exposición Panamericana de Buffalo de 1901, Westinghouse Air Brake Co. exhibió el montaje de un sistema de frenos de aire de alta velocidad, para un tren que contara con una locomotora y seis carros de ferrocarril. Del lado derecho se aprecian los equipos de cada uno de los carros, inclusive las mangueras de interconexión en la parte alta y del lado izquierdo el resto de los equipos que iban instalados en la locomotora. Más información de Westinghouse en el sitio:
http://ublib.buffalo.edu/libraries/exhibits/panam/sel/westinghousexhibit.html
 


Capítulo 2
Un laboratorio en el Sol.


Más sobre este tema en YPOP, Learning Technologies Project:
http://solar.physics.montana.edu/YPOP/Classroom/Lessons/Filters/index.html



Más sobre estos temas en: The North Bay Science Project, Sonoma State University.
http://nbsp.sonoma.edu/resources/teachers_materials/county_regionals/11-03-01/img0.htm

 


Capítulo 3
El rayo de la vida.

 

Henri Becquerel descubridor del fenómeno de la radioactividad, aparece en el laboratorio donde realizó su descubrimiento en 1896. Obsérvense al fondo, como parte de su equipo, 4 botellas de Leyden aparentemente interconectadas a una máquina electrostática.
Foto: Archives Curie et Joliot-Curie

 

Pierre y Marie Curie aparecen en su laboratorio de la Escuela de Física de Chimie en París. Foto: Archives Curie et Joliot-Curie.
Para conocer más sobre este tema, visita el sitio de la Société Française D'Ënergie Nucléarie


 

Wilhelm Röntgen descubrió los Rayos X en 1895, en el recuadro de la foto aparece la imagen de Rayos X que muestra los huesos de la mano de su esposa, incluso la sombra de su anillo, que Röntgen logró obtener, apenas una semana después de su descubrimiento.

 

Equipo de Rayos X desarrollado por Röntgen en 1896. Para conocer más sobre este tema visita el sitio del Deutschen Röntgen-Museum


 


Capítulo 4
Una piedra mágica.

 

Brújula china muy antigua del tipo concha de sopa, la base era de bronce y la concha de piedra imantada, el círculo central representa el cielo y la base cuadrada la tierra. Para obtener información más amplia sobre este tema, puedes visitar:
http://www.fengshui.com.br/esp/slopan.htm
 

 

Cristóbal Colón utilizó la brújula, la "aguja de marear" como era conocida por los navegantes de la época, para orientarse en sus trascendentales viajes. No encontramos ninguna imagen de dicho instrumento, pero existen dos sitios muy interesantes que hablan sobre la forma de orientarse y medir la velocidad de las naves: Las Carabelas una jornada a bordo y Colón el iluminado.



Puedes encontrar más información sobre este tema en el sitio del NGDC:
http://www.ngdc.noaa.gov/seg/potfld/

 

                                              La Evolución de la Brújula.
Si Colón lo hubiera tenido…
Actualmente contamos con el GPS (Global Positioning System), (Sistema de Posición Global). que utiliza 24 satélites que giran a 20000 Km. sobre la Tierra que transmiten señales que pueden ser captadas por receptores en la Tierra.
El receptor, con señales de 4 de estos satélites calcula la longitud, la latitud y la altura sobre el nivel del mar con una exactitud en los usos militares de 3 metros y en los usos comerciales de 30 metros.
Estos receptores pueden llevarse en el barco, coche, avión o hasta en la mano, actualmente hay hasta de pulsera como reloj.
Para más información puede consultarse la página web:                             www.aero.org/publications/GPSPRIMER/Index.html
 


Capítulo 5
Como embotellar un rayo.

 

El hombre de la derecha sostiene en su mano una botella de Leyden   que está haciendo contacto con el borne principal de una máquina electrostática de Ramsden. Cuando el hombre de la izquierda hace girar la manivela de la máquina se genera electricidad estática que carga la botella de Leyden tal cual si hubiera "embotellado un rayo" en su interior. La carga permanece allí hasta que mediante un alambre se hace contacto entre el borne superior y la cubierta conductora que envuelve la botella en la parte inferior. El resultado de la descarga es una fuerte chispa.
Mas sobre este tema se puede encontrar en el sitio de:
The Bakken Library and Museum

 

La casa del trueno, construida por Franklin para demostrar como un rayo era capaz de incendiar un edificio. Para demostrarlo utilizaba una botella de Leyden cuya descarga eléctrica pasaba a través de la cúpula de un modelo de iglesia en miniatura, creando una chispa en su interior que provocaba el incendio del material inflamable que existía dentro. Cuando por el contrario conducía la descarga a través de un cable conductor conectado a tierra, se evitaba la chispa y por lo mismo el incendio del material inflamable y combustible. Este era el principio fundamental del pararrayos inventado por Franklin.
Para conocer más sobre este tema visite la página web:
The Bakken Library and Museum


Capítulo 6
Una manzana famosa.

 

En la animación se muestra a Newton sentado bajo un árbol, aparentemente mareado al recibir el golpe de una manzana que cayó sobre su cabeza, para después recibir la inspiración de su genial idea que dio origen a sus Leyes de Gravitación Universal.
Una presentación interesante la puedes ver en el sitio de la Universidad de California en Riverside:
Presentación Física 7, Galileo y Newton

 


Capítulo 7
La rana que metió la pata.

 

Galvani era un médico, sin embargo se dice que este era su laboratorio de electricidad en 1791. En él se aprecian una máquina electrostática, una línea conductora aérea, dos enormes botellas de Leyden y desde luego las consabidas ranas que utilizaba en sus experimentos.

 

Galvani creyó que las ranas muertas con las que experimentaba en su laboratorio poseían electricidad propia y la denominó "electricidad animal". Estaba en un error y Volta lo corrigió, sin embargo el hecho de que el paso de una corriente eléctrica a través del cuerpo de la rana, produjera contracciones musculares en sus patas, marcó el inicio de múltiples investigaciones posteriores relacionadas con los movimientos rítmicos del músculo cardiaco.
Más sobre este tema en la página del Centro di Cultura Scientifica "Alessandro Volta", Italia: Alejandro Volta y la disputa de la rana

 

En la imagen animada se quiere representar a Volta realizando el experimento con las ranas. La diferencia con respecto a Galvani, fue que Volta comprendió que la electricidad no era inherente a las ranas, sino que por consecuencia del paso de ella a través de su cuerpo, efectuaban contracciones de los músculos de sus patas. La animación trata de mostrar que Volta tiene en su mano una fuente de voltaje A-B (su famosa pila voltáica) que pone en contacto con la rana, la cual ante el paso de la corriente efectúa movimientos reflejos.

 

En 1801 Alejandro Volta recibió el reconocimiento de Napoleón Bonaparte quién le condecoró con una medalla de honor. En la imagen aparece Volta, explicando su invento al emperador.

 

                       La evolución del experimento de Galvani y Volta.

La imagen muestra el implante de un moderno marcapaso que regula de manera automática el ritmo cardiaco, mediante el envío de pequeñísimos impulsos eléctricos al ventrículo del corazón.
Sin embargo la evolución de los experimentos de Galvani fue continuada por el electroterapeuta francés de Boulogne,  Guillaume Duchenne quién estimula con la "mano eléctrica" la región cardiaca de una paciente de 21 años, enferma de difteria, que padece taquiarritmias graves, y logra disminuir temporalmente la frecuencia cardiaca y que el pulso sea regular.
Más adelante en 1882, gracias a una paciente cuyo corazón esta abierto bajo una capa de piel después de una intervención de tórax, el electroterapeuta alemán Hugo Von Ziemssen puede demostrar por primera vez en una persona viva que los impulsos eléctricos controlan la actividad del ventrículo.
El médico de Nueva York, Albert Hyman, en 1927 prueba un  marcapaso artificial, un aparato de radiación accionado a mano. No será hasta la aplicación del marcapaso externo del cardiólogo estadounidense Paul M Zoll en 1956 y posteriormente del marcapaso interno, cuando su uso experimente un auge vertiginoso.
Todo ello gracias a las ranas de Galvani y Volta en el siglo XVIII.


Capítulo 8
Protones electrones y otros bichos.

 

CMS - El solenoide compacto  Muon

Tres de los 5 anillos de yugo, tipo barril, para el detector CMS en el Large Hadron Collider del CERN, forman el compartimento exterior de vacío para el gigantesco solenoide superconductivo de 4 Teslas, con 13 metros de largo por 6 metros de diámetro que va insertado dentro del tercer anillo.

                           
El Muon Solenoid es uno de los experimentos del "Large Hadron Collider" en el CERN.
Involucra la colaboracion de 1870 científicos de 150 Instituciones pertenecientes a 31 naciones. El  acronismo CMS es por  "Compact Muon Solenoid".
El detector está basado en el uso de un solenoide superconductor de las características arriba mencionadas cuya intensidad de campo de 4 Teslas equivaldrá aproximadamente 100,000 veces la intensidad del campo magnético de la Tierra.
Este será el electroimán más grande jamás construido que permitirá colocar en su interior los detectores y calorímetros.
Objeto:
Conocer más de los Protones, Electrones y otros bichos. 
Para que aprendas más de este misterioso y apasionante mundo visita el sitio en español de PDG:
La Aventura de las Partículas
 

 

El "Electron-positron Storage Ring" (CESR) de Cornell University, tiene una circunferencia de 768 metros y está colocado 12 metros bajo el campo de football de la Universidad.
Es capaz de producir colisiones de 12 GeV. cuyos resultados se estudian con un detector CLEO. Para acelerar las partículas se utiliza un LINAC de 150 MeV. 
 

Capítulo 9
Un simple trozo de alambre.
 

La mayoría de los átomos no contienen su máximo número de electrones en la última órbita y algunos como el de Cobre mostrado arriba, tienen un electrón solitario en la última órbita.
Por la misma razón de ser un solo electrón y estar en la última órbita, no se encuentra tan fuertemente ligado al núcleo y fácilmente puede ser desplazado.
Un alambre de cobre resulta ser un excelente conductor dado que los electrones de la última capa de sus átomos pueden moverse libremente, saltando de un átomo a otro y dando origen a una corriente eléctrica.
No todos los materiales permiten que los electrones de la órbita exterior se muevan tan libremente. Para el carbón por ejemplo a pesar de ser conductor y permitir el paso de corriente, se requiere mucho más energía para lograrlo.
Lógicamente los materiales aislantes oponen muy alta resistencia a la transferencia de electrones.
 

El cable telegráfico submarino.

En Julio de 1858, se cargaron 25000 millas de cable en los barcos Niagara y Agamenon, la mitad en cada uno, ya que ninguno era capaz de llevar toda la carga.
Se unieron los cables (que se ve en la foto) en mitad del océano y los barcos partieron en direcciones opuestas.
El 5 de Agosto, el Niagara llegó a Trinity Bay y casi al mismo tiempo, llegó el Agamenon a Valentia.
Cuando se hicieron las conexiones a los equipos correspondientes, se pudo enviar el primer mensaje telegráfico que decía ; " Europa y América están unidas por primera vez por el telégrafo, Gloria a Dios en los Cielos y Paz en la Tierra a los hombres de buena voluntad"

Habiendo fallado el primer cable, el 27 de julio de 1866, se tendió un segundo y definitivo cable, esta vez en un solo barco, el Great Eastern que partió de Valentia, Irlanda el 13 de julio de 1866 con 2730 millas de cable en su bodega, llegando 14 dias después a Trinity Bay habiendo depositado  en el Océano 1852 millas de cable.
Cinco cables adicionales se colocaron entre 1866 y 1894, que operaron hasta 1965.

 

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.