Faraday și electromagnetismul

În 1791, anatomistul italian Luigi Galvani (1737-98) a descoperit accidental că mușchii unei broaște disecate se contractau dacă erau atinși simultan cu sonde de alamă și fier. Fizicianul italian Alessandro Volta (1745-1827) a atribuit acest efect contactului a două metale diferite.

În 1800, într-o scrisoare adresată președintelui Societății Regale, Joseph Banks (1743-1820), Volta a anunțat crearea unui dispozitiv capabil să producă curent electric continuu. Acesta a fost așa-zisul Un „stâlp voltaic” format din discuri alternative de zinc și cupru separate prin separatoare din carton înmuiate în apă sărată.

Oamenii de știință și-au dat seama imediat de importanța acestei invenții. Curând englezul Humphrey Davy (1778-1829) a dezvoltat un „stâlp” mai puternic numit baterie galvanică, care i-a permis să izoleze pentru prima dată o serie de elemente chimice: sodiu, potasiu, magneziu, calciu, stronțiu și bariu. În 1813, Davy a acceptat un tânăr pe nume Michael Faraday ca asistent la Instituția Regală.

Faraday, fiul unui fierar sărac, s-a născut la 22 septembrie 1791 în Newington, Surrey.A reușit să obțină doar studiile primare și la vârsta de 14 ani a fost ucenic la unul dintre legatorii londonezi. Meseria de legător i-a oferit tânărului posibilitatea de a citi cărți care îi treceau prin mâini. Faraday a fost deosebit de impresionat de articolul despre electricitate din Encyclopedia Britannica. În 1810 s-a alăturat societății filozofice a orașului, ceea ce i-a permis să asculte prelegeri și să efectueze experimente.

Când ucenicia sa încheiat în 1812, Faraday și-a abandonat cariera de legător. Davy, care a fost temporar orb în urma unei explozii în laborator, l-a făcut asistentul său. În 1813-15 Davy l-a dus într-o călătorie în Franța și Italia, unde au cunoscut mulți oameni de știință eminenți, inclusiv Volta și Ampère.

Electricitate și magnetism

În 1820, fizicianul danez Hans Oersted (1777-1851) a descoperit că un curent electric care curge printr-un fir a deviat acul busolei. Această descoperire a stârnit un mare interes și, în curând, la Paris, Andre Ampere (1775-1836), văzând o demonstrație a acestui experiment condusă de compatriotul său François Arago (1786-1853), s-a apucat să creeze o teorie fundamentală a electromagnetismului.

Ampere a descoperit că firele care transportă curenți în aceeași direcție se atrag, firele care transportă curenți opuși se resping și o bobină de sârmă prin care curge curent (el o numește solenoid) se comportă ca un magnet. El a propus, de asemenea, utilizarea deviației unui ac magnetic din apropiere pentru a măsura magnitudinea curentului - o idee care a condus curând la inventarea galvanometrului.

În acel moment, Faraday a exprimat ideea că în jurul unui conductor care poartă curent se formează linii închise de forță. În octombrie 1821el creează un dispozitiv care demonstrează rotația unui magnet în jurul unui fir purtător de curent sau a unui fir în jurul unui magnet staționar. Aceasta a fost prima conversie a energiei electrice în energie mecanică.

Generația actuală
Fără a opri cercetările chimice, Faraday a descoperit cum ar putea fi creat un curent electric folosind un câmp magnetic. El a făcut această descoperire în august 1831 aproape întâmplător.

Încercând să descopere relația dintre un câmp magnetic și un curent electric, a înfășurat două bobine în jurul unei tije de fier, apoi a conectat una dintre ele la o baterie pentru a crea un câmp magnetic și a închis-o pe cealaltă printr-un galvanometru. prima bobină, nu s-a întâmplat nimic, dar Faraday a observat că acul galvanometrului s-a zvâcnit în momentul în care curentul a apărut sau a dispărut în prima bobină. El a concluzionat că curentul provoacă o modificare a câmpului magnetic.

În 1824, Arago a observat că rotația discului de cupru a deviat acul busolei situat deasupra acestuia. Motivul acestui efect nu a fost cunoscut. Faraday credea că rotația discului într-un câmp magnetic a determinat generarea unui curent electric în el, care, la rândul său, a creat un câmp magnetic care a deviat acul.

În octombrie 1831, el a construit un dispozitiv similar în care un disc de cupru se rotește între polii unui magnet de potcoavă.

Centrul și marginea discului au fost conectate la un galvanometru care indica fluxul de curent continuu. La trei luni după această descoperire, Faraday a inventat un transformator și un generator electric, al căror design nu s-a schimbat radical până în prezent.

Legile electrolizei

Faraday a putut să aplice cunoștințele sale despre electricitate la chimie prin formularea legilor de bază ale electrolizei.El a introdus termenii „anod”, „catod”, „cation”, „electrod” și „electrolit” în uz științific. După ce a studiat descărcările electrostatice, el a arătat că acestea reprezintă un curent electric de scurtă durată.

În 1839, starea de sănătate a lui Faraday s-a deteriorat și a întrerupt activitatea de cercetare, dar în 1845 a reluat-o, fiind interesat de efectul unui câmp magnetic asupra luminii polarizate. El a descoperit că un electromagnet puternic ar putea fi folosit pentru a roti planul de polarizare. Acest lucru l-a determinat să creeze teoria electromagnetică a luminii, care a fost formulată ulterior sub formă matematică de James Clerk Maxwell (1831-79).

Faraday a încetat să lucreze la Instituția Regală în 1862, după care a trăit izolat în camerele care i-au fost acordate de regina Victoria la Palatul Hampton Court, unde a murit la 25 august 1867.