El descubrimiento de la inducción electro-magnética (y 2)

Acabábamos la primera parte diciendo que Faraday no se contentó con solo observar e informar de su dispositivo accidental y de su importante resultado. Usando su idea de las “líneas de fuerza”, se dispuso a encontrar los principios básicos implicados en la inducción electro-magnética.

anillodefaraday

Según la hipótesis de Faraday, la corriente que cambia en el circuito primario cambiaría las líneas de fuerza magnética en la totalidad del anillo de hierro. El cambio en la líneas de fuerza magnética en la parte del anillo cercana al circuito secundario induciría una corriente en éste. Pero, si esta era la explicación correcta, se preguntó Faraday, ¿no sería posible conseguir el mismo efecto de otra manera?

En concreto se planteó dos cuestiones:

1 ¿Es el anillo de hierro realmente necesario para producir el efecto de inducción? O, ¿no será que la presencia del anillo de hierro lo único que hace es reforzar el efecto que seguiría ocurriendo sin él?

2 ¿Realmente es necesario el circuito primario? O, ¿podría inducirse una corriente simplemente cambiando las líneas de fuerza magnética que atraviesan la bobina del secundario de otra manera, como moviendo un imán con respecto al cable?

Faraday respondió a estas cuestiones casi inmediatamente realizando nuevos experimentos. Primero, demostró que el anillo de hierro no era necesario. El hecho de que comenzase a pasar, o que dejase de hacerlo, una corriente por una bobina de cable inducía una corriente momentánea en una bobina cercana, con solo aire (o vacío) entre las bobinas.

En segundo lugar estudió que ocurría cuando una imán en forma de barra se insertaba o se sacaba de una bobina de cable. Y encontró que se inducía una corriente en el instante de la inserción o de la retirada. En palabras de Faraday:

“Un imán cilíndrico…tenía un extremo insertado en el extremo del cilindro helicoidal; entonces al empujarlo dentro rápidamente en toda su longitud la aguja del galvanómetro [el medidor de corriente] se movía; cuando se le sacaba la aguja se movía otra vez, pero en la dirección opuesta. El efecto se repetía cada vez que el imán se introducía y se sacaba…”

Démonos cuenta de que este experimento corresponde a un generador eléctrico primitivo; produce corriente eléctrica cuando un agente mecánico (el experimentador) mueve un imán.

Habiendo hecho estos y otros muchos experimentos, Faraday estuvo listo para formular su principio general de la inducción electro-magnética. Básicamente, afirmó que las líneas de fuerza magnética cambiantes pueden inducir una corriente en un cable. El “cambio” necesario en las líneas de fuerza puede producirse bien por un imán moviéndose con respecto a una cable o por un cambio de corriente en otro circuito.

En el caso del imán en movimiento, Faraday describió la situación en el cable en el que la corriente se inducía como que “era cortado por líneas de fuerza del imán”. En el caso del efecto causado por una corriente que cambia en otro circuito, las líneas de fuerza de éste “cortan” el cable. Posteriormente usaría la palabra campo para referirse a la disposición e intensidad de las líneas de fuerza en el espacio. Usando este concepto, podemos decir que se puede inducir una corriente en un circuito haciendo que el campo magnético alrededor del circuito cambie. Estos cambios pueden conseguirse bien por el movimiento relativo de cable y campo o, simplemente, por un cambio en la intensidad del campo.

Hasta este momento, Faraday solo había conseguido corrientes momentáneas por inducción. Esto no era precisamente una mejora si se comparaba con las baterías que eran capaces de producir una corriente continua y más o menos estable en el tiempo. ¿Sería posible producir una corriente continua por inducción electro-magnética?

Faraday_disk_generator

Para conseguirlo se necesitaría un dispositivo en el que las líneas de fuerza magnética cambiasen continuamente en relación con el conductor. Usando un simple imán, el cambio relativo podría conseguirse con solo mantener el imán o el conductor en movimiento. Faraday hizo exactamente esto. Colocó un disco de cobre entre los polos de un imán y aplicó energía mecánica para conseguir que girase (que le dio vueltas con una manivela, vamos). De esta manera conseguía una corriente estable en un circuito conectado al disco a través de unos contactos de bronce o “cepillos”. Este dispositivo fue el primer generador eléctrico de corriente constante.

Si bien este diseño concreto resultó no ser muy práctico, si sirvió para demostrar por fin que era posible la generación continua de electricidad y que existía una profunda conexión entre electricidad y magnetismo.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Deja un comentario

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>