Faraday, Michael (1791-1867)
Físico y químico inglés, nacido en Newington Butts el 22 de septiembre de 1791 y muerto en Hampton Court el 25 de agosto de 1867.
-
- Michael Faraday
De familia muy modesta, trabajó como recadero en una librería del Londres hacia 1804 y después como encuadernador y librero. Como consecuencia de este trabajo, tuvo la ocasión de leer mucho y adquirió una formación autodidacta leyendo los libros que encuadernaba, lo que le convirtió en un gran apasionado de la Química. Un buen día recibió algunas entradas para asistir al último curso de conferencias que impartía Davy en la Royal Institution, de las que tomó una serie de apuntes, que redactó ordenadamente y reunió en un volumen; Faraday que para entonces andaba buscando trabajo, envió esta recopilación al propio Davy junto con una petición de empleo. En un principio Davy no le hizo caso, pero más tarde sufriría un accidente mientras sintetizaba Cloruro de nitrógeno y esto le convenció para aceptar a Faraday como ayudante temporal. En seguida quedó prendado del joven y en 1812 le hizo su ayudante permanente. Posteriormente pasaría a ser su colaborador, y más tarde, en 1831 le sucedería en su puesto del Instituto Real de Londres, superándole como científico, aún cuando aquel vivía. Fue a partir de que empeñase este cargo cuando empezó a trabajar sobre la electricidad, ya que hasta entonces se había dedicado casi en exclusiva a la Química.
Davy había inventado la lámpara de seguridad de los mineros y el arco voltaico y había descubierto muchas sustancias químicas, entre ellas ocho nuevos elementos, pero puede decirse que su mayor descubrimiento fue Michael Faraday.
Junto con su maestro y otros científicos, procedentes de familias modestas, formaron un grupo de científicos que contribuyeron enormemente al desarrollo industrial inglés. Fue una época en la que no se pusieron barreras de entrada de hombres inteligentes en las universidades.
Acompañó a Davy por unas conferencias que aquel dio por Europa como asistente y ayuda de cámara y tuvo la ocasión de conocer a los científicos más relevantes de la época.
Su primer logro científico realizado de manera individual, sucedió en el año 1920 cuando llevó a cabo la síntesis de los primeros clorocarburos conocidos, como el tetracloruro de carbono.
Tres años más tarde, Faraday consigue licuar varios gases, como el cloro, mediante altas presiones y enfriamientos. Descubrió el benceno en 1825 en el gas del alumbrado, 20 años después Hofman observaría este gas en el alquitrán de la hulla que es en la actualidad la primera fuente del benceno y de sus derivados.
Fue a partir de los años 30 cuando Faraday focaliza su atención en la Física y dentro de ella, de manera más concreta en la electricidad; y a pesar de que su vocación por esta materia fue tardía, es por sus investigaciones dentro de ella donde es más popularmente conocido. Sin ir más lejos, la unidad de capacidad eléctrica de un condensador en el Sistema internacional de medidas, el Faradio, toma su nombre de este científico.
Faraday definió el concepto de líneas de un campo eléctrico y en 1831 descubrió el fenómeno de la Inducción electromagnética, gracias al cual se manifiesta que determinados cambios en los campos magnéticos producen campos eléctricos. Todo ello comenzó en 1831 cuando publicó una serie de experiencias realizadas "con la esperanza de obtener electricidad del magnetismo ordinario" como el mismo comentó; es natural que Faraday empezara a reflexionar sobre la relación que existía entre la electricidad y el magnetismo ya que si la electricidad establece un campo magnético, ¿por qué un campo magnético no podía crear electricidad?. Para demostrarlo intentó ver si una corriente eléctrica, al pasar por un conductor, inducía una corriente en otro conductor próximo, prosiguiendo así los descubrimientos que Arago, Oersted, Ampere y otros habían realizado al observar la acción de corrientes magnéticas en corrientes eléctricas. Utilizó dos bobinas de hilo conductor arrolladas sobre un mismo núcleo de madera y separadas por una hoja de papel; una de ellas se conectaba a una batería y la otra a un galvanómetro. Observó que no se acusaba paso de corriente por la bobina conectada al galvanómetro cuando la bobina conectada a la batería estaba recorrida por una corriente estacionaria, por muy intensa que ésta fuese; pero sí se observaba un paso momentáneo de corriente por el galvanómetro en el momento de conectar o desconectar la otra bobina a la batería. Este hecho hizo pensar a Faraday que la aparición de la corriente inducida, en la bobina conectada al galvanómetro, era debida a la variación de la corriente en la bobina conectada a la batería, y no a la corriente en sí. Para comprobar si este hecho estaba relacionado con el campo magnético originado por la corriente en la bobina conectada a la batería, sustituyó ésta por un imán y arrolló la bobina conectada al galvanómetro sobre un núcleo de material ferromagnético, de manera que el campo magnético creado por el imán se concentrase en el interior de la bobina, en estas condiciones observó paso de corriente por la bobina cuando se introducía o extraía bruscamente el núcleo ferromagnético en la bobina, aun cuando ésta se mantuviera en una posición estacionaria dentro del campo magnético del imán.
-
- Experimento de Faraday
Cuando dos bobinas de hilo conductor se arrollan a un mismo núcleo debidamente aisladas, conectadas, una a un galvanómetro, G, y la otra, a una batería, B, se acusa paso de corriente en G al abrir o cerrar el interruptor I, que conecte la otra bobina a la batería.
-
- Experimento de Faraday
Cuando una bobina de hilo conductor de arrolla, convenientemente aislada, sobre un núcleo de hierro y de conecta a un galvanómetro, G, al someterla a un campo magnético (creado, por ejemplo por un imán), el galvanómetro acusa paso de corriente por la bobina cuando el núcleo de hierro de introduce o saca bruscamente del interior de la bobina.
Prosiguiendo la experiencia en esta línea, Faraday llego a una serie de conclusiones que se resumen en una sola: siempre que varía el flujo magnético, a través de las espiras de una bobina de hilo conductor, se induce en ella una corriente eléctrica. La aparición de una corriente eléctrica en la bobina, implica la existencia de una fuerza electromotriz de valor proporcional a la rapidez de las variaciones de dicho flujo. Este hecho recibiría el nombre de inducción electromagnética y se conoce como la Ley de Faraday. Las máquinas eléctricas basan su funcionamiento en esta ley; como él mismo demostró dos meses más tarde al conseguir un modo práctico de producir una corriente continua a partir del magnetismo. Para ello fabricó una delgada rueda de cobre que podía girar alrededor de un eje y cuyo borde exterior, al girar, pasaba entre los polos de un potente imán. Al girar entre los polos la rueda cortaba constantemente líneas de fuerza magnética, de modo que por la rueda fluía constantemente una corriente eléctrica. El aparato llevaba dos cables que acababan cada uno en un contacto deslizante. Uno de los contactos rozaba contra la rueda de cobre al girar, mientras que el otro lo hacía contra un eje. Un galvanómetro intercalado en el circuito indicaba que mientras la rueda de cobre estuviese girando, se producía una corriente continua. Faraday generó así la electricidad a partir del movimiento mecánico. Había inventado el generador eléctrico.
Trabajando en electroquímica, introdujo una serie de términos que se utilizan en la actualidad, propuso el nombre de electrólisis para la ruptura de las moléculas por una corriente eléctrica; a sugerencia del erudito inglés William Whewell, llamó electrolitos a los compuestos o soluciones capaces de trasportar corriente eléctrica. Las placas o varillas de metal introducidas en la substancia fundida o solución, recibieron el nombre de electrodos; el electrodo que llevaba carga positiva era el ánodo y el que llevaba carga negativa, el cátodo. La corriente eléctrica era transportada a través del material fundido o la solución por entidades que Faraday denominó iones (de la palabra griega que significa viajero). Los iones que viajaban al ánodo eran aniones y los que lo hacían al cátodo, cationes.
Después de estudiar distintos tipos de reacciones electrolíticas, Faraday descubrió en 1833 las leyes cuantitativas de la electrólisis con un voltímetro de su invención. La primera ley establecía que las cantidades de sustancias transformadas en la electrólisis son proporcionales a la cantidad de electricidad que ha atravesado el electrólito. La segunda ley que cuando una misma cantidad de electricidad atraviesa electrólitos distintos, las cantidades transformadas en los electrodos son proporcionales a los equivalentes químicos de estas sustancias. Después de diversas medidas se llegó a determinar la cantidad necesaria para liberar el equivalente-gramo de cualquier elemento, que resultó ser del orden de 96500 coulombios, valor que se conoce como la constante de Faraday.
Las leyes de la electricidad de Faraday parecían indicar, según la opinión de algunos químicos, que la electricidad podía subdividirse en pequeñas unidades definidas, igual que la materia. En otras palabras, había átomos de electricidad. Aún no había terminado el siglo XIX cuando quedó establecida esta opinión y los átomos de electricidad fueron localizados; el mismo Faraday, sin embargo, nunca fue entusiasta de aquellos, ni del atomismo en general.
Después de cinco años de enfermedad, en 1845 volvió a experimentar, esta vez con los fenómenos relacionados con la luz y el magnetismo, de esta forma descubrió la magnetización de la luz y el diamagnetismo, describiendo con una intuición genial, las interacciones entre los cuerpos imantados como el resultado de un estado de tensión del medio en el que estaban situados estos cuerpos, ideas que mas tarde serán proseguidas por Maxwell.
Faraday, es uno de los científicos más grandes de la historia, fue además un gran conferenciante, cualidad que le convirtió en un buen divulgador científico, aunque nunca buscó la riqueza ni la fama y careció prácticamente de vida social. A él se le atribuye la siguiente frase: "La verdad nunca deja de aparecer finalmente: y a los grupos opuestos, si están equivocados, se les convence antes cuando se les replica que cuando se les abruma".
Durante las Navidades solía dar numerosas charlas para gente joven, entre la cuales están las que versan sobre la bujía, recogidas en el libro "La historia química de la bujía". Cuentan que después de una conferencia se le acercó un político y le dijo "¿Para que va a servir la electricidad establecida tan sólo durante una fracción de segundo en un imán?, a lo que Faraday respondió: "Señor dentro de 20 años estará usted cobrando impuestos sobre esa electricidad".
La mayor parte de sus obras fueron publicadas en tres volúmenes con el nombre de Experimental Researches in Electricity (1839).
En su honor se creó en Londres en 1903 la Sociedad Faraday para promover los estudios de electroquímica.
