¿Cómo descubrió Faraday el efecto electromagnético?

Michael Faraday nació en Newington, Inglaterra, en 1791. Su padre era herrero y su familia era muy pobre, por lo que Faraday no tuvo educación formal. Se instaló en Londres con su familia a los 5 años y empezó a trabajar como vendedor de periódicos a los 12. A los 13 años se convirtió en aprendiz en una librería y trabajó como aprendiz durante 8 años. Este trabajo tuvo un gran impacto en su vida. Tuvo la oportunidad de leer muchos libros científicos, entre los cuales "Encyclopedia Britannica" y "Chemistry Talk" le impactaron más profundamente. Basándose en lo que aprendió, utilizó su frugal dinero de bolsillo para comprar algunos equipos sencillos, realizó algunos experimentos químicos sencillos y comenzó su "investigación científica" inicial. En 1812, con la ayuda de otros, tuvo la suerte de escuchar cuatro discursos de David, el famoso científico y presidente de la Royal Society. Inmediatamente se sintió atraído por las conferencias y quiso "trabajar en el departamento de ciencias". Audazmente le escribió este deseo a David y le adjuntó apuntes de conferencias cuidadosamente ordenados con imágenes y textos. El propio David perdió a su padre cuando era joven, abandonó la escuela a los 15 años, trabajó como aprendiz y se embarcó en el camino de la investigación científica a través del autoestudio, por lo que siente una profunda simpatía por la experiencia de vida de Faraday y su amor por ciencia. En marzo de 1813, Faraday fue recomendado al laboratorio de la Royal Institution como su asistente. En junio de 2010, Faraday viajó con David al continente europeo para realizar inspecciones académicas, donde aprendió muchos métodos de investigación científica y amplió sus horizontes. El primer artículo se publicó en 1816. En 1821, se desempeñó como director del laboratorio de la Royal Institution y comenzó a estudiar el electromagnetismo. Diez años más tarde, descubrió la ley de la inducción electromagnética, sentando las bases teóricas del electromagnetismo clásico.

Faraday siempre fue una persona que trabajó duro y siguió aprendiendo. Sólo el trabajo y el estudio le harán feliz y le satisfarán. El 25 de agosto de 1867, mientras estaba sentado en una silla de su estudio, su respiración se detuvo y murió pacíficamente a la edad de 76 años.

El descubrimiento del efecto magnético de la corriente eléctrica reveló la conexión intrínseca entre la electricidad y el magnetismo. Faraday se enteró del experimento de Oersted y lo repitió el 3 de septiembre de 1821: colocó una pequeña aguja magnética en diferentes lugares alrededor de un cable portador de corriente y descubrió que la pequeña aguja magnética tenía tendencia a moverse en círculo alrededor del cable. Esto le hizo pensar inmediatamente: dado que la electricidad puede producir magnetismo, ¿por qué el magnetismo no puede producir electricidad? La electricidad es algo muy preciado. Las baterías voltaicas eran caras y escasas de energía, y los imanes estaban omnipresentes. Si se utilizan imanes para generar electricidad, el coste de la electricidad será muy barato, por lo que su importancia no se limitará al laboratorio, sino que estará vinculada a la vida cotidiana humana, con inconmensurables beneficios sociales y económicos.

Después de eso, Faraday hizo muchos experimentos. Insertó un imán en una bobina de cobre y lo conectó a un amperímetro. No hay corriente. Sostuvo un cable con corriente cerca de un cable sin corriente y luego usó un imán grande. Cuando lo midió con un amperímetro, no encontró corriente en el cable. ¿Mi idea es incorrecta? ¡No lo haré! Faraday estaba convencido de que las fuerzas de la naturaleza están unidas y pueden transformarse unas en otras. La electricidad y el magnetismo también deben estar unificados y pueden transformarse, sin mencionar que la electricidad produce magnetismo a través de experimentos, ¡por lo que el magnetismo debe producir electricidad! Fue esta firme convicción científica la que llevó a Faraday a realizar incansablemente experimentos durante 10 años. Un método falló y se adoptó otro. Un experimento falla y luego llega otro. El 29 de agosto de 1831 finalmente lo consiguió.

Utilizó un aro de hierro dulce con un espesor de 2,22 cm y un diámetro exterior de 15,24 cm. Dos bobinas aisladas A y B se enrollan alrededor del anillo para garantizar que la electricidad no pueda pasar de A a B, ni de B a A. Los dos extremos de B están conectados con un cable de cobre. Forma un circuito cerrado. a está conectado a un paquete de baterías compuesto por 10 baterías y al interruptor K para formar un circuito cerrado. La forma de pensar de Faraday es: K está cerrado, el circuito A tiene electricidad. Oersted había descubierto que la electricidad puede producir magnetismo, y que el magnetismo puede conducirse a lo largo del anillo de hierro hasta B. Si el magnetismo puede generar electricidad, entonces el magnetismo emitido por el anillo de hierro producirá una corriente en el circuito cerrado de B. La corriente en B se puede detectar con un galvanómetro o una pequeña aguja magnética. Colocó una aguja magnética en el circuito cerrado, primero cerró el interruptor K y luego observó la aguja magnética. ¡La aguja magnética no se movía en absoluto! Faraday se estaba impacientando. Se quedó mirando la aguja magnética sin comprender y murmuró para sí mismo: "¿Por qué no se mueve?" Apagó el interruptor K sin mirar atrás, pero inesperadamente vio la aguja magnética balanceándose. "¿Lo lleva el viento?" Cuando apagó y encendió la K, descubrió que la aguja magnética oscilaba. Faraday estaba muy feliz. Estaba convencido de que el cierre y la apertura del interruptor hacían girar la aguja magnética. ¡Inmediatamente pensó que se trataba del fenómeno de generación de energía magnética que había estado buscando durante casi 10 años!

Para demostrar aún más el fenómeno de la generación de energía magnética, Faraday realizó experimentos a gran escala en 183110107.

Enrolló un cable de cobre de 67 metros de largo alrededor de un cilindro largo vacío y conectó un amperímetro a ambos extremos del cable de cobre. Luego tomó un imán rectangular de 2,13 centímetros de largo y 1,9 centímetros de diámetro, y rápidamente insertó y sacó el cilindro. Faraday notó que la punta del amperímetro se movía y se desviaba en la dirección opuesta. Es decir, el magnetismo puede generar electricidad, la cual genera corriente eléctrica mediante el movimiento mecánico de imanes, formando el modelo primitivo de nuestro primer generador de corriente eléctrica.

En 1831, Faraday comenzó a escribir su obra maestra en tres volúmenes "Investigaciones experimentales de la electricidad", que se publicó en 1837, 1844 y 1855. Sus magistrales experimentos se recogen en esta obra maestra, que describe vívidamente sus profundos conocimientos sobre la física. Esta obra maestra sentó las bases teóricas del electromagnetismo clásico, y Faraday fue llamado "el fundador del electromagnetismo clásico".

Faraday fue el mayor físico experimental en el campo del electromagnetismo del siglo XIX y el fundador del electromagnetismo clásico. Al mismo tiempo, Faraday es un modelo de talento autodidacta. Sus esfuerzos y su incansable búsqueda de la verdad inspirarán para siempre a las generaciones futuras.