Coche eléctrico Faraday
Este año hace más de 200 años, el descubrimiento del motor eléctrico por parte de Michael Faraday allanó el camino para la generación de electricidad en todo el mundo. El descubrimiento de Faraday, que sigue siendo fundamental para nuestro mundo tecnológico moderno, condujo directamente a la teoría de los campos, considerada hoy como una de las teorías más sorprendentes, eclipsada únicamente por la teoría de la relatividad de Einstein.
Los descubrimientos científicos del científico autodidacta Michael Faraday, realizados en el sótano de su laboratorio en la Royal Institution, dieron forma al mundo, cambiaron nuestra comprensión de las leyes de la física y siguen siendo vitales para nuestro mundo tecnológico moderno.
El motor eléctrico de Faraday es uno de los primeros resultados de su trabajo de investigación del electromagnetismo. Fue la primera vez que fue posible hacer que la electricidad fuera práctica y ampliamente utilizada y fue la base del posterior desarrollo de Faraday de la dinamo o generador eléctrico.
¿Cómo diseñó Faraday su primer motor?
Michael Faraday (nacido el 22 de septiembre de 1791) fue un físico y químico británico más conocido por sus descubrimientos de la inducción electromagnética y de las leyes de la electrólisis. Su mayor avance en el campo de la electricidad fue la invención del motor eléctrico.
La madre de Faraday se quedó en casa para cuidar de Michael y sus tres hermanos, y su padre era un herrero que a menudo estaba demasiado enfermo para trabajar de forma constante, lo que significaba que los niños se quedaban a menudo sin comer. A pesar de ello, Faraday creció como un niño curioso, cuestionando todo y sintiendo siempre la necesidad urgente de saber más. Aprendió a leer en la escuela dominical de la secta cristiana a la que pertenecía la familia, llamada los sandemanianos, lo que influyó mucho en su forma de abordar e interpretar la naturaleza.
A los 13 años, se convirtió en recadero de una encuadernación en Londres, donde leía todos los libros que encuadernaba y decidió que algún día escribiría el suyo propio. En esta encuadernación, Faraday se interesó por el concepto de energía, concretamente por el de fuerza, a través de un artículo que leyó en la tercera edición de la Encyclopædia Britannica. Gracias a sus primeras lecturas y a sus experimentos con la idea de la fuerza, pudo realizar importantes descubrimientos en el campo de la electricidad más adelante y, finalmente, se convirtió en químico y físico.
Motor homopolar
Este invento marca un punto de inflexión en el diseño de las máquinas eléctricas. Todos los diseños anteriores desaparecen del mercado durante las décadas siguientes. Hasta la fecha, casi todos los motores eléctricos se construyen con devanados en ranuras.
En 1856, Siemens fabrica unos 50 aparatos de este tipo para los ferrocarriles bávaros. Las primeras máquinas están diseñadas para emitir impulsos para los telégrafos y se accionan a mano. No suministran energía eléctrica continua.
El británico James Clerk Maxwell resume todos los conocimientos actuales del electromagnetismo en 20 ecuaciones fundamentales. Hacia 1882, Oliver Heaviside (británico) utiliza el cálculo vectorial y reduce aún más 12 de las ecuaciones a sólo 4 ecuaciones con 4 variables. Estas ecuaciones siguen siendo válidas hoy en día y describen completamente la teoría de la ingeniería eléctrica.
Zénobe Théophil Gramme (Bélgica) resuelve el problema con la invención del anillo de anclaje, que produce una tensión continua suave. En los años siguientes, las máquinas de Gramme entran en fuerte competencia con las máquinas de doble T de Siemens.
Primer motor de corriente continua
Faraday creó un motor sencillo para ilustrar este fenómeno. El motor consistía en un hilo metálico suspendido en un vaso de mercurio. En el fondo de la copa se colocó un imán permanente. El motor generaba un campo magnético cuando Faraday aplicaba al alambre la corriente de una pila voltaica. El mercurio conducía la electricidad y formaba un circuito. Este campo magnético interactuaba con el campo ya creado por el imán del motor, provocando un movimiento circular continuo de la fuerza magnética circular alrededor del alambre. Para Faraday, este resultado sugería que la electricidad podía ser una fuerza conducida por la tensión en lugar de un fluido que se movía a través de los cables como el agua corriente.
El motor simple siguió siendo una pieza de demostración más que una herramienta práctica, pero fue el primer ejemplo de un dispositivo que convertía la corriente eléctrica en movimiento. Otros científicos mejorarían este invento para desarrollar la primera generación de motores eléctricos rotativos en las décadas de 1820 y 1830, entre ellos los inventores británicos Peter Barlow y William Sturgeon y el estadounidense Joseph Henry.