Faraday, electromagnetismo, Maxwell y otras cosas esenciales.

Si hay una figura en la física que de verdad admire es Michael Faraday. Faraday (Newington, 1791-Londres, 1867) fue una persona que recibió muy escasa formación de niño. La mayoría de sus conocimientos provienen de la época que trabajó de asistente de un vendedor de libros y se dedicaba a leer aquello que pasaba por la tienda. Y pese a su no formación académica fue capaz de descubrir el electromagnetismo. No confundáis esta admiración con clasismo de “mirad, el paleto que acabó siendo un gran científico a base de esfuerzo”; si yo admiro a Faraday es por ser un puro experimentalista.

Faraday es una persona que hizo grandes descubrimientos a base de toquetear, ver qué pasaba, apuntándolo y repitiéndolo. Experimentando, en definitiva. Esta ausencia de formación que he dicho no le impidió formular leyes que sentarían las bases del electromagnetismo y la electrolisis (de forma rápida, hacer brujerías con la electricidad y la química), aunque no con formulitas. Quizá recordéis la ley de Faraday del instituto, que es el siguiente enunciado:

El voltaje inducido a través de un conductor que se desplaza transversal a un campo magnético es proporcional a la velocidad del conductor.

Esto es, que si mueves un conductor (cobre, por ejemplo), a través de un campo magnético, vas a generar un campo eléctrico. En otras palabras, el campo magnético induce cargas en el conductor, que al moverse generan una corriente, que provoca el campo eléctrico.

A día de hoy es fácil oír hablar del electromagnetismo como una fuerza única y básica de la interacción de la materia, pero en el siglo XIX no se planteaba ni que electricidad y magnetismo se pudieran relacionar. Este descubrimiento de Faraday abrió las puertas a múltiples experimentos, teorías  y campos y tiene sus consecuencias a día de hoy: la transmisión de radio, los microondas, las bobinas en la creación de circuitos eléctricos complejos, etc. Y todo esto a base de probar cosas y experimentar.

No es que le quite mérito al trabajo previo de pensar, pero siempre se nos vende que los grandes genios consiguieron sus éxitos a base de arcanos e intrincados conocimientos de matemáticas, y no tiene que ser siempre así. A veces, sólo con mover metales por bobinas, ver que pasa, repetir el experimento y pensar, se consiguen grandes cosas*.

Como anotación final, mencionar que ya más adelante, Maxwell hizo el trabajo de recopilar todas las ecuaciones del electromagnetismo en las ecuaciones que llevan su nombre. Tienen diversas formulaciones, pero en general se consideran las 4 ecuaciones de abajo (más las denominadas relaciones constitutivas, de las que mejor hablo en otro momento):

Captura

Las ecuaciones de Maxwell. Particularmente, me suele gustar la forma diferencial. Fuente: Wikipedia.

De forma resumida quieren decir lo siguiente:

  • Ley de Gauss: Una carga eléctrica encerrada por una superficie cerrada generará un campo eléctrico.
  • Ley de Gauss del campo magnético: No existen monopolos magnéticos. Quiere decir que en un campo magnético siempre habrá dos polos, positivo y negativo. En la práctica, que si rompes un imán en dos, cada trozo tendrá sus propios polo norte y polo sur.
  • Ley de Faraday (o Ley de Faraday-Lenz): un campo magnético en movimiento generará un campo eléctrico.
  • Ley de Ampérè generalizada: en un conductor por el que pase una carga en movimiento (corriente eléctrica) se generará un campo magnético.

Cada vez que se empieza a estudiar algo relacionado con electricidad, magnetismo o electromagnetismo, las leyes de Maxwell estarán las primeras. Acabas por cogerles cariño . O algo.

*A veces en forma de explosión.

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Un pensamiento en “Faraday, electromagnetismo, Maxwell y otras cosas esenciales.

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