Inducción electromagnética
Faraday, 1821, 1831
La intuición de un genio
La posibilidad de convertir el magnetismo en electricidad fue uno de los más grandes descubrimientos de la física.
Una de las intuiciones más geniales de toda la historia de la física fue la de que la electricidad y el magnetismo se hallaban íntimamente unidos. Se la debemos al inglés Michael Faraday, un genio y, sin duda, el más grande experimentador de la física. Dicha intuición desembocó en uno de los descubrimientos más fructíferos de la ciencia: la inducción electromagnética.
En 1821, un año después del descubrimiento de Oersted de la inducción de un campo magnético por una corriente eléctrica, Faraday se esforzaba en profundizar en la relación entre electricidad y magnetismo, descubriendo que un polo magnético puede girar indefinidamente alrededor de una corriente eléctrica e, inversamente, que un elemento móvil de un circuito eléctrico puede girar alrededor de un polo.
Este descubrimiento, que aún no es el de la inducción electromagnética, pero que se le aproxima mucho, y que merece citarse como su fase preliminar, se lleva a cabo con la ayuda de un instrumental de sorprendente simplicidad: un imán es introducido hasta la mitad en un vaso de mercurio, con un único polo que emerge y el otro fijo en el eje del aparato. Un hilo conductor de corriente parte del fondo del vaso, atraviesa el mercurio y sale fuera. Si el hilo está fijo, el imán gira a su alrededor; si el hilo es móvil, gira alrededor del imán. De hecho, ahí se halla el principio del motor electromagnético.
Ampére, a quien Faraday ha enviado una copia de su aparato, lo perfecciona, el inglés Barlow lo perfecciona aún más en 1822, al concebir una rueda dentada, con sólo los dientes sumergidos en el mercurio, que gira en el campo de un imán cuando la corriente pasa por los dientes.
El «magnetismo de rotación»
Faraday está al corriente de los experimentos que Ampére lleva a cabo con su aparato. Sólo llega a conclusiones confusas, como la que postula que la atracción y repulsión eléctrica y magnética son «ilusiones». En realidad, parece que lo que Faraday quiere decir es que no hay diferencia fundamental entre electricidad y magnetismo. Su análisis de ambas fuerzas se está gestando. Pero el hombre se halla inmerso en una actividad tan desbordante como productiva. En 1823 descubre la licuefacción de los gases; en 1824 descubre el benceno y la polarización de la luz en un campo magnético; en 1825 le eligen miembro de la Royal Institution... Su trabajo sobre el electromagnetismo es, por tanto, intermitente, aunque continúa con él.
En 1824, Faraday trata de verificar una idea que había apuntado en 1822 en su carpeta: convertir el magnetismo en electricidad. No lo consigue, y vuelve a fracasar en 1825 y 1828. En esos años la suerte no está de su lado, ni tampoco del de Ampére, que en 1824 «funde» el descubrimiento principal en el curso de un experimento. Si se suspende una aguja imantada de un hilo, oscila; si se coloca debajo de un disco de metal, la oscilación desaparece casi por completo. Si se hace girar el disco, la aguja gira en el mismo sentido; y si se hace girar la aguja, el disco, cuando es móvil, también lo hace. Esto se asemeja bastante al primer descubrimiento de Faraday, con la diferencia de que, en este caso, no hay corriente eléctrica. Un observador del siglo XX comprendería de inmediato que hay inducción de una corriente eléctrica. Pero Ampére y sus ilustres colegas, Arago y Duhamel, hablan de «magnetismo de rotación», lo cual no carece de significado. En realidad, fue Ampére quien descubrió la inducción electromagnética, pero como no comprendió nada, hay que quitarle el mérito.
Faraday, que conocía esos experimentos, comienza a comprender oscuramente su significado. Construye un nuevo aparato también muy simple: en torno a un anillo de hierro dulce, buen conductor de la electricidad, enrolla por separado dos hilos conductores. El primero se halla unido a un galvanómetro, un aparato que mide la corriente. Cuando los extremos del segundo hilo se conectan a una batería eléctrica no pasa nada. Pero si la corriente se abre o se cierra, pasa por el primer hilo, que, sin embargo, no está en contacto con el segundo. El experimento es famoso. Indica que la variación del magnetismo inducido por la apertura o el cierre de la corriente en el hierro dulce induce a su vez una corriente eléctrica en el primer hilo.
Faraday vuelve a realizar el experimento con otro aparato. Enrolla un hilo conductor en un cilindro de hierro dulce. Al cambiar la polaridad del cilindro, una corriente pasa por el hilo. Otra variante aún más
sencilla: se introduce y se retira un imán de un hilo conductor enrollado en espiral, induciéndose de este modo cada vez una corriente eléctrica en el hilo.
