Visor de obras.

     Esta tabla manifiesta que desde 1580 ha variado la declinación en París más de 34 grados, y que se observó el máximum de desviación occidental en 1814, retrocediendo desde entonces la aguja hacia el oriente.

     Variaciones anuales. -Las variaciones anuales se han expuesto por Cassini, quien observó, en 1784, que del equinoccio de la primavera al solsticio del verano retrogradaba la aguja en París hacia el este, y que, por el contrario, avanzaba hacia el oeste en los nueve meses siguientes. En dicho año llegó el máximum de amplitud a 20 minutos.

     Por lo demás, se conocen muy poco las variaciones anuales, y no son, al parecer, constantes.

     Variaciones diurnas. -Además de las variaciones seculares y anuales, experimenta la declinación otras diurnas, que son muy débiles y que no pueden observarse, sino con agujas largas y por medio de instrumentos muy sensibles. En nuestros climas, marcha todos los días la extremidad norte de la aguja del este al oeste desde la salida del sol hasta la una de la tarde; pero regresa en seguida hacia el este por un movimiento retrógrado, recobrando con corta diferencia hacia las diez de la noche la posición que ocupaba por la mañana. De noche ofrece muy pocas variaciones la aguja, si bien adquiere de nuevo un ligerísimo movimiento hacia el oeste.

     En París, la amplitud media de la variación diurna es en abril, mayo, junio, julio, agosto y setiembre, de 13 a 15 minutos, y en los meses restantes de 8 a 10. Días hay en que sube a 25 minutos, y otros en que no pasa de 5 minutos. No en todas partes se verifica a la misma hora el máximum de desviación. La amplitud de las variaciones diurnas decrece de los polos hacia el ecuador, donde es muy débil; y cerca de éste existe una línea sin variación diurna.

     Variaciones accidentales o perturbaciones. -Modifícase accidentalmente la declinación de la aguja imantada en sus variaciones diurnas por muchas causas, tales como las auroras boreales, las erupciones volcánicas y la caída del rayo. El efecto de las auroras boreales se deja sentir a grandes distancias, como que auroras visibles tan sólo en el norte de Europa, actúan sobre la aguja en París, en donde se observan variaciones accidentales de 20 minutos. En las regiones polares suele oscilar muchos grados la aguja. Su marcha irregular, durante todo el día que precede a la aurora boreal, es presagio del fenómeno.

     570. Brújula de declinación. -La brújula de declinación es un instrumento que sirve para medir la declinación magnética en un lugar, cuando se conoce su meridiano astronómico. Se compone de una caja AB (fig. 406) de cobre, con un círculo graduado M en el fondo. Existe en el centro un eje sobre el cual se apoya una aguja imantada ab en forma de rombo prolongado y muy ligera. Se aplican a la caja dos pies derechos que sostienen mi eje horizontal X, sobre el cual se fija un anteojo astronómico L, móvil en un plano vertical. Un pie P sostiene la caja AB, que puede girar libremente en el sentido horizontal, arrastrando al anteojo en su movimiento. Un círculo fijo QR, denominado círculo azimutal, sirve para medir el número de grados que ha corrido el anteojo, por medio de un vernier V fijo en la caja. Por fin, la inclinación del anteojo con relación al horizonte se mide por medio de un vernier K, que recibe su movimiento del eje del anteojo y gira sobre un arco de círculo fijo x.

     Conocido el meridiano astronómico de un lugar, se principia, para determinar la declinación de éste por disponer la brújula bien horizontalmente, por medio de los tornillos SS y del nivel n, y luego se hace girar la caja AB hasta que el anteojo se encuentre en el plano del meridiano astronómico. Leyendo entonces, sobre el limbo graduado M, el ángulo que forma la aguja imantada con el diámetro N, que corresponde al cero de la graduación y se encuentra exactamente en el plano del anteojo, se tiene la declinación, que es occidental o austral, según se detenga el polo a de la aguja en el occidente o el oriente del diámetro N.

     Caso de que no se conozca el meridiano astronómico del lugar, puede determinarse por medio de la misma brújula. Sirve, al efecto, un círculo azimutal QR y el arco de círculo x, y observando un astro conocido, antes y después de su paso por el meridiano, se emplea el método de las alturas iguales, que se describe en los tratados de cosmografía para determinar la meridiana.

     571. Método de inversión. -Las aplicaciones que acabamos de indicar de la brújula de declinación, no son exactas, sino mientras el eje magnético de la misma, es decir, la recta que pasa por sus dos polos, coincide con el eje de figura, esto es, con la recta que une sus dos extremidades. Por lo general, no queda satisfecha esta condición; pero se corrige tal causa de error por el método de inversión. La aguja no se halla fija en la chapa, sino simplemente superpuesta, a fin de que se la pueda quitar e invertir, colocándola de nuevo sobre la chapa, en términos de que la cara inferior sea la superior, y recíprocamente. Tomando entonces la media entre la declinación presente de la aguja y la anterior, se obtiene la declinación exacta.

     En efecto, si la recta ce representa el eje de figura de la aguja, y la ab su eje magnético (fig. 407), no es la verdadera declinación el arco cN, por ser demasiado grande, sino el aN. Invirtiendo la aguja, no toma el eje magnético ab la posición a�b�, sino que recobra exactamente su primera dirección, mientras que la extremidad c, que pasa entonces entre los puntos a y N, señala un arco demasiado pequeño, precisamente según una cantidad igual al exceso del primer arco. La media entre los dos arcos observados da, pues, la verdadera declinación.

     572. Brújula marina. -La acción directriz de la tierra sobre la aguja imantada ha recibido una importante aplicación en la brújula marina, conocida también con los nombres de compás de variación o compás de mar. Éste es una brújula de declinación que dirige la derrota de los buques. La fig. 408 la representa encerrada en una caja rectangular, que se coloca a su vez en una caja mayor, que se denomina bitácora, fija sobre cubierta, en la popa del buque. La fig. 409 da su sección trasversal. En estas dos figuras, las letras iguales indican los mismos objetos.

     La aguja ab (fig. 409), muy móvil sobre un eje, se encuentra fija en la cara inferior de una lámina de talco t, sobre la cual se traza una estrella o rosa de 32 radios, que marcan los ocho rumbos del viento, los semi-rumbos y los cuartos. A fin de que pueda conservar constantemente la aguja su posición horizontal a pesar del balance y de las cabezadas y arfadas del buque, se halla en suspensión a la Cardan, es decir, que está sostenida por dos anillos concéntricos móviles, uno alrededor del eje zx, y el otro cd perpendicular al primero (fig. 408).

     Una abertura M, cerrada por un cristal deslustrado, sirve para alumbrar de noche la brújula, pues una luz que existe fuera de la caja, enfrente del cristal, proyecta al interior sus rayos. El fondo n de la caja cilíndrica O, en que está la aguja, tiene un cristal trasparente que da paso a la luz que ha de alumbrar a la hoja de talco t, que sostiene la rosa. Un segundo cristal m cubre la brújula, y un eje i, fijo en su centro, sirve para colocar una alidada A, que sólo se emplea cuando se quiere marcar la costa.

     Para dirigir un buque con la brújula, se investiga primero sobre una carta marina el rumbo para llegar a su destino. Entonces, fija la vista sobre la brújula, hace girar el timonel la caña del timón, hasta que el rumbo en cuestión, marcado sobre la rosa, coincida con una línea de fe que pasa por dos puntos c y d, marcados en los bordes de la caja (fig. 408), y dirigida en el sentido de la quilla. Sin embargo, las variaciones de declinación en los diferentes puntos del globo, obligan a los navegantes a corregir de continuo las observaciones que hacen con la aguja.

     No se conoce el inventor de la brújula, ni la época fija de su invención. Guyot de Provins, poeta francés del siglo XII, es el primero que habla del uso del imán para la navegación. Los antiguos marinos que desconocían la brújula, no tenían más guía que el sol o la estrella polar, y por eso navegaban siempre a la vista de las costas, para no equivocar la derrota cuando el cielo se encontraba cubierto.

     573. Inclinación; ecuador magnético. -En vista de la dirección hacia el norte que afecta la brújula de declinación, pudiera creerse que la fuerza que la solicita proviene de un punto del horizonte; pero no es así, porque si se dispone la aguja de modo que pueda moverse libremente en un plano vertical, alrededor de un eje horizontal, se observa que, aun cuando el centro de gravedad de la aguja coincida exactamente con el eje de suspensión, su polo austral, en nuestros climas, se inclina constantemente hacia el polo boreal de la tierra. En el otro hemisferio es el polo boreal de la aguja el que se inclina hacia el austral del globo.

     Cuando el plano vertical en que se mueve la aguja coincide con el meridiano magnético, se denomina inclinación el ángulo que ella forma con el horizonte. En un plano distinto del meridiano magnético aumenta la inclinación, que llega a valer 90 grados en uno perpendicular a aquél, pues, descomponiéndose entonces la acción magnética de la tierra en dos fuerzas, una vertical y otra horizontal, hace tomar la primera a la aguja su posición vertical, mientras que la segunda, actuando en la dirección del eje de suspensión, no puede hacerla girar.

     La inclinación, lo mismo que la declinación, varía con los lugares, pero siguiendo una ley más determinada. Obsérvanse, en efecto, cerca del polo boreal de la tierra, varios puntos en los cuales vale 90 grados la inclinación; y luego, a partir de allí, decrece con la latitud hasta el ecuador, en donde es nula, ya en este mismo círculo, ya en puntos poco distantes del mismo. Reaparece la declinación en el hemisferio austral, pero en sentido contrario, esto es, que el polo boreal de la aguja es el que desciende debajo del horizonte.

     Denomínase ecuador magnético la curva que pasa por todos los puntos en donde es nula la inclinación, y polos magnéticos, los puntos en los cuales vale aquélla 90 grados. Según las observaciones de M. Duperrey, el ecuador magnético corta, al parecer, al terrestre en dos puntos, casi diametralmente opuestos, el uno en el grande Océano, y el otro en el Atlántico. Parece que se hallen animados estos puntos de un movimiento de traslación de oriente hacia occidente. En cuanto a los polos magnéticos, hay, por lo visto, dos, situados uno, en el norte de la América septentrional, y el otro en el sur de la Nueva Holanda, el primero a los 70� 10' de latitud y 100� 40' de longitud, y el segundo a los 75 grados de latitud y 136 grados de longitud.

     También varía la inclinación en un mismo lugar, según las épocas. En 1671 varía en París 75 grados; después ha ido siempre decreciendo, y el 20 de noviembre de 1859 era de 66� 14'. Según las observaciones hechas en el Observatorio de París, es sensiblemente de 3' la diminución anual de la declinación.

     Al hablar de la electricidad indicaremos la causa probable del magnetismo terrestre.

     574. Brújula de inclinación. -Denomínase brújula de inclinación un instrumento que sirve para medir la inclinación magnética. Esta brújula, montada en cobre, se compone primero de un círculo horizontal m, graduado y sostenido por tres tornillos que suben y bajan (fig. 410). Encima de este círculo existe una plancha A, móvil alrededor de un eje vertical, y que sostiene, por medio de dos columnas, un segundo círculo graduado M, que mide la inclinación: un bastidor r sostiene la aguja ab, y un nivel n con tres tornillos da la horizontalidad del diámetro que pasa por los dos ceros del círculo M.

     Para observar la inclinación, se principia por determinar el meridiano magnético, lo cual se consigue dando vuelta a la plancha A sobre el círculo m hasta que quede vertical la aguja, que es la posición que acepta cuando se halla en un plano perpendicular a meridiano magnético (573). Haciendo girar en seguida la plancha A 90 grados sobre el círculo m, se conduce el círculo vertical M al meridiano magnético. El ángulo dca, que forma entonces la aguja imantada con el diámetro horizontal, es el ángulo de inclinación.

     Sin embargo, deben considerarse dos causas de error, a saber 1.� el eje magnético de la aguja puede no coincidir con su eje de figura, lo cual se corrige por la inversión, como en la brújula de declinación (571); y el centro de gravedad de la aguja puede no coincidir con el eje de suspensión, y entonces el ángulo dca es demasiado pequeño o demasiado grande, según esté el centro de gravedad encima o debajo del de suspensión; porque, en el primer caso, la acción de la gravedad es contraria a la del magnetismo terrestre para hacer inclinar la aguja, mientras que en el segundo tiene el mismo sentido. Corrígese este error invirtiendo los polos de la aguja, lo cual se consigue haciendo fricciones con los polos contrarios de dos barras, de modo que cada polo del imán está frotado por otro de su mismo nombre. Mudando entonces de sentido la dirección de la aguja, si su centro de gravedad estaba encima del punto de suspensión, está actualmente debajo, y el ángulo de inclinación, que era demasiado pequeño, se vuelve demasiado grande. Se tendrá, pues, su verdadero valor tomando la media entre los resultados obtenidos en las operaciones que acabamos de indicar.

     575. Aguja y sistema astáticos. -Denomínase aguja astática la que se halla libre de la acción magnética de la tierra. Tal sería una aguja móvil alrededor de un eje situado en el plano del meridiano magnético, paralelamente a la inclinación; porque el par magnético terrestre obra entonces en el sentido del eje, y no puede, por lo mismo, comunicar a la aguja ninguna dirección determinada.

     Un sistema astático es la reunión de dos agujas de igual fuerza, unidas paralelamente y enfrente uno de otro los polos contrarios (fig. 411). Si tienen rigurosamente la misma fuerza ambas agujas, se destruyen las acciones contrarias del globo sobre los polos a� y b, como también sobre los a y b�, y el sistema es completamente astático. Pronto se verá en el galvanómetro una importante aplicación del sistema magnético astático.

Capítulo III

Imantación y ley de las acciones magnéticas

     576. Manantiales de imantación; saturación. -Los diversos manantiales de imantación son la influencia de poderosos imanes, el magnetismo terrestre y la electricidad más adelante daremos a conocer esta última causa de imantación. Tres métodos existen para imantar con los imanes, que son: por simple contacto, por contacto separado y por doble contacto.

     Sea cual fuere de estos tres métodos el que se use para imantar una barra de acero, reconoce un límite la potencia magnética que adquiere ésta, límite que depende de: grado de su temple y de la potencia de los imanes que sirven para la imantación. Cuando se alcanza este límite, se dice que la barra está imantada a saturación. Si se ha traspasado dicho punto de saturación, vuelve a él muy pronto la barra, y aun tiende a descender, si no se mantiene su fuerza magnética por medio de armaduras como veremos en breve (581).

     577. Método por simple contacto. -El método por simple contacto consiste en hacer deslizar el polo de un fuerte imán desde uno a otro extremo de la barra que se va a imantar, y en repetir muchas veces las fricciones, siempre en el mismo sentido. Descompuesto así sucesivamente el fluido neutro en toda la longitud de la barra, la última extremidad que toca el imán móvil presenta un polo contrario a aquél con el cual se frota. Este procedimiento ofrece una imantación muy débil, de suerte que sólo es aplicable a pequeñas barritas, y además adolece con frecuencia del defecto de producir puntos consecuentes (558).

     578. Método por contacto separado. -El método por contacto separado que adoptó Knight en Inglaterra, en 1745, consiste en colocar los dos polos contrarios de dos barras de igual fuerza en medio de la barra que se ha de imantar, y en hacerlas correr cada una simultáneamente hacia uno de los extremos de la barra, teniéndolas verticalmente. Trasládase luego cada imán hacia la parte media de la barra, y se principia otra vez del mismo modo. Después de repetir semejantes fricciones sobre las dos caras, queda imantada la barra.

     Duhamel ha perfeccionado este método colocando los dos extremos de la barra que se va a imantar sobre los polos contrarios de dos imanes fijos, cuya acción concurre con la de los móviles que operan las fricciones, siendo la posición relativa de los polos la que indica la figura 412.

     Este procedimiento es el que procura la imantación más regular.

     579. Método por doble contacto. -En el método por doble contacto, debido a Mitchell, se colocan también los dos imanes frotantes en medio de la barra que se ha de imantar, con sus polos contrarios enfrente; pero, en vez de resbalar en sentido contrario hacia sus extremidades, se hallan mantenidos a una distancia fija por medio de una piececita de madera colocada entre ellos (fig. 412), corriendo juntos desde la parte media a una extremidad, desde ésta a la otra y así sucesivamente, de modo que reciba cada mitad de la barra igual número de fricciones.

     En 1758 perfeccionó Epinus este método, disponiendo, como en el del contacto separado, dos fuertes barras imantadas debajo de la que se va a imantar, y dando a las móviles una inclinación de 15 a 20 grados (fig. 412). Así se imantan grandes barras, pero se obtienen con frecuencia puntos consecuentes.

     Obsérvese que en los diversos procedimientos de imantación por los imanes, no pierden éstos nada de su fuerza, lo cual demuestra que los fluidos magnéticos no pasan de una a otra barra.

     580. Imantación por la acción de la tierra. -La acción de la tierra sobre las sustancias magnéticas es comparable a la de los imanes, y por lo mismo, tiende constantemente el magnetismo terrestre a separar los dos fluidos que se hallan en estado neutro en el hierro dulce y en el acero. Pero en este último cuerpo es muy grande la fuerza coercitiva (563), y no basta la acción de la tierra para producir la imantación. No sucede otro tanto con una barra de hierro dulce, sobre todo si se la coloca en el meridiano magnético paralelamente a la inclinación, pues se separan entonces los dos fluidos, dirigiéndose el austral hacia el norte y el boreal al sur. Con todo, la imantación es instable, porque invirtiendo la barra se invierten al instante los polos, demostrándose así que es inapreciable la fuerza coercitiva del hierro dulce.

     Sin embargo, se consigue darle una fuerza coercitiva muy sensible si, mientras se halla bajo la influencia de la tierra y en la dirección antes indicada, se la somete a una fuerte torsión, o si se la martillea en frío sobre un yunque. La fuerza coercitiva que surge así, es débil y se pierde muy pronto por completo, lo cual no sucede en el acero.

     Por la influencia prolongada del magnetismo terrestre se explica la formación de los imanes naturales, así como la imantación que con frecuencia se observa en los objetos antiguos de acero o de hierro; porque los hierros ordinarios del comercio, que no son puros, poseen una fuerza coercitiva muy débil, y casi siempre ofrecen vestigios de imantación, conforme se nota en los clavos, en las badilas, en las pinzas, etc. El hierro fundido tiene, en general, gran fuerza coercitiva, y se imanta muy bien.

     581. Haces magnéticos; armaduras de los imanes. -Un haz magnético es un conjunto de barras imantadas reunidas paralelamente por sus polos del mismo nombre. Se les da unas veces la forma de herradura (fig. 413), y otras son rectilíneos (fig. 414). El haz que presenta la figura 413 se compone de cinco láminas de acero yuxtapuestas, y el de la 414 de doce dispuestas en tres capas de cuatro láminas cada una. Es preferible la forma de herradura para sostener pesos, porque funcionan a la vez los dos polos. En las dos especies de haces están templadas las láminas imantadas por separado, y luego superpuestas y reunidas por tornillos o por casquillos.

     La fuerza de un haz no es igual a la suma de las fuerzas de los haces de cada barra, a causa de las acciones repulsivas de los polos próximos; y se aumenta su fuerza haciendo uno o dos centímetros más cortas las láminas laterales que la del centro (fig. 413 y 414).

     Llámanse armaduras, en los imanes, unas piezas de hierro dulce que se ponen en contacto con los polos, para conservar o también para aumentar su poder magnético, como resultado de una acción por influencia.

     La figura 415 representa, con sus armaduras, una piedra imán natural; observándose en las caras que corresponden a los polos dos planchas de hierro dulce, cada una de las cuales termina según un talón macizo. Por la influencia del imán natural se imantan estas láminas, y si A y B son los polos de aquél, a y b serán los de las armaduras. Una vez imantadas éstas, reaccionan sobre el fluido neutro del imán natural, lo descomponen y aumentan así su poder magnético. Sin armadura, son muy débiles los imanes naturales, pero armados, pueden ir sosteniendo progresivamente pesos cada vez mayores, aunque se llega al fin a un límite del cual no se puede pasar.

     El porta-pesos a�b�, de hierro dulce, hace a su vez el oficio de una segunda armadura, porque imantándose por influencia, reaccionan sus polos a� y b� sobre los a y b de la primera.

     Para armar los imanes artificiales se disponen por pares (fig. 416), colocando enfrente los polos contrarios, luego se cierra el circuito con dos barritas de hierro dulce A, B, e imantándose éstas por influencia, reaccionan sus polos sobre las barras imantadas para conservarles su fuerza magnética. En cuanto a las agujas movibles, como se dirigen hacia los polos magnéticos del globo, hace veces de armadura la influencia de éste.

     582. Ley de las atracciones y de las repulsiones magnéticas. -Coulomb fue el primero en comprobar la ley de que las atracciones y las repulsiones magnéticas se ejercen en razón inversa del cuadrado de la distancia, demostrándola por dos métodos, el de la balanza de torsión y el de las oscilaciones.

     1.� Método de la balanza de torsión. -La balanza de torsión consiste en una caja de vidrio (fig. 417) cubierta con un cristal que se quita cuando se quiere, y que tiene cerca de los bordes una abertura por la cual entra un imán ab. En el centro de la misma tapa existe otra abertura, a la cual va adaptado un tubo de vidrio, que puede girar a frotamiento suave por los bordes del orificio, y en cuya parte superior se encuentra un micrómetro. Así se denomina un sistema de dos piezas, una de las cuales D, que es fija, está dividida en su contorno en 360 grados, y la otra E, móvil, lleva un índice fijo que indica cuántos grados ha girado sobre el cuadrante D. A la izquierda del dibujo, en e y en d, se han representado en mayor escala las dos piezas del micrómetro. En el disco e se ven dos pies atravesados por un eje horizontal, en el cual se arrolla un alambre de plata muy fino que sostiene una aguja imantada AB. Finalmente, en el fondo de la caja hay un cuadrante dividido, o bien una tira de papel pegada a la caja, en la cual se encuentran trazadas a la derecha y a la izquierda del cero o, divisiones que sirven para medir los movimientos de la aguja AB, y de consiguiente, la torsión del alambre de plata.

     Estando el índice a del disco e en el cero del cuadrante, se principia orientando la caja de manera que el centro del hilo que sustenta la aguja AB y el cero del cuadrante inferior, o el de la tira de papel se hallan en el meridiano magnético; retirando entonces la aguja AB de su chapa, se la reemplaza por otra semejante de cobre o de cualquiera otro metal magnético; y luego se hace girar el tubo de vidrio y con él las piezas E y D, de manera que dicha aguja vaya a pararse en el cero de la graduación. Como no se halla aún en su sitio la aguja imantada, se quita la no magnética de la chapa, y se repone la imantada AB, la cual, situándose entonces exactamente en el meridiano magnético, prueba que ha sido nula la torsión del alambre de plato.

     Dispuesto así el aparato, es necesario, antes de introducir el imán ab conocer la acción de la tierra sobre la aguja móvil AB, cuando se halla desviada del meridiano magnético cierto número de grados. Se hace girar al efecto la pieza E hasta que la aguja AB se mueva un grado en el mismo sentido. El número de grados, menos uno, que ha corrido el micrómetro, representa evidentemente la torsión total del alambre. En los experimentos de Coulomb era 35, pero varía este número con la longitud del alambre, con su diámetro y con la intensidad de la barra AB. Permaneciendo actualmente en equilibrio la aguja, claro está que la fuerza de torsión del alambre es precisamente igual y contraria a la acción directriz de la tierra. Esta acción, en los experimentos de Coulomb, estaba representada por 35, para una desviación de 1 grado; pero siendo proporcional la fuerza de torsión al ángulo torsión (70, 2.�), y siéndole igual la acción directriz de la tierra cuando hay equilibrio, resulta que esta última fuerza, para desviaciones de 2, 3 grados... está representada por 2 veces, 3 veces... 35 grados.

     Determinada la acción de la tierra, se baja el imán ab, cuidando de colocar enfrente, los polos del mismo nombre. Es repelido el polo A de la aguja móvil, si se representa por d el número de grados que mide el ángulo de desviación, cuando se halla en equilibrio la aguja AB, tiende ésta a dirigirse hacia el meridiano magnético con una fuerza representada por la suma d+35�d, dependiendo la parte d de la torsión del alambre, y la 35d de la acción de la tierra; pero como no llega al meridiano, es preciso que la fuerza repulsiva que se ejerce entre los polos a y A sea a su vez igual a d+35�d. Se hace girar el disco E de manera que el ángulo de desviación d llegue a ser dos veces menor. Según la posición de la aguja AB, en la figura anterior, habría que dar vuelta de derecha a izquierda. Representando por n la separación del disco E, se ve que el alambre de suspensión se halla torcido, en su extremidad superior, n grados a la derecha, y en la inferior d/2 grados a la izquierda; su torsión es, pues, n+d/2. Por consiguiente, la fuerza real que tiende llevar a la aguja hacia el meridiano magnético, es (n+d/2)+35�d/2, representando la parte n+d/2 la fuerza de torsión, y la 35�d/2 la acción de la tierra. No volviendo la aguja hacia el meridiano, es menester que la fuerza repulsiva que se ejerce entre los dos polos a y A esté a su vez representada por

     Efectuando los cálculos, es decir, reemplazando n y d por los números que da el experimento, se encuentra que la cantidad

es precisamente el cuádruplo de la d+35�d, que se obtuvo en el primer experimento; de modo que queda demostrada la ley de Coulomb, porque se experimenta con arcos d y d/2 bastante pequeños para que se confundan sensiblemente con sus cuerdas, es decir, que cuando el arco se hace dos veces menor, le sucede sensiblemente otro tanto a la distancia aA de los polos.

     2.� Método de las oscilaciones. -Consiste este método en hacer oscilar una aguja imantada durante tiempos iguales, primero bajo la sola influencia de la tierra, y luego bajo la misma influencia combinada con la del polo atractivo de un imán colocado sucesivamente a dos distancias desiguales. De los tres números de oscilaciones observadas, se deduce en seguida por cálculo la ley de Coulomb.

     583. Medida del magnetismo terrestre. -Muchos físicos y navegantes han tratado de medir la intensidad magnética del globo en diversos lugares y en épocas distintas. Se han adoptado varios métodos que se reducen todos a hacer oscilar una aguja de inclinación o de declinación durante un tiempo dado, y en deducir de los números de oscilaciones las intensidades relativas. De dichas observaciones se han formulado las leyes siguientes:

     1.� La intensidad del magnetismo terrestre crece a medida que nos alejamos del ecuador magnético, y parece vez y media mayor en los polos que en esta línea. La línea sin inclinación es, pues, al propio tiempo la de menor intensidad.

     2.� La intensidad magnética del globo decrece a medida que ascendemos en la atmósfera, probablemente en razón inversa del cuadrado de las distancias.

     3.� La intensidad magnética de la tierra varía con las horas del día, siendo su mínimum entre 10 y 11 de la mañana, y su máximum entre 4 y 5 de la tarde.

     4.� La intensidad magnética presenta variaciones irregulares, y, como la inclinación y la declinación, sufre perturbaciones accidentales por la influencia de las auroras boreales.

     Se denominan líneas isodinámicas las que, sobre la superficie del globo, presentan en todos sus puntos la misma intensidad magnética; líneas isógonas, las que ofrecen donde quiera la misma declinación; y líneas isóclinas, las de igual inclinación. M. Duperrey construyó nueve curvas isodinámicas al norte, y otras tantas al sur del ecuador magnético, y encontró que estas líneas, por su curvatura y su dirección, tienen gran analogía con las isotermas, o sea de igual temperatura.

Libro noveno

Capítulo primero

Principios fundamentales

     584. Electricidad, hipótesis sobre su naturaleza. -La electricidad⁽⁷⁾ es un agente físico de gran energía, cuya presencia se manifiesta por medio de atracciones y repulsiones, por apariencias luminosas, por violentas conmociones, por descomposiciones químicas y por otros fenómenos muy numerosos. Las causas que desarrollan la electricidad son el frotamiento, la presión, las acciones químicas, el calor, el magnetismo y la misma electricidad.

     Seiscientos años antes de la era cristiana había observado el filósofo Thales la propiedad que posee el ámbar amarillo frotado de atraer los cuerpos ligeros. Dice Plinio al hablar de esta sustancia: �Cuando el frotamiento le ha dado calor y vida, atrae las pajitas, de igual manera que el imán atrae al hierro�. Pero a esto se limitaron los conocimientos de los antiguos sobre la electricidad; hasta que a fines del siglo XVI volvió a llamar Gilbert, médico de la reina Isabel en Londres, la atención de los físicos sobre las propiedades del ámbar amarillo, demostrando que otras muchas sustancias pueden adquirir también la propiedad atractiva por el frotamiento. Dado ya el impulso, se sucedieron descubrimientos tan numerosos como rápidos. Los físicos que más han contribuido después de Gilbert a los progresos de la electricidad, son Otto de Guericke, Dufay, Aepinus, Franklin, Coulomb, Volta, Davy, Oersted, Ampere, Schweigger, Seebek, y los señores de la Rive, Faraday y Becquerel, a quienes somos deudores casi por completo de la electro-química.

     A pesar de las numerosas investigaciones de que ha sido objeto la electricidad, no se conoce el origen ni la naturaleza de este agente; y lo mismo que para el calórico, la luz y el magnetismo, los físicos se concretan tan sólo a meras hipótesis. Creía Newton que la producción de la electricidad era el resultado de un principio etéreo, puesto en movimiento por las vibraciones de las partículas de los cuerpos. El abate Nollet, fundándose en los efectos luminosos y caloríficos de la electricidad, la consideraba como una modificación particular del calórico y de la luz, y Symmer, en su teoría que en breve expondremos (590), admite dos fluidos eléctricos, siendo así que Franklin, en la suya sólo considera uno.

     585. Electricidad estática y electricidad dinámica. -Aparte todas las hipótesis, se divide el estudio de la electricidad en dos grandes secciones, que comprenden respectivamente los fenómenos de la electricidad estática o en reposo, y los de la dinámica o en movimiento. En el estado estático, el frotamiento es principalmente la causa de la electricidad; se acumula entonces en la superficie de los cuerpos, y se mantiene en ella en equilibrio en un estado de tensión que se manifiesta por medio de atracciones y de chispas. En el estado dinámico resulta principalmente la electricidad de acciones químicas, y atraviesa los cuerpos en la forma de corriente con una velocidad comparable a la de la luz. La electricidad dinámica se distingue particularmente de la estática, por fenómenos químicos y por sus relaciones con el magnetismo.

     Trataremos primero de la electricidad estática, considerando especialmente la que desarrolla el frotamiento, y diremos que un cuerpo está electrizado, cuando posee la propiedad de atraer los cuerpos ligeros, o de producir efectos luminosos.

     586. Desarrollo de la electricidad por frotamiento. -Muchas sustancias, frotadas con un pedazo de paño o con una piel de gato, adquieren inmediatamente la propiedad de atraer los cuerpos ligeros, como las barbas de pluma, las pajitas, etc. Nótase, particularmente, esta propiedad en el ámbar amarillo, en el lacre, en la resina, en la guta-percha, en el azufre, en el vidrio, en la seda y en otros muchos cuerpos.

     Reconócese que está electrizado un cuerpo por medio de pequeños aparatos denominados electróscopos, siendo el más sencillo de ellos el péndulo eléctrico (fig. 418), que consiste en una esferita de médula de saúco, suspendida, por una hebra de seda, de un pie de vidrio. Al aproximarle un cuerpo electrizado, es atraída primero la esferita, y repelida inmediatamente después del contacto.

     También puede electrizarse un cuerpo sólido por el rozamiento con un líquido o con un gas, pues en el vacío barométrico el movimiento del mercurio electriza al vidrio, y en un tubo sin aire, pero con algunos globulillos de azogue, se vuelve luminoso en la oscuridad cuando se le agita. Wilson había observado que una corriente de aire dirigida sobre la turmalina, el vidrio o la resina, electrizaba positivamente estas sustancias; pero M. Faraday reconoció después que no se produce el efecto eléctrico sino en el caso de que esté húmedo el aire, o de que tenga en suspensión polvos secos.

     A primera vista no desarrolla electricidad el frotamiento sobre muchas sustancias, y en particular sobre los metales; porque, si teniendo en la mano una barra metálica, se la frota con un pedazo de tela, no se nota el más mínimo vestigio de atracción cuando se la presenta al péndulo eléctrico. No por eso debe deducirse que el frotamiento no electrice a los metales, pues es una propiedad general de los cuerpos, pero que sólo se manifiesta (588) cuando se hallan en condiciones adecuadas.

     Ignórase la causa del desarrollo de la electricidad por frotamiento

atribuyola Wollaston a una oxidación; pero anteriormente había demostrado Gray que se desarrolla en el vacío, y Gay-Lussac la obtuvo también en el ácido carbónico seco.

     587. Cuerpos conductores y cuerpos no conductores. -Cuando se presenta al péndulo eléctrico una barra de lacre frotada por un extremo, se nota que sólo atrae por la extremidad frotada, pues la otra no da muestra alguna de atracción ni de repulsión. Lo propio sucede con un tubo de vidrio o con una barra de azufre, mientras no hayan sido frotadas en toda su longitud. Dedúcese de aquí que en estos cuerpos no se propaga la propiedad eléctrica de un punto a otro, lo cual se expresa diciendo que no conducen la electricidad. Al contrario, la experiencia demuestra que, apenas un cuerpo metálico ha adquirido sobre uno de sus puntos la propiedad eléctrica, se propaga instantáneamente por toda la superficie del cuerpo, sea cual fuere su extensión, es decir, que los metales conducen bien la electricidad.

     De aquí la distinción de cuerpos buenos conductores y malos conductores. Los mejores entre los primero son los metales, la antracita, la plombagina, el coke, el carbón de leña bien calcinado, las piritas y la galena, siguiendo luego las disoluciones salinas, cuyo poder conductor es muchos miles de veces menor que el de los metales, el agua en los estados de vapor y líquido, el cuerpo humano, los vegetales y todos los cuerpos húmedos. Los cuerpos malos conductores son: el azufre, la resina, la goma laca, la guta-percha, la seda, el vidrio, las piedras preciosas, el carbón no calcinado, los aceites y los gases secos; pero el aire y los gases son tanto menos aisladores (588), cuanto más húmedos están. Por lo demás, el grado de conductibilidad de los cuerpos no depende tan sólo de la sustancia que los forma, sino también de su temperatura y estado físico. Por ejemplo, el vidrio, que es muy mal conductor a la temperatura ordinaria, es buen conductor al rojo; de igual manera la goma laca y el azufre pierden en parte la propiedad de aislar cuando calientan; y el agua, que conduce muy bien en el estado líquido, es mal conductor en el de hielo. El vidrio pulverizado y la flor de azufre conducen bastante bien.

     588. Cuerpos aisladores; depósito común. -Los cuerpos malos conductores han recibido el nombre de cuerpos aisladores, porque se emplean para pies o puntos de apoyo, cuando se desea que se conserve la electricidad en un cuerpo conductor. Es indispensable esta condición, porque, como se compone la tierra de sustancias que conducen la electricidad, apenas comunica con ella un cuerpo conductor electrizado, por el intermedio de otro que sea también conductor, se escapa inmediatamente la electricidad al suelo, el cual se llama por esto depósito común. Se aísla un cuerpo sosteniéndolo sobre pies de vidrio, suspendiéndolo de cordones de seda, o colocándolo sobre panes de resina. Con todo, jamás aíslan por completo los malos conductores; de donde resulta que todo cuerpo electrizado pierde siempre con más o menos lentitud su electricidad al través de los sostenes, y además sufre una pérdida por efecto del vapor acuoso del aire, y esta última es de ordinario la causa más eficaz.

     Por efecto de su gran conductibilidad, no pueden electrizarse por frotación los metales, como no se aíslen y se froten con un cuerpo mal conductor, como la seda o el tafetán engomado. Pero, si se satisfacen estas condiciones, se electrizan perfectamente por frotamiento los metales. Para demostrarlo, se fija en una barra de latón un mango de vidrio (fig. 419), se la frota con una tela de seda o de tafetán engomado, y aproximándola en seguida al péndulo eléctrico se nota una atracción que demuestra que está electrizado el metal. Teniendo éste en la mano, se desarrolla también electricidad; pero se pierde inmediatamente en el suelo.

     Antiguamente se daba a los cuerpos aisladores el nombre de cuerpos idio-eléctricos propios para la electricidad), porque se creía que eran los únicos a propósito para ser electrizados por frotamiento; y a los buenos conductores, la denominación de cuerpos aneléctricos (privados de electricidad). Ahora que se sabe que todos los cuerpos se electrizan por frotamiento, se han abandonado estas denominaciones.

     589. Distinción de dos especies de electricidad. -Se ha visto (586) que, cuando se presenta al péndulo eléctrico un tubo de vidrio frotado con un pedazo de paño, hay primero atracción, y repulsión luego después del contacto. Produciéndose los mismos efectos con una barra de lacre frotada de igual manera, parece que la electricidad desarrollada en el vidrio ha de ser idéntica a la de la resina; pero la observación revela lo contrario. En efecto, electrizadas, conforme hemos dicho, las barras de vidrio y de resina, si mientras es repelido el péndulo eléctrico por el vidrio se acerca la resina, se atrae vivamente la esfera de saúco; aconteciendo también, que si al péndulo rechazado por la resina después del contacto se presenta el tubo de vidrio, surge igualmente una fuerte atracción; es decir, que un cuerpo repelido por la electricidad del vidrio es atraído por la de la resina, y recíprocamente, que un cuerpo rechazado por ésta es atraído por aquélla.

     Fundándose el físico francés Dufay en los hechos que acabamos de exponer, admitió, en 1734, la existencia de dos electricidades de distinta naturaleza: la una se desarrolla en el vidrio cuando se le frota con lana, y la otra, en la resina o en el lacre, al frotar estas sustancias con paño, o con piel de gato. La primera se denomina electricidad vítrea, y la segunda electricidad resinosa.

     590. Teorías de Symmer y de Franklin. -Para explicar los efectos contrarios de la electricidad, según sea vítrea o resinosa, propuso el físico inglés Symmer la admisión de dos fluidos eléctricos, obrando cada uno por repulsión sobre sí mismo y por atracción sobre el otro. Según dicho físico, existen estos fluidos en todos los cuerpos en el estado de combinación, formando lo que se denomina el fluido neutro o el fluido neutral. Diferentes causas, y sobre todo el frotamiento y las acciones químicas, pueden separarlos, apareciendo entonces los fenómenos eléctricos; pero tienen suma tendencia a reunirse uno a otro para constituir de nuevo el fluido neutro.

     Desígnanse los dos fluidos eléctricos con las calificaciones de vítreo y de resinoso, o con las de positivo y de negativo, aceptadas estas últimas de la teoría de Franklin. Este físico sólo consideraba un fluido que obraba por repulsión sobre sus propias moléculas, y por atracción relativamente las de la materia, y admitía a la par que todos los cuerpos contienen, en el estado latente, una cantidad determinada de este fluido: cuando aumenta, están electrizados positivamente los cuerpos y poseen las propiedades de la electricidad vítrea; y cuando disminuye, lo están negativamente, y ofrecen las propiedades de la electricidad resinosa. Las denominaciones de electricidad positiva o de fluido positivo equivalen a la de electricidad vítrea; y las de electricidad negativa o de fluido negativo, a la de electricidad resinosa. Represéntase la electricidad positiva por medio del signo + (más), y la negativa por el - (menos), fundándose en que así como en el álgebra sumando +a con -a se tiene cero, del mismo modo, dando a un cuerpo que posea ya cierta cantidad de electricidad positiva una cantidad igual de electricidad negativa, se obtiene el estado neutro.

     Ya teoría de Symmer sobre los dos fluidos eléctricos se presta con gran sencillez a la explicación de los fenómenos; así es la que generalmente se admite, cuando menos en Francia; pero no debe ponerse en olvido que es una mera hipótesis; y téngase también presente cuán vaga es la denominación de fluido aplicada a las causas del calórico, de la luz, del magnetismo y de la electricidad. En efecto, �qué es un fluido? �Cuál es su naturaleza? Ningún físico contesta categóricamente a estas preguntas. Debemos limitarnos, pues, a considerar la hipótesis de los dos fluidos eléctricos, como la expresión de dos estados en los cuales la electricidad se presenta bajo el aspecto de dos fuerzas iguales y contrarias que tienden a equilibrarse. �Es muy probable, dice M. de La-Rive en su Tratado de electricidad, que en vez de consistir en uno o en dos fluidos especiales, no sea más que el resultado de una modificación particular en el estado de los cuerpos, modificación que probablemente depende de la acción mutua que ejercen entre sí las partículas ponderables de la materia y el fluido sutil que las rodea por todas partes, que se designa con el nombre de éter, y cuyas ondulaciones constituyen la luz y el calor�. Más adelante añade el mismo físico: �Todos los fenómenos de las electricidades positiva y negativa pueden explicarse probablemente por la acción y reacción de una fuerza capaz de manifestarse, según distintos grados, en las diferentes sustancias, de un modo más sencillo que por la hipótesis de los fluidos imponderables. Las dos fuerzas opuestas de la electricidad se asemejan de hecho a la acción y a la reacción, puesto que se encuentran constantemente aunadas�.

     591. Acciones que originan entro sí los cuerpos electrizados. -Admitida la hipótesis de las dos especies de electricidad, se reasumen los efectos de atracción y de repulsión que ofrecen los cuerpos electrizados (589) en el enunciado del principio siguiente que sirve de base a la teoría de todos los fenómenos de la electricidad estática.

     Dos cuerpos cargados de la misma electricidad se repelen; en cambio se atraen si la electricidad es contraria; pero estas atracciones y repulsiones no se efectúan sino en virtud de la acción de las dos electricidades entre sí, y no por su acción sobre la materia.

     592. Ley de la electrización por frotamiento. -Cuando se frotan entre sí dos cuerpos de cualquiera naturaleza, se descompone el fluido neutro de cada uno de ellos, y siempre toma el uno el fluido positivo y el otro el negativo.

     Para demostrarlo, se comunica al péndulo eléctrico una electricidad conocida, y se le presentan por separado los dos cuerpos frotados, que deben aislarse en el caso de que sean buenos conductores: el uno atrae la esfera de médula de saúco, y el otro la repele, lo cual demuestra que están cargados de electricidad contraria. Lo están, además, en cantidad igual, porque, presentándolos al péndulo mientras se hallan en contacto, no hay atracción, ni repulsión, puesto que se equilibran las dos electricidades. Se hacen de ordinario estos experimentos con dos discos de vidrios frotados entre sí y que se separan bruscamente.

     La electricidad que desarrolla el frotamiento en un cuerpo, varía con la naturaleza de éste, pues el vidrio en su estado natural y el vidrio deslustrado, frotados con lana, le electrizan, el primero positivamente y el segundo negativamente. También depende de la naturaleza del cuerpo frotante, puesto que las sustancias que ponemos a continuación se electrizan positivamente cuando están frotadas por las que les siguen, y negativamente cuando lo son por las que las preceden, a saber: la piel de gato, el vidrio en su estado natural, la lana, la pluma, la madera, el papel, la seda, la goma laca y el vidrio deslustrado.

     La índole de la electricidad por frotación depende también del grado de pulimento, del sentido de las fricciones y de la temperatura. En efecto, si se frotan entre sí dos discos de vidrio desigualmente pulimentados, el que lo está más, adquiere la electricidad positiva y el otro la negativa. Frotando en cruz dos cintas de seda blanca, cortadas de la misma pieza, la que se frota trasversalmente se electriza positivamente, y la otra al contrario. Frotando entre sí dos cuerpos de la misma sustancia, de igual pulimento, pero de diferente temperatura, el que posee la más elevada, adquiere el fluido negativo. En general, los cuerpos cuyas partículas pueden moverse con mayor facilidad, se electrizan negativamente.

     593. Diferentes orígenes de la electricidad. -Además del frotamiento, las causas que pueden originar la electricidad, son la presión, la exfoliación, las acciones químicas y el calórico. Aepinus fue el primero en comprobar el desarrollo de la electricidad por presión; y luego demostró Libes que, oprimiendo ligeramente sobre un disco de madera cubierto de tafetán engomado un disco de metal aislado por medio de un mango de vidrio, este disco se electriza negativamente. Posteriormente demostró Haüy que el espato de Islandia adquiere la electricidad positiva oprimiéndolo un momento entre los dedos, y que conserva el estado eléctrico durante muchos días. Reconoció la misma propiedad en muchas especies minerales; pero M. Becquerel descubrió que pertenece a todos los cuerpos, sin exceptuar a los conductores, con tal que estén aislados. El corcho y el cautchouc, oprimidos el uno contra el otro, toman, el primero la electricidad positiva y el segundo la negativa. Un disco de corcho, oprimido sobre una naranja, se lleva consigo una considerable cantidad de fluido positivo, cuando se interrumpe rápidamente el contacto; pero si se efectúa con lentitud la separación, es muy débil la cantidad de fluido que absorbe, porque, separados por la presión los dos fluidos, han tenido tiempo de recomponerse en parte, en el momento en que cesa. Debido a esta causa es nulo el efecto cuando son buenas conductoras las dos sustancias oprimidas.

     También ha observado M. Becquerel que la exfoliación, esto es, la división natural de los minerales cristalizados, puede ser un manantial de electricidad. Exfoliando rápidamente la mica en la oscuridad, se nota un débil resplandor fosfórico. Para cerciorarse M. Becquerel de que la electricidad era la causa de este fenómeno, fijó un mango de vidrio a cada lámina antes de su separación; desprendiolas en seguida rápidamente, y presentándolas al péndulo eléctrico o a un electróscopo de panes de oro (605), encontró que poseen una electricidad contraria.

     El talco hojoso y todas las sustancias cristalizadas, poco conductoras, se electrizan también por exfoliación. En general, siempre que se separan dos moléculas, acepta una de ellas electricidad distinta de la de la otra, como no sea buen conductor el cuerpo a que pertenezcan, porque entonces no es bastante rápida la separación para oponerse a la recomposición de las dos electricidades. A este fenómeno debemos referir la luz que despide el azúcar citando se parte en la oscuridad.

     La electricidad que originan las acciones químicas y el calórico, serán más adelante objeto de nuestro estudio.

Capítulo II

Medida de las fuerzas eléctricas

     594. Leyes de las atracciones y repulsiones eléctricas. -Las acciones mutuas que ejercen los cuerpos electrizados entre sí se hallan sometidas a las dos leyes siguientes:

     1.� Las repulsiones y atracciones entre dos cuerpos electrizados están en razón inversa del cuadrado de la distancia;

     2.� Permaneciendo constante la distancia, estas mismas fuerzas están en razón compuesta de las cantidades de electricidad que poseen los dos cuerpos.

     Primera ley. -Estas dos leyes las ha demostrado Coulomb, valiéndose de la balanza de torsión usada ya para poner de manifiesto las leyes de las atracciones y repulsiones magnéticas (582). La única modificación que debe introducirse en la balanza consiste en que la aguja imantada, suspendida del alambre, se reemplaza por una barra de goma laca que termina en un pequeño disco de oropel n (fig. 420), y en que, la aguja imantada vertical se sustituye por una barrita de vidrio i, terminada por una esfera de cobre m. La figura 420 presenta también algunas otras modificaciones relativamente a la 417, pero son arbitrarias: en vez de ser rectangular la caja, es cilíndrica, y en su contorno se encuentra pegada una tira de papel dividida en 360 grados, de suerte que la graduación ofrece inmediatamente el ángulo de separación, siendo así que la figura 417, marca la tangente de este ángulo. Por último, se compone el micrómetro de un pequeño disco graduado e, móvil independientemente del tubo d y de un índice a fijo, que sirve para marcar los grados que gira el disco e: en su centro existe un botón que gira con él, y cuyo pie abraza la extremidad del alambre que sustenta la aguja on.

     Para demostrar la primera ley, se seca el aire del aparato para que sea menor la pérdida de electricidad, lo que se obtiene por medio de una cápsula llena de cal viva que se deja muchos días dentro del mismo aparato. Completamente seco el aire, correspondiendo el cero del micrómetro al índice a, se da vuelta al tubo móvil d, hasta que la aguja on marque el cero del círculo graduado e, que es la posición de la esfera m cuando se halla dentro de la caja. Sacando entonces dicha esfera, y cogiéndola por su tubo aislador i, se la electriza, poniéndola en contacto con un manantial de electricidad, con la máquina eléctrica, por ejemplo, y luego se introduce nuevamente en el aparato por la abertura r del platillo que le cubre. En el acto mismo es atraído el disco n, se electriza luego con el contacto de la esfera y es repelido, y después de algunas oscilaciones se para, cuando la torsión del alambre equilibra la fuerza repulsiva que se ejerce entre el disco y la esfera. Supongamos que la torsión de la aguja sobre el cuadrante c valga 20 grados, como la torsión del alambre es proporcional a la fuerza de torsión (70, 2.�), podemos considerar este número 20 como representante de la repulsión eléctrica a la distancia a que se encuentra la aguja. Para medir esta fuerza a una distancia menor, se da vuelta al disco e en el sentido de la flecha, hasta que la distancia del oropel n a la esfera m sea sólo de 10 grados, es decir, dos veces menor, siendo preciso que la aguja recorra 70 grados para que llegue a dicho punto. Así, pues, el alambre se habrá torcido en su extremidad superior 70 grados en el sentido de la flecha y 10 grados en sentido contrario respecto a su parte inferior. Sumando las dos torsiones, se obtiene, por consiguiente, una total de 80 grados, o sea cuádruple de la que corresponde a una distancia doble: por otra parte, siendo siempre la fuerza de torsión igual y contraria a la repulsión, es preciso que se haga ésta a su vez cuatro veces mayor, para una distancia dos veces menor. Compruébase también que, para una distancia tres veces más pequeña, es nueve veces más considerable la repulsión, hechos que demuestran la ley de las repulsiones.

     Del mismo modo se puede demostrar la ley de las atracciones, dando electricidades contrarias a la esfera y al disco, y equilibrando su atracción por medio de una torsión adecuada del alambre.

     Segunda ley. -Para demostrar que las fuerzas eléctricas son proporcionales a las cantidades de electricidad de los cuerpos, se electriza igualmente la esfera de cobre m, y luego, observando la repulsión de la aguja on, se quita la esfera m y se la toca con otra de cobre del mismo diámetro, en el estado neutro y aislada por un mango de vidrio, en cuyo caso cede la esfera m la mitad de su electricidad a la otra, supuesto que son iguales las superficies de ambas esferas (596). Introduciendo de nuevo la primera en el aparato, se nota que la repulsión no vale ya más que la mitad de su valor anterior; y si otra vez se quita a m la mitad de la electricidad que le queda, la repulsión no es más que el cuarto de la primitiva, y así sucesivamente, con lo cual queda demostrada la ley que nos ocupa.

     En estos experimentos sirve de intervalo de los cuerpos eléctricos el arco que mide la torsión, es decir, que se toman los arcos por sus cuerdas, lo cual no es más que una aproximación; pero el error no influye sensiblemente en los resultados, por ser bastante pequeños los arcos para que puedan sustituirlos sus cuerdas⁽⁸⁾.

     595. Trasporte de la electricidad a la superficie de los cuerpos. -Cuando un cuerpo aislado, de forma cualquiera, se electriza, la positiva, ya negativamente, se dirige el fluido eléctrico a la superficie del cuerpo, en donde forma una capa muy tenue. Esta acumulación de la electricidad en la superficie se demuestra por los experimentos que siguen, y de los cuales respecto a los dos primeros, somos deudores a Coulomb:

     1.� Se toma una esfera hueca de cobre, aislada sobre un pie de vidrio, y con una abertura circular en su parte superior (fig. 421). Electrizada por su contacto con un foco eléctrico, se tocan sucesivamente sus superficies interior y exterior con un plano de prueba, o sea una barrita de goma laca, terminada por un disco metálico que sirve para recoger la electricidad. Tocando exteriormente, con el plano de prueba, la esfera electrizada, recogía Coulomb parte de la electricidad, puesto que presentando dicho plano a la aguja on de la balanza de torsión (fig. 420), se notaba una atracción. Tocando la superficie interna, no observaba Coulomb vestigio alguno de electrización, deduciendo de aquí que sólo había electricidad libre en la superficie exterior de la esfera.

     Con todo, no es, al parecer, rigurosa esta consecuencia, porque habiendo repetido recientemente M. Bourbouze el experimento anterior, haciendo comunicar cada una de las dos caras de la esfera hueca con un electrómetro de panes de oro (605), encontró que ambos estaban cargados de la misma electricidad y en cantidad igual, lo cual prueba que no sólo se dirige este fluido a la superficie externa, sino también a la interna. A la par se da cuenta de la existencia de la electricidad que posee el plano de prueba, después de haber tocado el interior de la esfera, diciendo que proviene de la barrita de goma laca, en la cual el fluido neutro puede descomponerse por la influencia de la electricidad que se encuentra sobre los bordes de la abertura de la esfera hueca.

     2.� Sobre una esfera de cobre, aislada por un pie de vidrio, se aplican dos hemisferios huecos, también de cobre, del mismo diámetro que ella, y que pueden cubrirla exactamente y separarse cuando así se quiera, por medio de mangos de vidrio. Electrizada la esfera, se aplican sobre la misma los dos hemisferios que se cogen por los mangos de vidrio, y luego se retiran a un mismo tiempo y de una manera brusca (fig. 422). Obsérvase que quedan ambos electrizados, pero que no conserva huella alguna, de electricidad la esfera, de manera que todo el fluido se encontraba en la superficie, supuesto que se lo han sustraído por completo las dos cubiertas.

     3.� Puédese comprobar que se dirige la electricidad a la superficie de los cuerpos, por medio del aparato representado en la fig. 423. Consta de un cilindro de cobre aislado, en el cual se ve una lámina metálica muy flexible, que puede arrollarse o desarrollarse cuando así se quiera, haciendo girar al cilindro por medio de un manubrio. Por fin, sobre una esfera de metal, en comunicación con el cilindro, existe un pequeño electrómetro compuesto de un cuadrante de marfil, y en el centro una varilla ligera terminada por una esferita de médula de saúco. Cuando se comunica electricidad al cilindro, se ve que diverge el pequeño electrómetro en virtud de una repulsión eléctrica. Dando vuelta entonces al cilindro, de modo que se desarrolle la lámina metálica que lo cubre, disminuye la divergencia, la cual aumenta al arrollarla. Dedúcese de esto que, no variando la cantidad total de electricidad que posee fin cuerpo, la repulsión que ejerce la electricidad en cada punto de la superficie, es tanto menor, cuanto mayor es ésta, quedando así demostrado que la electricidad se dirige a la superficie.

     4.� Una cuarta experiencia, dispuesta por M. Faraday, consiste en fijar sobre un aro metálico aislado una bolsita cónica de muselina, bastante parecida a las que se usan para coger mariposas (fig. 424). Mediante dos hebritas de seda sujetas a los dos lados del vértice del cono, se puede desfundar la bolsa, cuando se quiera. Entendido esto, se electriza la muselina tocándola con un cuerpo electrizado, y se encuentra, con el auxilio de un plano de prueba, que su superficie exterior es la única electrizada; luego, tirando de la hebra de seda interior, se vuelve la bolsita, de modo que su superficie interna venga a ser la externa, y recíprocamente; en cuyo caso se reconoce que también es la superficie externa la única que está electrizada.

     5. Finalmente, la experiencia manifiesta que una esfera maciza de metal no adquiere más electricidad que una esfera de madera del mismo diámetro, recubierta con una lámina metálica muy delgada.

     Considérase la propiedad que tiene la electricidad de acumularse en la superficie de los cuerpos, como una consecuencia de la fuerza repulsiva que cada fluido ejerce sobre sí mismo. En efecto, sometiendo al cálculo la hipótesis de los dos fluidos, y admitiendo que se atraen mutuamente en razón inversa del cuadrado de la distancia, y que rechazan sus propias moléculas, siguiendo la misma ley, llegó Poisson a la misma consecuencia que Coulomb sobre la distribución de la electricidad en los cuerpos. Supónese, pues, que la electricidad libre se halla como acumulada, en forma de una capa sumamente tenue, en la superficie de los cuerpos electrizados, de la cual tiende sin cesar a escaparse, encontrándose tan sólo retenida por la resistencia que le opone la débil conductibilidad del aire⁽⁹⁾.

     El esfuerzo de la electricidad para escaparse de los cuerpos se denomina tensión. No tardaremos en indicar las causas que originan su variación.

     596. Influencia de la forma de los cuerpos respecto a la acumulación de la electricidad. -En una esfera metálica, el espesor de la capa eléctrica es igual en todos los puntos de su superficie, como así debe acontecer, atendida la forma simétrica del cuerpo. Se comprueba este hecho por medio del plano de prueba y de la balanza de torsión (fig. 420). Electrízase al efecto una esfera aislada, igual a la de la fig. 421, y tocándola sucesivamente en diversos puntos con el plano de prueba, al presentarse este cada vez a la aguja, se observa constantemente la misma tensión, con lo cual se ve que en todas artes ha recogido el plano de prueba una cantidad igual de electricidad.

     Si el cuerpo es un elipsoide prolongado (fig. 425), ya no es uniforme el espesor de la capa eléctrica; pues obedeciendo el fluido a su propia repulsión, se acumula hacia las partes más agudas, en las cuales adquiere así la electricidad un máximum de espesor. Para demostrarlo, se tocan diferentes puntos del elipsoide con el plano de prueba, y llevando éste a la balanza de Coulomb, se nota el máximum de torsión cuando se toca la extremidad a del elipsoide, y el mínimum al efectuarse el contacto con la región media e. Poisson ha deducido por medio del cálculo, que la tensión en cada punto es proporcional al cuadrado del espesor de la capa eléctrica.

     597. Acción de las puntas. -Denomínase así, en los cuerpos conductores, la propiedad que poseen cuando terminan en punta de dejar escapar el fluido eléctrico. Esta propiedad, descubierta por Franklin, se explica por la ley que rige la distribución de este fluido en la superficie de los cuerpos. En efecto, acumulándose la electricidad (596) hacia las partes agudas, crece el espesor eléctrico cerca de las puntas, y aumentando a la par la tensión, supera muy pronto la resistencia del aire, y se desprende en la atmósfera. Acercando la mano a la punta, se nota al parecer un ligero soplo, emitido por ella, y en la oscuridad es visible en la misma un penacho luminoso.

     598. Comunicación y distribución de la electricidad en los cuerpos en contacto. -Cuando se ponen en contacto dos cuerpos conductores, electrizado uno y en el estado natural el otro, se divide la electricidad entre los dos según una relación que depende de la que medie entre sus superficies; y cuando se separan, ha ganado uno y perdido el otro electricidad, en todos sus puntos. Si no son conductores, sólo se nota el aumento o disminución en los puntos de contacto.

     Valiéndose del plano de prueba y de la balanza de torsión, hizo Coulomb muchos experimentos sobre la distribución de la electricidad en la superficie de los cuerpos en contacto. Con esferas metálicas aisladas, puestas en contacto y electrizadas en tal estado, encontró que se distribuye distintamente el fluido eléctrico en sus superficies, siguiendo la relación de los diámetros. Siendo éstos iguales, es nulo el espesor eléctrico en el punto de contacto, el cual sólo es sensible a los 20 grados de dicho punto; en cambio crece rápidamente de 20 a 30 grados, con mayor lentitud de 60 a 90, permaneciendo casi constante de 90 a 180 grados.

     Cuando son desiguales los diámetros, según la relación de 2 a 1, el espesor eléctrico, que es aún nulo en el punto de contacto, al principio es más considerable en la esfera mayor, pero aumenta luego con más rapidez en la pequeña, y en ésta a 180 grados del punto de contacto existe el espesor máximo.

     599. Pérdida de la electricidad en el aire. -Los cuerpos eléctricos, aunque aislados, pierden siempre con mayor o menor rapidez su electricidad. Depende esta pérdida de dos causas, que son: 1.� la conductibilidad del aire y de los vapores que rodean a los cuerpos, y 2.� la conductibilidad de los aisladores que los sustentan.

     La pérdida originada por el aire varía con la tensión eléctrica, con la renovación del aire y con su estado higrométrico. El aire seco conduce mal la electricidad, pero el húmedo es buen conductor, siéndolo tanto más, cuanto mayor es la cantidad de vapor que contiene. Coulomb demostró que, cuando el aire se encuentra en calma y en un estado higrométrico constante la pérdida en un tiempo muy corto es proporcional a la tensión; ley análoga a la de Newton sobre el enfriamiento (363).

     Coulomb efectuó sus experiencias en un aire húmedo; pero en los gases perfectamente desecados, M. Matteucci ha encontrado que la pérdida de la electricidad no sigue la ley de Coulomb, y que, entre ciertos límites de tensión, la pérdida es independiente de la cantidad de electricidad y proporcional al tiempo; es decir, que en tiempos iguales las pérdidas sucesivas son iguales.

     Según el mismo físico, siendo iguales la temperatura y la presión, la pérdida es la misma en el aire, en el hidrógeno y en el ácido carbónico, cuando estos gases se hallan completamente desecados; con cuerpos electrizados enérgicamente, la pérdida es mayor cuando están electrizados negativamente, que cuando lo están positivamente; en los gases secos, según una presión constante, la pérdida aumenta con la temperatura; finalmente, en los gases secos, es siempre la pérdida independiente de la naturaleza del cuerpo electrizado, es decir, que es la misma, así cuando el cuerpo es bueno como mal conductor.

     En cuanto a la pérdida ocasionada por los soportes, además de que nunca aíslan perfectamente, ha notado Coulomb, que causan una gran merma de fluido en los cuerpos enérgicamente electrizados. Disminuye gradualmente esta pérdida, y llega a ser constante cuando es muy débil la tensión eléctrica. Hasta puede despreciarse en este caso, dando suficiente longitud a los aisladores; longitud que según Coulomb, debe aumentar proporcionalmente al cuadrado de la tensión eléctrica del cuerpo aislado. La goma laca aísla entonces por completo; mas no así el vidrio, que hay que secarle con cuidado por ser higrométrico.

     600. Pérdida de la electricidad en el vacío. -Retenida la electricidad en la superficie de los cuerpos por la mala conductibilidad del aire, aumenta la pérdida cuando se halla éste enrarecido, disipándose por completo aquel fluido en el vacío, donde es nula la resistencia. Tal es, por lo menos, la deducción a la cual conduce la teoría matemática que explica el equilibrio de la electricidad en la superficie de los cuerpos; pero Hawksbee, Gray, M. Harris y M. Becquerel han demostrado que podían conservarse débiles tensiones eléctricas en el vacío. El último físico llegó a observar que, en el vacío que mide un milímetro (178), un cuerpo a los quince días conservaba todavía su electricidad; y es probable que, si se encontrase aquél en un vacío perfecto, lejos de cualquier materia que pudiese ejercer en él una acción por influencia (601), conservaría indefinidamente, cierta tensión eléctrica.

Capítulo III

Acción de los cuerpos electrizados sobre los que se encuentran en estado neutro; máquinas eléctricas

     601. Electrización por influencia o por inducción. -Un cuerpo electrizado actúa sobre otro en estado neutro de la misma manera que el imán sobre el hierro dulce (562); es decir, que, descomponiendo al fluido neutro, atrae la electricidad de nombre contrario a la que posee, y repele la del mismo nombre. Para expresar este efecto, que es una consecuencia de la acción mutua de las dos electricidades, se dice que el cuerpo que primero se hallaba en estado neutro, se encuentra después electrizado por influencia o por inducción.

     Demuéstrase la electrización por influencia merced a un cilindro de latón A, aislado sobre un pie de vidrio, en cuyos dos extremos existen dos pendulitos eléctricos formados por esferas de médula de saúco, suspendidas de hilos de cáñamo que son conductores (fig. 426). Colocando este cilindro a algunos centímetros de uno de los conductores M de la maquina eléctrica, ésta, que, según veremos en breve, está cargada de fluido positivo, atrae al negativo y repele al positivo, de suerte que distribuyéndose entonces los fluidos conforme lo indican los signos + y -, se desvían ambos péndulos.

     Para conocer la clase de electricidad de que están cargadas las extremidades del cilindro, se frota una barra de lacre, y aproximándola al péndulo que se halla más cerca de la máquina eléctrica, se observa una repulsión que indica que dicho péndulo tiene la misma electricidad que la resina, o sea la negativa. Presentando de igual manera al segundo péndulo un tubo de vidrio frotado, surge también la repulsión, y por lo tanto, debe estar electrizado positivamente el péndulo. Así pues, un cuerpo electrizado por influencia, posee a la vez, en dos regiones opuestas, las dos especies de electricidad en el estado libre. Entre estas partes electrizadas en sentido contrario existe necesariamente una zona en el estado neutro, como puede comprobarse disponiendo muchos pendulitos con esfera de médula de saúco a lo largo del cilindro, pues decrece rápidamente su divergencia alejándose de las extremidades, y llega a ser nula en cierto punto, que es el punto neutro. Jamás se halla éste en medio del cilindro, pues su posición depende de la carga eléctrica y de la distancia del cilindro al cuerpo que sobre él actúa por influencia, y así es que se halla siempre más aproximado de la extremidad más inmediata a dicho cuerpo.

     Un cuerpo electrizado por influencia actúa a su vez sobre los cuerpos cercanos para separar sus dos fluidos, como se ve en la disposición relativa de los signos + y - sobre el segundo cilindro.

     Todo cuerpo electrizado por influencia presenta estos dos principios: 1.� Luego que cesa la influencia, se recomponen los dos fluidos, y no conserva el cuerpo indicio alguno de electricidad. Compruébase este principio con los cilindros de la figura 426, porque caen los péndulos apenas se los aleja del manantial eléctrico, o desde que pasa éste al estado neutro tocándolo con el dedo. 2.� Cuando está electrizado por influencia un cuerpo conductor, si se le toca en cualquier punto con una barrita metálica o con el dedo, siempre se escapa al suelo el fluido del mismo nombre que el del manantial eléctrico, quedando retenido el de nombre contrario por la atracción del fluido del manantial. Por ejemplo, en los cilindros anteriores queda el fluido negativo, tanto si se los toca por la extremidad positiva, como por la negativa, o bien por su mitad.

     Por un efecto de la electrización por influencia no puede cargarse una máquina eléctrica, si se encuentra aproximada una punta metálica en comunicación con el suelo; pues, obrando el fluido positivo de la máquina por influencia sobre la punta, pasa por ésta (597) una corriente continua de fluido negativo que neutraliza la electricidad de la máquina.

     602. Teoría de M. Faraday respecto a la electrización por influencia. -La teoría de la electrización por influencia, tal cual acabamos de exponerla, es la admitida hasta aquí por todos los físicos; pero investigaciones recientes de Faraday sobre la polaridad eléctrica tienden a modificarla y acaso a destruirla por completo. Un efecto, hasta ahora no se había tomado en consideración, en los fenómenos citados, el medio que separa el cuerpo electrizado de aquél en el cual se deja sentir la influencia. Los nuevos experimentos de M. Faraday conducen más bien a admitir que por la existencia misma de este medio se operan todos los fenómenos por influencia, y no por una acción a distancia, o por lo menos a una distancia que no exceda del intervalo que existe entre dos moléculas adyacentes. Admite M. Faraday que se produce entonces en el medio intermedio, una serie de capas moleculares alternativamente positivas y negativas, constituyendo lo que ha denominado polarización de dicho medio. Dependería, pues, en la nueva teoría de la polarización de las moléculas del aire o de otro medio la acción que al parecer ejercen a distancia los cuerpos electrizados sobre los que se hallan en el estado neutro, mientras que, según la teoría hasta hoy día admitida, sólo desempeña el aire un papel pasivo, pues únicamente por su no conductibilidad se opone a la recomposición de las electricidades contrarias. En una palabra, tiende la nueva teoría a suprimir las acciones a distancia, reemplazándolas por la acción continua y constante de un medio, de una materia intermedia propia para transmitir la acción de uno a otro cuerpo⁽¹⁰⁾.

     Llamando poder inductor a la propiedad que tienen los cuerpos de transmitir al través de su masa la influencia eléctrica, M. Faraday encuentra que todos los cuerpos aisladores no poseen el mismo poder inductor. Para comparar los poderes inductores de las diferentes sustancias, hizo uso del aparato representado en la figura 428, y del que la figura 427 representa un corte vertical. Este aparato se compone de una cubierta esférica PQ, formada de dos hemisferios de latón, que se separan como los hemisferios de Magdeburgo (fig. 93), y, como ellos, se ajustan por sus bordes de manera que cierren herméticamente. En el interior de esta cubierta existe una esfera de latón C, de un diámetro menor que el de la cubierta, y comunicando con una esferita exterior B, mediante una varilla metálica, pero aislada de la cubierta PQ por una gruesa capa de goma laca A. En cuanto al intervalo mn, se halla destinado a recibir la sustancia cuyo poder inductor trata de medirse. Finalmente, el pie del aparato tiene un taladro con su llave, que puede atornillarse sobre la máquina neumática cuando se quiere extraer o enrarecer el aire comprendido en el espacio mn.

     Entendido esto, se tienen dos aparatos semejantes al que acabamos de describir, idénticos entre sí, y no conteniendo ambos desde luego más que aire en el intervalo mn; luego, comunicando las cubiertas PQ con el suelo, se pone la esferita B de uno de los aparatos en comunicación con un manantial de electricidad. La esfera C se carga entonces, como la armadura interior de una botella de Leyden, representando la capa de aire mn la lámina aisladora que separa las dos armaduras. Una vez cargado el aparato, se mide la tensión de la electricidad que ha quedado libre sobre la esfera C, tocando con un plano de prueba la esferita B, y llevándole a la balanza de torsión. En el experimento de M. Faraday, ha obtenido así este físico una torsión de 250� que representaba la tensión sobre la esfera C. Poniendo, finalmente, en comunicación la esferita B del aparato cargado de esta manera, con la esferita B del segundo aparato, no cargado todavía, se encuentra, mediante el plano de prueba y la balanza de torsión, que la tensión sobre las dos esferas C es sensiblemente 125, es decir, que la electricidad se ha distribuido igualmente sobre los dos aparatos, lo cual se podía prever de antemano, puesto que son idénticos y que ambos contienen aire en el intervalo mn.

     Hecha esta primera experiencia, se repite, pero llenando preliminarmente el intervalo mn, en el segundo aparato, de la sustancia cuyo poder inductor se quiere estudiar, por ejemplo, de goma laca. Luego, habiendo cargado el otro aparato, aquél en el cual el intervalo mn está siempre lleno de aire, se mide la tensión sobre la esfera C; supongamos que sea 290, que es el número encontrado por M. Faraday. Pero si se hace comunicar actualmente la esferita B del aparato en que está la goma laca con la esferita B del aparato cargado, ya no se encuentra, como en el caso anterior, que cada aparato posea la mitad de 290, o sean 145. En efecto, el aparato con aire solo acusa una tensión de 114, y el de la goma laca una tensión de 113. El aparato con aire, que tenía 290 y sólo tiene 114, ha perdido, pues, 176; por consiguiente, debería encontrarse sobre el aparato con goma laca 176 en vez de 113. Y puesto que sólo se halla 113, esto manifiesta que se ha neutralizado una cantidad mayor de electricidad al través de la capa de goma laca, que al través de la de aire, de igual espesor que en el primer experimento; de donde se deduce, que el poder inductor de la goma laca es mayor que el del aire.

     Operando según acabamos de describir, se encuentra que, representando por 1 el poder inductor del aire, los poderes de las sustancias siguientes son:

     En cuanto a los gases, ha encontrado Faraday que todos poseen sensiblemente el mismo poder inductor, y que este poder no se modifica ni por la temperatura ni por la presión del gas.

     Según la capacidad inductriz propia que poseen los cuerpos aisladores, M. Faraday ha dado a estos cuerpos el nombre de dieléctricos, por oposición a los cuerpos conductores que no gozan de igual propiedad. El mismo físico, que ha hecho un profundo estudio de la propiedad que gozan los dieléctricos en la inducción, ha llegado a estos dos resultados:

     1.� Que no hay inducción al través de los cuerpos conductores cuando se encuentran en comunicación con el suelo;

     2.� Que la inducción de un cuerpo sobre otro puede ejercerse en línea curva, cuando entre los dos cuerpos se interpone un dieléctrico.

     Estos principios no sólo se han admitido por todos los físicos, sino que es preciso consignar que las experiencias de las cuales se han deducido, pueden interpretarse de distinta manera que lo ha efectuado M. Faraday.

     M. Matteucci que ha estudiado lambien concienzudamente la inducción de los cuerpos electrizados, sobre los que son malos conductores, ha evidenciado recientemente, y de una manera completa, la polarización eléctrica molecular, habiendo probado además que el poder aislador de una sustancia es tanto mayor, cuanto más débil es su polarización molecular.

     Consignemos pues, como resultado de las investigaciones de Faraday y de Matteucci, que los cuerpos malos conductores pueden transmitir lentamente la electricidad, no sólo por su superficie, sino también por su masa. Nótase, por ejemplo, al dejar en contacto una barra de resina por algún tiempo con una máquina eléctrica cargada, que se electriza positivamente según una extensión más o menos notable, y que frotándola entonces con lana, se electriza negativamente, pasando después de una manera gradual al estado neutro, hasta que reaparece de nuevo la electricidad positiva, hecho que reconoce por causa, el que habiendo polarizado la electricidad de la máquina las moléculas hasta cierta profundidad, después su reacción sobre la superficie, reducen ésta al principio al estado neutro y en seguida al positivo.

     603. Comunicación de la electricidad a distancia. -En el experimento representado en la figura 426, tienden a reunirse las electricidades contrarias del conductor M y del cilindro A, manteniéndose tan sólo en la superficie de estos dos cuerpos por la resistencia del aire; pero, si ésta disminuye o si aumenta la tensión, supera la fuerza atractiva de ambas electricidades al obstáculo las separa, y se recomponen entonces al través del aire, dando origen a una chispa más o menos viva, acompañada de un ruido seco. Encontrándose así neutralizada la electricidad negativa del cilindro por la positiva que le cedió la máquina, no queda sobre aquél más que fluido positivo que conserva, aunque cese la influencia.

     El mismo fenómeno ocurre presentando el dedo a un cuerpo muy electrizado, pues éste descompone por influencia la electricidad natural de la mano, atrae con chispa al fluido contrario, y rechaza al suelo el fluido del mismo nombre.

     La distancia explosiva varía según la tensión del fluido eléctrico, la forma de los cuerpos, su poder conductor y la mayor o menor resistencia de los medios que los circuyen.

     Todo cuanto hemos expuesto se aplica a la electrización por influencia de los cuerpos buenos conductores, pues los que lo son malos, difícilmente se electrizan por influencia; pero cuando se han electrizado, persiste el fluido mucho más tiempo que la causa que lo ha producido, lo cual se explica por su polarización molecular (602).

     604. Movimientos de los cuerpos electrizados. -La teoría de la electrización por influencia explica los movimientos de atracción y de repulsión que ofrecen entre sí los cuerpos electrizados. En efecto, dado un cuerpo fijo M (fig. 429), que supondremos electrizado positivamente, y otro móvil N, situado a corta distancia del primero, se pueden considerar tres casos:

     1.� El cuerpo móvil se halla en el estado natural y es buen conductor. -Obrando en este caso el cuerpo M por influencia sobre el fluido neutro de N, atrae al negativo y repele al positivo; de suerte que el máximum de tensión de ambos fluidos está respectivamente en los puntos a y b. Como las atracciones y repulsiones eléctricas se ejercen en razón inversa del cuadrado de la distancia (594), es mayor la atracción entre los puntos a y c, que la repulsión entre los b y c, y el cuerpo móvil se acerca al fijo por efecto de una resultante igual al exceso de la fuerza atractiva sobre la repulsiva.

     2.� El cuerpo móvil está electrizado y es conductor. -Si el cuerpo móvil está cargado de electricidad contraria a la del M, hay siempre atracción; y si la electricidad es del mismo nombre, hay repulsión a cierta distancia, pero más cerca puede haber atracción sin necesidad de contacto. Obsérvese, para explicar esta anomalía, que además del fluido libre que contiene ya el cuerpo móvil, lleva también fluido natural, y que, descompuesto éste por la influencia del positivo de M, recibe el hemisferio b nueva cantidad de fluido positivo, mientras que el a sólo se carga del negativo; hay, pues, como en el caso anterior, atracción y repulsión. La segunda fuerza supera en un principio a la primera, porque la cantidad de fluido positivo en N es mayor que la del negativo; pero disminuyendo el intervalo ac, crece la fuerza atractiva con más rapidez que la repulsiva, hasta que llega a ser superior a ésta.

     3.� El cuerpo móvil es mal conductor. -Si el cuerpo móvil es mal conductor y está electrizado, es repelido o atraído, según se halle o no cargado de la misma electricidad que el cuerpo fijo. Si se halla en el estado natural, como un manantial poderoso de electricidad y de acción prolongada, puede siempre, aun en los cuerpos peores conductores, descomponer más o menos el fluido natural, éste se descompone, en efecto, por la influencia del cuerpo M, si se encuentra este último suficientemente electrizado, y entonces hay atracción.

     605. Electróscopo de panes de oro. -Se denominan electróscopos o electrómetros unos aparatitos que sirven para comprobar si un cuerpo está electrizado, y cuál es la índole de su electricidad. El péndulo eléctrico ya descrito (586) es un electróscopo. Se han ideado muchos aparatos de esta especie; pero en la actualidad sólo describiremos el electróscopo de panes de oro, si bien indicaremos después otro más sensible, o sea el electrómetro condensador de Volta (626).

     El electrómetro de panes de oro o electrómetro de Bennet, consiste en un frasco B de vidrio (fig. 430), que se apoya sobre un platillo de cobre, y cuyo gollete está cerrado por un tapón cubierto de un barniz aislador, así como toda la parte superior del mismo frasco. Por el tapón pasa un grueso alambre de cobre, terminado exteriormente por una esfera C del mismo metal, e interiormente por dos hojitas de oro batido sumamente ligeras.

     Cuando se acerca a este aparato un cuerpo cargado de una electricidad cualquiera, negativa, por ejemplo, como lo indica el dibujo, obrando por influencia sobre el fluido neutro de la esfera y del vástago, es atraído a la primera el fluido positivo, y repelido el negativo hacia las hojitas de oro. Cargadas éstas así de la misma electricidad, se rechazan, hecho que nos manifiesta que el cuerpo A se halla electrizado.

     Si se ignora la especie de electricidad del cuerpo examinado, es fácil reconocerla, tocando la esfera C con el dedo, mientras se halla el instrumento bajo la influencia del cuerpo A, pues la electricidad del mismo nombre que la de éste se escapa al suelo, y la esfera y el vástago quedan cargados de la contraria (601). Caen primero las hojitas de oro; pero retirando el dedo y luego el cuerpo A, vuelven a divergir. Si se desea saber entonces la especie de electricidad que conserva el aparato, se acerca lentamente a la esfera C una barra de vidrio frotada con lana, y si aumenta la divergencia de las hojitas, es señal de que la electricidad del electróscopo es repelida a la parte inferior, y de consiguiente, que es de la misma especie que la del vidrio, o sea, positiva. Si disminuye la divergencia, depende de que la electricidad del aparato es atraída por la del vidrio, y por lo tanto, es de nombre contrario, o lo que es lo mismo, negativa.

Máquinas eléctricas

     606. Electróforo. -Llámanse máquinas eléctricas los aparatos que se emplean para obtener un desarrollo más o menos abundante de electricidad estática. La máquina eléctrica más sencilla es el electróforo. Este aparato, inventado por Volta, se compone de una torta resinosa B (fig. 432), fundida en una caja de madera, y de un disco de madera también A, cubierto por papel de estaño y provisto con un mango aislador de vidrio. Para obtener electricidad por medio de este aparato, se principia secando a un calor moderado la torta resinosa y el disco de madera, y luego se sacude fuertemente la resina con una piel de gato que la electriza negativamente. Aplicando entonces el disco de madera cubierto de estaño sobre la resina (fig. 431), ésta, que es muy mala conductora, conserva su electricidad negativa, y, por su influencia sobre el disco, atrae el fluido positivo hacia la cara que está en contacto con ella, repeliendo a la otra el negativo. Tocando, pues, la lámina de estaño con el dedo, se quita el fluido negativo, y queda electrizado positivamente el disco. En efecto, separándole con una mano por el mango de vidrio, y presentándole la otra mano (fig. 432), salta una viva chispa que proviene de la recomposición del fluido positivo del disco con el negativo de la mano.

     Electrizada la torta resinosa en un aire seco, puede conservar durante meses enteros su electricidad, obteniéndose en el trascurso de dicho tiempo tantas chispas como se quiera, sin necesidad de frotarlo de nuevo con la piel de gato, con tal que se cuide cada vez de tocar primero el disco cubierto de estaño, mientras se halla en contacto con la resina, y luego otra vez cuando se le tiene por el mango de vidrio.

     Sirve en química el electróforo para hacer detonar, en el eudiómetro, las mezclas gaseosas por medio de la chispa eléctrica (634).

     607. Máquina eléctrica de Ramsden. -Somos deudores de la primera máquina eléctrica a Otto de Guéricke, que es igualmente el inventor de la máquina neumática. Consistía en una esfera de azufre fija a un eje que se hacía girar con una mano, apoyando la otra en la esfera para que sirviese de frotador; no tardó en sustituir a dicha esfera un cilindro de resina, que a su vez reemplazó Hawkesbee por otro de vidrio, pero continuaba siempre la mano sirviendo de frotador. El físico alemán Winkler fue el primero que, hacia 1740, usó una almohadilla de crin cubierta de seda, como frotador; y en la misma época, Bose, profesor en el ducado de Wurtemberg, recogió, en un tubo de hoja de lata aislado, la electricidad que se desprendía por el frotamiento. Finalmente, en 1766, sustituyó Ramsden, en Londres, el cilindro de vidrio por un platillo circular de la propia sustancia frotado por cuatro almohadillas. Desde entonces aceptó la máquina eléctrica la forma que generalmente se le da en la actualidad.

     Entre dos montantes de madera (fig. 433) existe un platillo circular P de vidrio, fijo por su centro a un eje que se hace girar por medio de un manubrio. Este platillo se halla oprimido, en la dirección de su diámetro vertical, entre cuatro frotadores o almohadillas F, de cuero o de seda. En el sentido de su diámetro horizontal pasa por entre dos tubos de latón, encorvados en forma de herradura, llamados peines, en razón a las puntas que, dispuestas a ambos lados de dichas piezas, miran al platillo. Estos peines están fijos, a los conductores, o sea a unos tubos más gruesos C, aislados sobre cuatro pies de vidrio, y que comunican entre sí por un tubo de menor diámetro r.

     Es sumamente sencilla la teoría de la máquina eléctrica, fundada en la electrización por frotamiento y por influencia. En su movimiento de rotación, se electrizan positivamente el platillo de vidrio, y negativamente las almohadillas; pero como éstas comunican con el suelo por los pies de madera, en los cuales se hallan clavadas, pierden su electricidad al mismo tiempo que se produce. La positiva del platillo obra por influencia sobre los conductores, y atrae la negativa que, al desprenderse por las puntas, va a combinarse con la positiva del vidrio, neutralizándola. Los conductores que pierden así su electricidad negativa, quedan electrizados positivamente. Por lo tanto, nada cede el platillo a los conductores en la máquina eléctrica; al contrario, sólo le roba su fluido negativo, originado por la descomposición del fluido natural.

     Cargada la máquina, al aproximar la mano se saca una fuerte chispa, que se renueva girando el disco, pues como es el resultado de la combinación del fluido negativo de la mano con el positivo de la máquina, tiende ésta, a cada chispa, a recobrar el estado neutro, pero en el acto mismo la electriza de nuevo la influencia del disco.

     608. Atención que requiere el manejo de las máquinas eléctricas; almohadillas de Steiner. -Para dar a una máquina eléctrica toda la actividad de que es susceptible, hay que secar con cuidado los pies, el platillo y las almohadillas, con un calor moderado y con un trapo caliente.

     Merecen una atención particular las almohadillas, así por su disposición, como por su buen estado de conservación. Las de más uso son de cuero delgado, rellenas de crin y cubiertas de oro musivo, que es una materia pulverulenta, compuesta de bisulfuro de estaño, y que aumenta mucho el desarrollo de la electricidad, probablemente por una descomposición química, como lo indica el olor sulfuroso que despiden las almohadillas durante el rozamiento.

     Digamos, sin embargo, que si bien no puede ponerse en duda que las sustancias oxidables, que en las acciones químicas ofrecen los efectos más enérgicos, son también las que desprenden una cantidad mayor de electricidad en su frotamiento; en cambio Mr. Ed. Becquerel admite que el estado molecular de los cuerpos que se frotan, influye notablemente sobre los resultados obtenidos. En efecto, la experiencia le ha comprobado que los cuerpos reducidos al estado pulverulento y suaves al tacto, tales como el oro musivo, el talco, la plombagina, la harina, la flor de azufre y el carbón de coke, desarrollan por el rozamiento una cantidad notable de electricidad. Pero quizás la causa de este hecho deba atribuirse a que durante el frotamiento, el estado pulverulento al cual se reducen los cuerpos que hemos enumerado, aumenta en los mismos la propiedad de prestarse a las acciones químicas en presencia del oxígeno del aire.

     De algunos años a esta parte, M. Steiner, en Francfort-sur-le Mein, ha vuelto a usar unos antiguos frotadores, ideados, al parecer, por Van-Marum, en 1788, y que dan a las máquinas una tensión eléctrica muy superior a la que se obtiene con las almohadillas de crin. Estos frotadores, representados en la figura anterior, consisten en una placa de madera bien plana y oprimida contra el platillo por un doble resorte, o bien, lo cual es preferible, por dos tornillos de presión que se regulan según se desea. Dicha tabla de madera está cubierta en toda su extensión, por cuatro pedazos de un tejido de lana tan grueso como el de las mantas de Palencia. Sobre el primer pedazo se aplica una hoja de papel de estaño, que se dobla por la parte inferior para pasar entre el primer y segundo pedazo del tejido, luego entre el segundo y el tercero, y así sucesivamente hasta llegar a la tablita, donde se pone en comunicación con un papel dorado pegado detrás de la misma, y con el suelo por medio de papel de estaño y de cadenas metálicas, fijas en los pies que sostienen las almohadillas.

     Entendido esto, se recubre el todo de una tela clara, de algodón, sujeta a los contornos de la tablita. Estando ligeramente impregnada de sebo esta tela de algodón, se la recubre de una amalgama de estaño, zinc, bismuto y mercurio, amalgama de la cual M. Steiner no ha publicado las proporciones. Sobre la tela de algodón se aplica en seguida un pedazo de tafetán grueso, cosido al algodón por arriba, por abajo y lateralmente, pero sólo por un lado; por el otro se prolonga en sentido de la rotación del platillo, unos 6 centímetros próximamente, de modo que lo recubra parcialmente. Por último, se sitúa sobre el tafetán una capita de sebo, y luego otra capa de la misma amalgama que se puso sobre el algodón. Esta capa de amalgama, aplicada sobre el tafetán, es la que frota contra el platillo y lo electriza positivamente, mientras que la amalgama, electrizándose negativamente, trasmite su electricidad a la amalgama del algodón, luego al papel de estaño, y por último, al depósito común.

     M. Steiner ha observado que el color del tafetán ejerce alguna influencia sobre el desarrollo de la electricidad. El tafetán amarillo es el que mejor la desarrolla; sigue después el verde, el azul, el rojo y el blanco; en seguida el pardo y el violeta, y por último, el negro, que no produce ninguna electricidad.

     Con los frotadores que acabamos de describir, se obtiene, particularmente en tiempo seco, un desarrollo notable de electricidad. Con máquinas cuyos platillos midan 80 centímetros de diámetro, parten constantemente grandes chispas desde las almohadillas a los peines, siguiendo el contorno del platillo, lo cual proviene probablemente de la arista viva de éste y del oro musivo que queda adherido a la misma arista. El único inconveniente de los frotadores que acabamos de describir, consiste en que se engrasa muy pronto el tafetán, de modo que hay que renovarlo, porque, de lo contrario, se debilita muchísimo el efecto.

     A fin de evitar la pérdida de electricidad del platillo al través del aire, se fijan a veces en los pies de madera, dos cuartos de círculo de tafetán engomado, que rodean al vidrio por sus dos caras sin tocarle, el uno a la derecha de la almohadilla a, y el otro inferiormente en la parte opuesta: estos tafetanes, de forma circular, no se han representado en la figura. Es hecho averiguado que la seda amarilla, de poco cuerpo y dada de aceite, es la que ofrece mejores resultados; téngase presente que el tafetán sólo debe engomarse por un lado, que ha de ser el que no se aplica sobre el vidrio, siendo indispensable, por último, que medie un contacto perfecto entre el tafetán y el platillo de vidrio.

     La máquina eléctrica de Ramsden, dispuesta como indica la fig. 433, da necesariamente electricidad positiva, pero puede conseguirse también que la ofrezca negativa. Aíslanse al efecto los cuatro pies de la mesa sobre gruesos apoyos de vidrio o de resina, y se pone luego en comunicación el conductor C con el suelo. Haciendo girar en seguida el platillo, se pierde en el suelo la electricidad positiva del conductor, mientras que la negativa de las almohadillas se difunde por los pies que sostienen al platillo, y por la mesa. Aproximando entonces a éstos la mano, y sobre todo a las tiras de estaño O, se sacan chispas, que con una máquina enérgica causan una impresión mucho más viva que la de la chispa de los conductores.

     609. Tensión máxima; electrómetro de cuadrante. -Aun cuando se observen todas las condiciones que acabamos de exponer, reconoce un límite del que no puede pasar la tensión de la máquina eléctrica, sea cual fuere la velocidad de rotación del platillo y el tiempo durante el cual se le haga girar. Este límite, que se presenta cuando la suma de las pérdidas es igual a la producción, depende de tres causas, que son: 1.� la pérdida originada por el aire y por el vapor de agua que éste contiene, que es proporcional a la tensión (599); 2.� la pérdida causada por los pies, y 3.� la recomposición de las dos electricidades de las almohadillas y del vidrio.

     Ya hemos estudiado las dos primeras causas (599), y para examinar la tercera basta observar que, creciendo la tensión eléctrica con la velocidad de rotación, se presenta un momento en que supera a la resistencia que ofrece la no conductibilidad del vidrio. A partir desde este instante, se recompone parte de las dos electricidades desarrolladas en el vidrio y en las almohadillas, y permanece constante la tensión; de modo que siempre termina por ser independiente de la velocidad de rotación.

     Mídese la tensión de la electricidad en las máquinas eléctricas con el electrómetro de cuadrante o electrómetro de Henley, que es un pendulito eléctrico compuesto de un vástago de madera en el cual se halla fijo un cuadrante de marfil c (fig. 434), en cuyo centro existe un pequeño eje, alrededor del cual gira una aguja de ballena, terminada por una esfera de médula de saúco a. Atornillado el instrumento en uno de los conductores, según se ve en el dibujo, a medida que se carga la máquina, diverge la aguja, que cesa de subir luego que se llega a máximum de tensión. Si no se dan ya entonces más vueltas al platillo, cae rápidamente la aguja en el aire húmedo pero con lentitud cuando se halla seco, lo cual revela que, es débil la pérdida.

     610. Conductores secundarios. -Denomínanse conductores secundarios unos gruesos cilindros de cobre, de hoja de lata o de madera cubierta de estaño, que se aíslan por medio de pies de vidrio, o suspendiéndolos de cordones de seda, y que se ponen en seguida en comunicación con los conductores C de la máquina eléctrica (fig. 433). Aumentándose así la superficie sobre la cual se acumula la electricidad, no crece la tensión; pero sí la cantidad de fluido que se recoge en igualdad de tensión proporcionalmente a la superficie. En efecto, cuando se descarga entonces la máquina, haciéndola comunicar con el suelo, se sacan de ella chispas mucho más intensas, y que producen un vivísimo resplandor en el aire.

     611. Máquina eléctrica de Nairne. -Con la máquina eléctrica descrita sólo se recoge electricidad positiva; pero Nairne ideó, en Inglaterra, con objeto de electrizar a los enfermos, otra que conserva su nombre, y por medio de la cual se recogen a la vez las dos electricidades. Esta máquina (fig. 435) se compone de dos conductores aislados, y que no comunican entre sí; posee el uno un frotador C de cuero relleno de crin, y el otro un peine P con muchas puntas, y entre los dos conductores existe un cilindro de vidrio M que se hace girar con un manubrio, el cual al rodar toca por un lado con el frotador, y pasa por el otro muy cerca de las puntas.

     Cuando gira el cilindro, se electrizan negativamente el frotador C y el conductor A, y positivamente el vidrio; y cuando pasa, éste rasando las puntas del conductor B, descompone su fluido natural, atrae el negativo y se queda B electrizado con el positivo. Dos varillas curvas D y E terminan según dos esferas de cobre bastante aproximadas para que parta constantemente de ellas una serie de chispas originadas por la recomposición de las dos electricidades de los conductores.

     612. Máquina de Van-Marum. -Van-Marum construyó una máquina eléctrica, por medio de la cual se obtiene, según se desee, una cualquiera de las dos electricidades. Esta máquina (fig.436 y 437) se compone de una rueda de vidrio P, que gira entre cuatro almohadillas c fijas en unas esferas de cobre aisladas sobre pies de vidrio. Delante de la rueda existe un arco de cobre a, de dos ramas, sostenido por el pie que lleva el árbol de la rueda, y que puede situarse en la posición vertical (fig. 436), o en la horizontal (fig. 437). Por último, en el otro lado de la rueda, hay una gran esfera de cobre A, aislada sobre un pie de vidrio, y con un arco d, semejante al primero, y que, como él, puede aceptar la dirección horizontal (fig. 436), o la vertical (fig. 437).

     Dispuestos los arcos a y d como en la fig. 436, las dos ramas del último tocan las almohadillas, pero las del primero se acercan mucho a la rueda de vidrio sin tocarla. De consiguiente, si por medio del manubrio M se hace girar la rueda, las almohadillas que se electrizan negativamente, ceden su electricidad al arco d y a la esfera A, que se encuentra entonces cargada de electricidad negativa; pues la positiva del platillo P obra por influencia sobre el arco a, y atrae del suelo fluido negativo que la neutraliza.

     Por el contrario, si las ramas a y d están dispuestas como en la figura 437, comunicando entonces las almohadillas con el suelo por el arco a, pierden toda su electricidad, mientras que la rueda que posee fluido positivo y que obra por influencia sobre el arco d y la esfera A, atrae la electricidad negativa de éstos, quedándose en tal caso con la positiva la esfera A.

     613. Máquina hidro-eléctrica de Armstrong. -La máquina hidro-eléctrica desarrolla electricidad, merced al desprendimiento de vapor acuoso, por pequeños orificios. Inventola el físico inglés M. Armstrong, a consecuencia del descubrimiento de un nuevo hecho observado en 1840, cerca de Newcastle, en la caldera de una máquina de vapor. Habiendo surgido un escape de vapor en la válvula de seguridad, iba el fogonero a coger la palanca de la misma con una mano, teniendo la otra cerca de la columna de vapor de agua, cuando experimentó en el acto mismo una fuerte conmoción, no sin notar una viva chispa entre la palanca y su mano.

     Informado de este fenómeno, M. Armstrong lo reprodujo en otras calderas, y reconoció que el vapor desprendido estaba cargado de electricidad positiva. Haciendo experimentos en una locomotora que había aislado, observó que se electrizaba negativamente cuando se sustraía por puntas metálicas, al vapor que se escapaba a la atmósfera, su electricidad positiva, y así obtuvo chispas muy considerables. Entonces fue cuando mandó construir la máquina representada en la 438.

     Es una caldera de palastro, de hogar interior, aislada sobre cuatro pies de vidrio. Tiene cerca de 1^m,50 de longitud y 0^m,60 de diámetro. Un tubo de cristal O, situado verticalmente a la derecha de la caldera, y que comunica con ella por sus dos extremidades, indica el nivel interior del agua. Un pequeño manómetro de aire comprimido, no representado en el dibujo marca la presión. Existe sobre la caldera una llave C, que se abre cuando ha adquirido suficiente tensión el vapor, y encima de la misma se ve un depósito B, en el cual circulan los tubos que dan paso al vapor. Estos tubos terminan por ajustes adicionales A, de forma particular, representados a la izquierda del grabado en mayor escala, por la sección M. El interior de dichos tubos adicionales es de madera dura y contorneada en sentido de la flecha, a fin de que sea mayor el rozamiento; y por último, la caja B está llena de agua para enfriar los tubos de escape. Antes de llegar el vapor a los tubos adicionales, por la disposición descrita, experimenta un principio de condensación, y sale mezclado con vesículas de agua, que es una condición necesaria, porque, según los experimentos de M. Faraday, no origina electricidad alguna el paso del vapor seco.

     Habíase atribuido primero el desarrollo de electricidad en la máquina hidro-eléctrica a la condensación del vapor; pero M. Faraday, que ha efectuado numerosos experimentos con ella, ha encontrado que el desarrollo de la electricidad depende únicamente del rozamiento de los glóbulos de agua con las paredes de los tubos adicionales de salida. En efecto, permaneciendo invariables las demás condiciones, pero variando los cilindritos de madera que guarnecen el interior de los tubos A, cambia la especie de electricidad, que adquiere la caldera. Si son de marfil, no hay indicio alguno de electricidad, sucediendo otro tanto si se introduce una sustancia grasa en la caldera, pues entonces se inhabilitan las guarniciones que se usan. Con todo, sólo se desprende electricidad en el caso de que sea pura el agua, quedando entonces electrizada negativamente la caldera y positivamente el vapor. Inverso es el efecto si se añade esencia de trementina, es decir, que el vapor adquiere la electricidad negativa y la caldera la positiva. La introducción de una disolución salina o de un ácido hace cesar al instante todo desprendimiento de electricidad. También observó M. Faraday efectos análogos con una corriente de aire húmedo; pero con una de aire seco no se nota ningún efecto.

Diversos experimentos con la máquina eléctrica

     614. Chispa, banquillo aislador. -Uno de los primeros fenómenos que se observan cuando se experimenta con una máquina eléctrica, es la viva chispa que se saca de los conductores al aproximar la mano. Ya hemos visto (603) que la causa de este fenómeno es la acción por influencia que ejerce el fluido positivo de la máquina sobre el fluido neutro de la mano. Descompuesto éste, la atracción entre el fluido positivo de la máquina y el negativo de la mano acaba por vencer la resistencia del aire, y llegado este momento se recomponen los dos fluidos con ruido y luz, apareciendo entonces la chispa viva, instantánea y en zigzag, como el relámpago que precede al ruido del rayo. Esta chispa va acompañada de un pinchazo bastante intenso, sobre todo en las máquinas que son muy poderosas.

     Preséntase la chispa eléctrica bajo un aspecto notable, y que sorprende a los que presencian este experimento por vez primera, cuando se la hace surgir del cuerpo humano. Colócase, al efecto, la persona que se ha de electrizar sobre un taburete de pies de vidrio, denominado banquillo aislador, y así aislada, pone una mano sobre uno de los conductores de la máquina eléctrica. Como el cuerpo humano es buen conductor de la electricidad, a medida que se carga la máquina se distribuye el fluido por el cuerpo de la persona aislada, al mismo tiempo que por los conductores, de suerte que, tocando dicha persona con las manos en la cara o en los vestidos, se sacan chispas cual de la propia máquina. Mientras no se acerca la mano a la persona aislada, no experimenta esta conmoción alguna por electrizada que esté; sólo se erizan sus cabellos y se dirigen hacia los cuerpos que se les presentan, notando además como un ligero soplo en las manos y la cara.

     Se puede electrizar también a un sujeto aislado sobre el banquillo de pies de vidrio, frotándole con una piel de gato, pues atrae entonces al péndulo eléctrico, y se sacan de él chispas con la mano. Si la persona que frota se ha subido a otro banquillo aislador, se electrizan ambos experimentadores, pero el uno positiva, y negativamente el otro.

     El físico francés Dufay fue el primero que, en 1734, sacó una chispa del cuerpo humano.

     615. Campanario eléctrico; aparato para el granizo. -El campanario eléctrico es un aparatito compuesto de tres timbres o campanitas, suspendidos de una varilla horizontal que comunica con la máquina eléctrica (fig. 439). Las campanitas A y B penden de cadenas metálicas que establecen la comunicación con la varilla, mientras que la campanita central cuelga de un hilo de seda que la aísla de la máquina, aunque comunica con el suelo por medio de una cadena metálica. Por fin, entre el timbre del centro y los otros dos, existen dos esferitas de cobre suspendidas de hilos de seda. Ahora bien; electrizándose positivamente los timbres A y B cuando se carga la máquina, atraen las esferas de cobre, y las repelen luego después del contacto. Encontrándose entonces éstas electrizadas positivamente, se dirigen hacia el timbre C, el cual, aunque en comunicación con el suelo, se halla cargado de electricidad negativa por efecto de la influencia de los otros dos. Inmediatamente después del contacto, son rechazadas las esferas hacia A y B, ejecutando así un movimiento de vaivén rápido, y produciendo choques sucesivos que hacen resonar los tres timbres mientras está cargada la máquina.

     Para explicar de qué manera puede adquirir a menudo el granizo un volumen muy considerable antes de caer, ideó Volta un aparato fundado, como el anterior, en las atracciones y repulsiones eléctricas.

     Consiste en una campana de vidrio, situada sobre un platillo de cobre en el cual se ponen bolitas de médula de saúco (fig. 440). Pasa a rozamiento suave por el cuello de la campana una varilla de cobre, terminada en su parte inferior por una esfera del mismo metal, y comunicando por la superior con la máquina eléctrica. Luego que ésta se carga, se electriza la esfera del aparato, atrae las bolitas de saúco y en seguida; de suerte que se agitan con gran velocidad, marchando del platillo a la esfera y de la esfera al platillo, y cediendo a este último la electricidad que habían recibido de la primera. Fundándose en este experimento, admitía Volta que, cuando los granos de pedrisco se encuentran entre dos nubes cargadas de electricidades contrarias, van así sucesivamente de la una a la otra, y condensan entonces en su superficie al vapor de agua ambiente, el cual, al congelarse, les hace adquirir el volumen que a veces se observa; pero esta teoría, que no basta para explicar el tamaño de las piedras, no se admite en la actualidad.

     616. Molinete eléctrico, insuflación. -Denomínase molinete eléctrico un aparatito compuesto de cinco o seis radios metálicos encorvados todos en el mismo sentido, terminados en punta, y fijos en una chapa común, móvil sobre un eje (fig. 441). Colocado en la máquina eléctrica este aparato, luego de cargada aquélla, toman los radios y la chapa un rápido movimiento de rotación en la dirección opuesta a las puntas. Este movimiento no es un efecto de reacción comparable con el del molinete hidráulico (85), conforme han admitido muchos físicos, sino de repulsión entre la electricidad de las puntas y la que comunican al aire. Acumulándose el fluido eléctrico hacia las puntas, se escapa al aire, y como éste se encuentra cargado de igual electricidad que aquéllas, las rechaza al mismo tiempo que es a su vez repelido por ellas. Reconócese, en efecto, que el molinete no se pone en movimiento en el vacío, y si se le acerca la mano mientras gira en el aire, se siente un ligero soplo, originado por el desplazamiento que adquiere el aire electrizado.

     Cuando se desprende de esta suerte la electricidad por una punta, es repelido con bastante energía el aire electrizado para ocasionar una corriente, que no sólo es sensible en la mano, sino que sopla y puede hasta apagar la llama de una vela, si es muy poderosa la máquina eléctrica. La fig. 442 indica de qué manera se ejecuta este experimento. Obtiénese también el mismo efecto, colocando la vela sobre uno de los conductores, y presentándole una punta metálica que se tiene en la mano (fig. 443). Proviene la corriente, en este último caso, del fluido contrario que se desprende de la punta por la influencia de la máquina.

Capítulo IV

Condensación de la electricidad

     617. Condensadores; exposición de su teoría. -Se designan con el nombre general de condensadores los aparatos que se emplean para acumular, sobre superficies relativamente pequeñas, notables cantidades de electricidad. Aunque se han construido según diferentes sistemas, todos se han fundado en el principio de la electrización por influencia (601), y constan esencialmente de dos cuerpos conductores separados por otro que no lo es. Describiremos primero el condensador de Aepinus.

     Consta este aparato de dos platillos circulares de cobre A y C, y de una lámina de vidrio B, que los separa (fig. 445). Estos platillos, cada uno de los cuales se halla provisto de un pendulito eléctrico a y b, están aislados sobre pies de vidrio que pueden correr por una ranura sobre una lancha de madera que sostiene todo el aparato, a fin de que sea dable acercarlos o alejarlos, cuando así se desee.

     Para acumular las dos electricidades sobre los platillos de cobre, se pone en contacto con la lámina de vidrio (fig. 444); y luego, por medio de cadenas metálicas, se hace comunicar uno de los dos, el A, por ejemplo, con la máquina eléctrica, y el otro con el suelo. Electrízase entonces positivamente el disco A, como la máquina, y si estuviese solo, adquiriría, en igualdad de superficie, la misma cantidad de electricidad, salvo la influencia de la forma; pero la presencia del disco C cambia completamente el fenómeno, siendo causa de la acumulación de ambas electricidades. En efecto, obrando por influencia el fluido positivo del disco A, al través del vidrio, sobre el platillo C, atrae al fluido negativo y repele al suelo el positivo. A su vez el fluido negativo del disco C reacciona sobre el positivo del A, pero sólo parcialmente, atendido el intervalo que los separa. La tensión eléctrica en el disco A no equilibra, pues, la tensión de la máquina, resultando de aquí que ésta da al platillo una nueva cantidad de fluido positivo, el cual actúa como la primera vez sobre el disco C, así sucesivamente; de suerte que se acumulan sobre los dos platillos notables cantidades de electricidades contrarias; pero sólo hasta un límite que en breve indicaremos.

     Cuando se ha cargado el condensador, si se interrumpen las comunicaciones con el suelo y con la máquina eléctrica, retirando las cadenas metálicas mn (fig. 444), se observa que sólo surge divergencia en el péndulo A, mientras que el C permanece vertical. Esta divergencia del primer péndulo se explica por el exceso de electricidad del platillo A. Para darnos cuenta de la permanencia observada en el péndulo C, se admite en general que la electricidad negativa del platillo C se neutraliza completamente, aunque a distancia, por la electricidad positiva del platillo A; lo cual se expresa diciendo, que sobre el platillo C, la electricidad permanece disimulada, o en estado latente. Sin embargo, no por esto debe entenderse en manera alguna que la electricidad haya perdido en nada absolutamente la menor parte de sus propiedades ordinarias, y sí tan sólo que los efectos de cada uno de los fluidos se encuentran equilibrados, a distancia, por los del fluido contrario.

     Consignemos, además, que van quedando en desuso las denominaciones de electricidad disimulada y de electricidad latente, porque, en efecto, la disimulación de la electricidad es más aparente que real, como puede comprenderse por la teoría que vamos a exponer.

     618. Segunda teoría de los condensadores. -Consideremos nuevamente el condensador de Aepinus (fig. 445), y convengamos en denominar, en sus dos platillos, caras anteriores, a las que miran hacia la lámina de vidrio B, y caras posteriores a las opuestas. Supongamos, además, que desde luego el platillo C se encuentre bastante alejado del A, para que no ejerza sobre éste la menor influencia.

     Sentado esto, si ponemos en comunicación el platillo A con la máquina eléctrica, adquiere una carga máxima que se distribuye igualmente sobre sus dos caras, y el péndulo a manifiesta una divergencia notable. Suprimiendo la comunicación, nada habrá variado, pero acercando lentamente el platillo C, que en un principio supondremos aislado del suelo, descomponiéndose su fluido neutro por la influencia del platillo A, la electricidad negativa se dirige sobre la cara anterior y la positiva sobre la posterior, y se nota que diverge en efecto el péndulo C. Así, pues, la electricidad negativa del platillo C, actuando a su vez por atracción sobre la electricidad positiva del plato A, el fluido de éste deja de distribuirse igualmente sobre las dos caras, acumulándose en gran parte en la que mira hacia el otro platillo, y se nota efectivamente que principia a descender el péndulo a.

     Si después de esto, se pone en comunicación con el suelo el platillo C, toda su electricidad se pierde y no retiene más que el fluido negativo; pero al mismo tiempo se origina, sobre este platillo, una nueva descomposición del fluido neutro, la cual procura a la cara anterior una cantidad más notable de fluido negativo; por consiguiente, la electricidad positiva pasa nuevamente de la cara posterior del platillo A sobre la anterior, hecho que indica el péndulo a, aumentando su descenso.

     De esta suerte, habiéndose casi restituido al estado neutro la cara posterior del platillo A, se concibe que si se pone nuevamente en comunicación con la máquina eléctrica, adquirirá una segunda carga de electricidad positiva que se divide nuevamente en dos partes: una, que se condensa sobre la cara anterior del platillo, y la otra que permanece sobre su cara posterior y que aumenta la divergencia del péndulo a. El fluido que se acumula así sobre las dos caras, aumentando progresivamente, es causa de que aquél péndulo llegue a alcanzar la misma divergencia, que cuando en un principio se ha cargado el platillo A, sin someterlo a la influencia del otro platillo C. Estableciéndose en este momento el equilibrio entre la tensión de la electricidad sobre la cara posterior del platillo y sobre la máquina eléctrica, se alcanza el límite de la carga.

     Según esta manera de considerar la teoría de los condensadores, sin necesidad de recurrir a la hipótesis de la electricidad disimulada, se explica perfectamente la condensación eléctrica por la acumulación del fluido sobre la cara anterior del platillo colector, acumulación que permite que se dirija una nueva carga eléctrica sobre su cara posterior.

     619. Límite de la carga en los condensadores. -La cantidad de electricidad que puede acumularse sobre cada una de las caras del condensador, es en igualdad de circunstancias proporcional a la tensión del manantial y a la superficie de los platillos, si bien disminuye cuando aumenta el espesor de la lámina aisladora. Podemos, pues, manifestar, que constantemente dos causas limitan la cantidad de electricidad que puede acumularse sobre las caras de los platillos: la primera es que creciendo gradualmente, según hemos visto antes, la cantidad de electricidad libre sobre el platillo colector, la tensión sobre éste acaba necesariamente por ser igual a la tensión de la máquina, y a contar desde este momento, nada puede ceder ésta al condensador.

     La segunda causa es la resistencia limitada que presenta a la recombinación de las dos electricidades la lámina aisladora situada entre los dos platillos; en efecto, cuando la tensión de los dos fluidos para combinarse es superior a la resistencia de dicha lámina, se agujerea y se retinen los fluidos contrarios.

     620. Cálculo de la fuerza condensadora. -Se denomina fuerza condensadora la relación entre la carga total que adquiere el platillo colector cuando sobre el mismo ejerce influencia el otro platillo, con la que adquiriría si se encontrase solo; o bien, la relación entre la cantidad total de electricidad del platillo colector y la que en él se encuentra libre porque se admite que la electricidad que permanece libre sobre el platillo colector, es precisamente la que adquiere cuando se encuentra solo.

     Sentado esto, para calcular la fuerza condensadora, sea P la cantidad total de electricidad positiva sobre el platillo colector, N la cantidad total de electricidad negativa sobre el segundo platillo, y a la electricidad libre sobre el primero,

siendo m una fracción cuyo valor se aproxima tanto más a la unidad, cuanto más delgada sea la lámina aisladora entre los dos platillos. Pero si se toca el platillo colector, se le sustrae su electricidad libre a, y por consiguiente varían las funciones, siendo en este caso el segundo platillo aquél cuya carga será mayor, pero según una relación que continuará siendo igual a m, si es la misma la lámina aisladora; es decir, que tendremos

reemplazando N por su valor que nos procura la igualdad [1]. De la ecuación [3] se deduce

relación que no viene a ser otra cosa que la fuerza condensadora que se buscaba. Respecto al valor de m se determina por la experiencia por medio del plano de prueba y de la balanza de torsión.

     621. Descarga lenta y descarga instantánea. -Cuando está cargado el condensador; es decir, cuando se hallan acumuladas en las dos caras las electricidades contrarias, se interrumpen las comunicaciones con la máquina eléctrica y con el suelo, quitando las dos cadenas metálicas, y en vista de lo que hemos dicho más arriba, sólo una parte de la electricidad del platillo A se halla entonces disimulada, mientras que lo está por completo la del C. En efecto, el péndulo A es el único que diverge (fig. 444), encontrándose vertical el C; pero si se alejan los platillos (fig. 445), divergen en tal caso ambos péndulos, porque no se disimulan ya las dos electricidades.

     Estando en contacto los platillos con la lámina aisladora (fig. 444), y separadas las cadenas, se puede descargar el condensador, esto es, volverlo al estado neutro, según dos métodos, a saber: por medio de una descarga lenta, o bien de una instantánea. Para descargarlo lentamente, se toca primero con el dedo el platillo A, o sea el que contiene un exceso de electricidad; todo el fluido positivo no retenido por el negativo del disco C se marcha al suelo, y como el disco C sólo neutraliza una cantidad de electricidad menor que la suya, él es quien, después del contacto, posee la carga más considerable; y por lo mismo se ve que desciende el péndulo A divergiendo el C. Si actualmente se toca el disco C, vuelve a caer su péndulo, mientras que diverge de nuevo el A, y así sucesivamente, si se siguen tocando de un modo alternativo los dos discos. La descarga se efectúa de esta suerte con muchísima lentitud, y si el aire está seco, no es completa hasta después de algunas horas. Si se tocase primero el platillo C, que es el menos electrizado, no se le quitaría electricidad, pues toda la que posee está neutralizada por el disco A.

     Cuando se desea descargar instantáneamente el condensador, se hacen comunicar los dos platillos por medio del excitador, denominándose así un sistema de dos arcos de latón, terminados por esferas del mismo metal y reunidos por una charnela. Cuando estos arcos poseen mangos aisladores de vidrio (fig. 446), se designa el aparato con el nombre de excitador de mangos de vidrio; y si le faltan los mangos (figura 449), se denomina excitador simple. Para hacer uso del excitador, se aplica una de sus esferas sobre uno de los platillos del condensador, y se aproxima la otra al segundo platillo, observándose entonces que surge inmediatamente una fuerte chispa, que proviene de la recomposición de las electricidades contrarias acumuladas en las dos caras del condensador. Con todo, no es completa la recomposición, porque pueden aún sacarse una segunda, una tercera y aun mayor número de chispas, si bien cada vez más y más débiles. Dedúcese de aquí que, cuando comunican entre sí los dos platillos, no pueden reunirse en totalidad las dos electricidades. Pronto veremos (624) que este fenómeno depende de que los dos fluidos acumulados, en virtud de una acción de influencia, se adhieren a las caras de la lámina de vidrio que los separa, atendida su acción recíproca. Cuando se descarga el condensador con el excitador, aunque sea el simple, cogido con la mano, no se experimenta conmoción alguna, porque el fluido eléctrico elige siempre de dos conductores el mejor, y por lo tanto, se opera la recomposición de las dos electricidades por el arco metálico y no por el cuerpo del experimentador. Pero si tocando con una mano una de las caras del condensador, se acerca la otra a la segunda cara, se opera la recomposición por los brazos y el cuerpo, experimentándose una conmoción tanto más viva, cuanto mayor es la superficie del condensador y más fuerte la carga eléctrica.

     622. Cuadro fulminante. -El cuadro fulminante es un condensador más sencillo que el de Aepinus, y más propio para producir vivas chispas y fuertes conmociones. Consta de una lámina de vidrio rodeada por un marco de madera; en sus dos caras están pegadas dos hojas de estaño, enfrente una de otra, dejando entre sus bordes y el marco un intervalo de unos seis centímetros. No comunican entre sí las dos hojas de estaño, pero sí una de ellas con el marco por medio de una tira de estaño que se repliega en A (fig. 447), de modo que toque el pulgar de la persona que tiene en la mano el aparato. Para cargar el cuadro fulminante, se presenta a la máquina eléctrica la hoja de estaño aislada, es decir, la que no comunica con el marco de madera, y como la otra está en comunicación con el suelo por la mano, se comportan absolutamente las dos como los platillos del condensador de Aepinus, acumulándose en ambas grandes cantidades de electricidades contrarias.

     Descárgase este aparato, como el condensador (621), con el excitador simple; pues teniendo aquél con la mano, se aplica una de las esferas de éste en la extremidad A de la tira de estaño que pertenece a la hoja inferior, y luego, encorvando el excitador, se acerca la otra esfera a la hoja superior. Salta entonces con detonación una viva chisa, que es el resultado de la recomposición de las dos electricidades, pero sin que el experimentador sienta la menor conmoción, porque se opera la recomposición por completo en el arco metálico. Si, al contrario, teniendo siempre el aparato del mismo modo, se toca primero la hoja aislada, se recibe una conmoción muy fuerte, pues se efectúa la recomposición por los brazos y por el cuerpo.

     623. Botella de Leyden. -La botella de Leyden, así llamada en recuerdo del nombre de la ciudad en que fue inventada, debe su origen al holandés Musschenbroeck (aunque no falta quien pretende que fue el inventor su discípulo Cuneus), quien la descubrió por casualidad en 1746. Habiendo fijado una varilla metálica en el tapón de una botella llena de agua, la presentó a la máquina eléctrica con la idea de electrizar el líquido. La mano que sostenía la botella hacía veces de uno de los platillos del condensador, mientras que el agua interior representaba el otro; y de consiguiente se acumuló fluido positivo en la pared interior, y negativo en la porción de la exterior en contacto con la mano. En efecto, habiendo acercado una mano a la varilla metálica, mientras que con la otra continuaba teniendo cogida la botella, sintió Musschenbroeck en los brazos y en el pecho una conmoción tan fuerte, que poco después escribía a Réaumur, que no repetiría el experimento aun cuando le regalaran todo el reino de Francia.

     Entre tanto, conocido el experimento, se apresuraron a repetirlo en todas partes los físicos; y el abate Nollet, profesor de física en París, fue el primero que reemplazó el agua de la botella por pedazos de papel de estaño, de cobre, de plata o de oro. Ya un físico inglés había observado que, cubriendo el exterior de la botella con una lámina de estaño, eran mucho más vivas las conmociones. La botella de Leyden fue tomando poco a poco la forma que hoy se le da; pero aún se ignoraba su teoría, hasta que Franklin la expuso, haciendo ver que la botella, lo mismo que el aparato anterior, era un verdadero condensador.

     Representada la botella en la fig. 448, en el momento de cargarla, se compone de un frasco de vidrio delgado, cuyas dimensiones varían según la cantidad de fluido que se desea acumular. Su interior está lleno completamente de hojas de cobre o de panes de oro. En la pared exterior se halla pegada una lámina de estaño B que cubre también el fondo, pero que debe dejará descubierto el vidrio hasta una distancia bastante grande del, cuello. Adáptase a la boca un tapón de corcho, por el cual pasa, a frotamiento duro, una varilla de cobre encorvada en forma de gancho y terminada por un botón A; en el interior comunica esta varilla con las hojas de oro o de cobre que llenan la botella, y que se designan con el nombre de armadura interior, en contraposición con el de armadura exterior que recibe la lámina de estaño B.

     Cárgase la botella de Leyden, como el condensador de Aepinus y el cuadro fulminante, haciendo comunicar una de las armaduras con el suelo y la otra con un manantial eléctrico; para lo cual se la coge con la mano por la armadura exterior, y se presenta la interior a la máquina eléctrica, pues se acumula entonces el fluido positivo en los panes de oro, y el negativo en el estaño. Lo contrario sucedería si, teniendo la botella por el ancho, se presentase la armadura exterior a la máquina. Por lo demás, la teoría de la botella de Leyden es exactamente la misma que la del condensador; y así, todo cuanto se ha dicho de éste (617), se aplica a la botella, sustituyendo sus dos armaduras los platillos A y C de la fig. 444.

     Se descarga lenta o instantáneamente de la misma manera que el condensador. Para descargarla instantáneamente, se la coge con la mano (fig. 449), y se ponen en comunicación las dos armaduras por medio del excitador simple, cuidando de tocar primero la armadura que se coge con la mano, pues de lo contrario se recibe la conmoción. Para descargarla lentamente, se la aísla sobre una torta resinosa, y se toca alternativamente con la mano o con una varilla metálica la armadura interior, luego la exterior, y así sucesivamente, sacando en cada contacto una chispita.

     Para que sea más sensible la descarga lenta, se dispone el aparato (fig. 450) de modo que lleve la varilla un pequeño timbre, y cerca de la botella existe otra varilla metálica con un segundo timbre semejante al primero, y con un péndulo eléctrico formado por una esfera de cobre suspendida de un hilo de seda. Como no está fija la botella en la tablita m, se la coge con la mano por la armadura exterior, se carga en la máquina eléctrica, y se la coloca de nuevo sobre la tablita. En este caso como contiene la armadura interior un exceso de electricidad positiva no neutralizada, es atraído el péndulo y va a chocar contra el timbre de la botella: repelido al instante, va a dar contra el segundo timbre y le cede su electricidad; pero vuelto al estado neutro, es atraído de nuevo por el timbre primero, y así sucesivamente durante muchas horas, si el aire está seco y es algo grande la botella.

     624. Botella de armaduras movibles. -La botella de armaduras movibles sirve para demostrar que en la botella de Leyden, y en todos los condensadores en general, no residen tan sólo en las armaduras las dos electricidades disimuladas, sino principalmente en la cara del vidrio que las separa. Esta botella cuyas diferentes piezas pueden separarse, se compone de una gran vasija cónica de vidrio B (fig. 451), de una armadura exterior C de hoja de lata, y de otra interior D de la misma materia. Estas piezas, introducidas unas en otras, tal como se ve en la figura A, constituyen una botella de Leyden completa. Después de haberla electrizado, como la botella ordinaria, y aislado sobre una torta resinosa (fig. A), se quita con la mano la armadura interior, luego el vaso de vidrio, y por fin la armadura exterior. Es evidente que recobran así el estado natural las dos armaduras; sin embargo, si volviendo a poner la armadura C sobre la resina, se coloca dentro el vaso de vidrio y en éste la armadura D, se reconstituye una botella de Leyden que da una chispa casi tan grande como si no se hubiesen descargado las dos armaduras. Para darnos cuenta de este fenómeno se admite ordinariamente que las dos electricidades, obedeciendo a su atracción recíproca, abandonan las armaduras para dirigirse sobre las dos caras del vidrio, desde las cuales vuelven a pasar en seguida sobre dichas armaduras, en el momento en el cual se ponen en comunicación; pero en vista de lo que hemos expuesto al ocuparnos de la descarga de los condensadores (621), el fenómeno debe explicarse mejor por la electrización por la influencia que adquieren las paredes interior y exterior del vidrio en presencia de las armaduras, en virtud de cuya electrización dichas paredes actúan a su vez sobre las armaduras para electrizarlas de nuevo al instante que se reponen en su lugar.

     625. Bocales y baterías eléctricas Un bocal es una gran botella de Leyden, de cuello bastante ancho para que pueda pegarse en su pared interna una hoja de estaño que sirve de armadura interior. La varilla que atraviesa al tapón es recta, y termina inferiormente por una cadena metálica que la pone en comunicación con la hoja de estaño que constituye la armadura interior.

     Una batería es una reunión de muchos bocales colocados en una caja de madera (fig. 452), y que comunican entre sí por medio de varillas metálicas, y exteriormente por una hoja de estaño que tapiza el fondo de la caja y se encuentra en contacto con las armaduras exteriores de los bocales. Esta misma hoja de estaño se prolonga lateralmente hasta encontrar las dos asas metálicas de la caja. Cárgase la batería (fig. 452), haciendo comunicar las armaduras interiores con la máquina eléctrica y las exteriores con el suelo por la madera misma de la caja y de la mesa en que descansa la batería, o mejor, por una cadena metálica fija a una de las asas de la caja. Un electrómetro de cuadrante, unido a uno de los bocales, sirve para indicar la carga de la batería. A pesar de la gran cantidad de electricidad acumulada en el aparato, diverge con mucha lentitud y sólo un corto número de grados el electrómetro, lo cual no debe sorprender, porque depende la divergencia de la diferencia de tensión entre las dos armaduras. Por punto general, suele haber cuatro, seis u ocho bocales; pero cuantos más existen, mayor tiempo se tarda en cargarlos, si bien son más poderosos sus efectos.

     Cuando se quiere descargar una batería, se hacen comunicar entre sí las dos armaduras por medio del excitador, cuidando de tocar primero la armadura externa. Debe recurrirse al excitador con mangos de vidrio, y tomar todas las debidas precauciones para evitar la conmoción porque una fuerte batería puede ocasionar graves accidentes y hasta la muerte.

     Si se desea hacer pasar la chispa por un animal o por cualquiera objeto, se hace uso del excitador universal dibujado en primer término en la fig. 453. Consiste en una cajita de madera con dos columnas de vidrio, en las cuales se fijan, por medio de charnelas, unas varillas de cobre. Entre estas columnas se ve un sostén de madera que lleva un platillo para colocar el objeto o el animal que va a servir para el experimento. Dirigidas hacia este objeto las varillas de cobre, se hace comunicar una de ellas con la armadura exterior de la batería, y la otra con una de las esferas del excitador de mangos de vidrio. Aproximando entonces la otra esfera de éste a la armadura interior, salta una chispa entre las dos, y otra entre las ramas del excitador universal, siendo esta última la que hiere al objeto o animal colocado en el platillo.

     626. Electrómetro condensador de Volta. -El electrómetro condensador, inventado por Volta, no es más que el electrómetro de panes de oro descrito ya (605), y hecho más sensible por la adición de dos discos condensadores. La varilla de latón que lleva los panes de oro no termina superiormente en una esfera de latón, sino en un disco del mismo metal, cubierto por una lámina de tafetán engomado A (fig. 454), algo mayor que el disco, y que sirve para aislarle de un segundo B semejante, pero con mango de vidrio, que se aplica encima, cubriéndose de barniz los dos para aislarlos.

     Para hacer sensible por medio de este electrómetro cantidades muy remisas de electricidad, se hace comunicar el cuerpo electrizado con uno de los platillos, llamado por esto platillo colector, y el otro comunica con el suelo, tocándolo con el dedo ligeramente mojado (fig. 455). Difundiéndose entonces la electricidad del cuerpo por el platillo colector, obra, al través del tafetán, sobre el segundo platillo y la mano, para rechazar al suelo la electricidad del mismo nombre y atraer la contraria. Se acumulan, pues, los dos fluidos de ambos platillos, absolutamente como en el condensador de Aepinus (617), pero sin que haya divergencia en los panes de oro, pues se hallan disimuladas las dos electricidades. Cargado así el aparato, se retira primero el dedo, luego el manantial eléctrico, sin que se observe aún divergencia alguna; pero al quitar el platillo superior (fig. 454), cesa la neutralización, y distribuyéndose la electricidad del segundo platillo por igual en la varilla y en los panes de oro, divergen éstos considerablemente.

     Auméntase la divergencia, adaptando al pie del aparato dos varillas de cobre terminadas por esferas del mismo metal, porque al electrizarse éstas por la influencia de los panes de oro, reaccionan sobre sí.

Diversos efectos de la electricidad estática

     627. Efectos fisiológicos. -Los efectos de la electricidad estática se dividen en fisiológicos, luminosos, caloríficos, mecánicos y químicos.

     Los efectos fisiológicos son aquéllos que produce la electricidad en los seres vivos, o en los que acaban de perder la existencia. Consisten, en los primeros, en una violenta excitación que ejerce el fluido eléctrico sobre la sensibilidad y la contractilidad de los tejidos orgánicos que atraviesa; y en los últimos, en contracciones musculares bruscas que simulan el retorno a la vida. En la actualidad, solo hablaremos de las acciones fisiológicas que ejerce la electricidad estática cuando es grande su tensión, dejando para más tarde las de la electricidad dinámica.

     Conocemos ya la conmoción que produce la chispa de la máquina eléctrica (614). Esta conmoción aumenta en mucho su intensidad y adquiere un carácter particular cuando se saca la chispa de la botella de Leyden, tocando con una mano su armadura exterior, y con la otra la interior. Con una botella pequeña llega la sensación hasta el codo, y con una de un litro hasta el hombro y se extiende al pecho con botellas mayores.

     La botella puede causar simultáneamente la conmoción eléctrica a muchas personas, bastando para esto que formen cadena, esto es, que se den la mano de un modo continuo; y luego, tocando la primera la armadura exterior de una botella cargada de antemano, y la última en seguida el botón de la armadura interior, reciben todas a un tiempo la conmoción, que puede graduarse a voluntad, cargando más o menos la botella. El abate Nollet produjo así la conmoción en todo un regimiento, y mil quinientos hombres la sintieron simultáneamente con violencia en los brazos y en el pecho. En este experimento se ha notado que las personas que están hacia el centro de la cadena experimentan una conmoción menos viva que las que se encuentran próximas a la botella.

     Con las grandes botellas y las baterías no se recibe impunemente la conmoción, pues Priestley mató ratas con baterías cuyas armaduras tenían cada una la superficie total de sesenta y tres decímetros cuadrados, y gatos con otras de tres y medio metros cuadrados.

     628. Efectos luminosos. -La recomposición de las dos electricidades a gran tensión se efectúa siempre con un desprendimiento más o menos intenso de luz; hecho que acontece cuando se sacan chispas de la máquina eléctrica, de la botella de Leyden y de las baterías. El brillo de la luz eléctrica es tanto más vivo, cuanto mejores conductores son los cuerpos entre los cuales se verifica la explosión; y su color varía, no sólo con la naturaleza de estos cuerpos, sino también con la atmósfera ambiente y la presión.

     La chispa que estalla entre dos pedazos de carbón es amarilla; verde entre dos esferas de cobre plateadas; y carmesí si son de madera o de marfil. En el aire, a la presión ordinaria, es blanca y brillante la luz eléctrica; rojiza en un aire enrarecido, y violácea en el vacío, lo cual proviene de que, cuanto más débil es la resistencia que se opone a la recomposición de las dos electricidades, tanto menor es la tensión que adquiere la electricidad. En el oxígeno es blanca la chispa, lo mismo que en el aire, rojiza en el hidrógeno, verde en el vapor de mercurio, verde en el ácido carbónico, y en el nitrógeno es azul o púrpura acompañándola además un ruido particular. Crece, en general, el brillo de la chispa con la tensión. Habiendo evidenciado M. Fusinieri que en la explosión de la chispa eléctrica existe siempre trasporte de chispas materiales sumamente tenues, es de suponer que las modificaciones de la luz eléctrica dependan de la materia ponderable trasportada.

     Estúdianse los efectos de la presión del aire sobre el brillo de la luz eléctrica por medio del huevo eléctrico, o sea de un globo de vidrio sostenido por un pie de latón, en el cual existen dos varillas del mismo metal terminadas según unas esferas (fig. 456). La varilla inferior está fija, pero la superior corre frotando en una caja de cuero con objeto de acercarla o alejarla cuando así se desee. Hecho el vacío en el globo por medio de la máquina neumática, en la cual se puede atornillar, se pone en comunicación el vástago superior con una enérgica máquina eléctrica y el pie con el suelo. Cargando entonces la máquina, se observa de una a otra esfera una luz violácea, poco intensa y continua, que resulta de la recomposición del fluido positivo de la esfera superior con el negativo de la inferior. Si se deja entrar poco a poco el aire por medio de una llave adaptada al pie del aparato, aumenta la tensión con la resistencia, y la luz, que se vuelve blanca y brillante, no aparece ya más que en la forma de la chispa ordinaria.

     629. Tubo, cuadro y botella centelleantes. -El tubo centelleante consta de un tubo de vidrio, de un metro de longitud próximamente, que posee pegadas una serie de hojuelas de estaño, cortadas en forma de rombo y dispuestas en hélice según la longitud del tubo, de manera que sólo queden entre ellas soluciones de continuidad muy exiguas. En sus extremidades existen dos casquillos de latón con gancho, que comunican con los dos extremos de la hélice. Si, teniendo cogido el tubo por una extremidad, se presenta la otra a la máquina eléctrica (fig. 457), saltan simultáneamente chispas en cada solución de continuidad, produciendo una brillante línea luminosa, sobre todo en la oscuridad.

     El cuadro mágico, fundado en el mismo principio que el tubo centelleante, se compone de una lámina de vidrio común sobre el cual se ha pegado una tira muy estrecha de estaño, que se repliega muchas veces paralelamente a sí misma, según indica la línea negra de la figura 458. Se practican en esta tira de estaño, con un instrumento cortante, varias soluciones de continuidad muy pequeñas, dispuestas de modo que representen un objeto determinado, por ejemplo, un pórtico, una flor, etc., luego, fijando el cuadro entre dos columnas de vidrio, se pone la extremidad superior de la tira de estaño en comunicación con la máquina eléctrica, y la otra con el suelo. Haciendo girar entonces el platillo de la máquina, salta la chispa en cada solución de continuidad, y reproduce con trazos de fuego el objeto figurado en el vidrio.

     La botella centelleante es una botella de Leyden cuya armadura exterior se compone de una capa de barniz sobre la cual se ha depositado un polvo metálico. Una tira de estaño, pegada en el borde inferior de la botella, se halla en comunicación con el suelo por medio de una cadena de metal (fig. 459), y otra tira colocada más arriba lleva un apéndice que se extiende hasta unos dos centímetros del gancho, que es muy curvo. Suspendida de la máquina eléctrica esta botella, según se ve en el dibujo, a medida que va cargándose, surge la chispa entre el gancho y la armadura, observándose en todo el contorno del aparato largas y brillantes chispas.

     630. Efectos caloríficos. -No sólo es luminosa la chispa eléctrica, sino que además es un manantial muy intenso de calor. Inflama los líquidos combustibles, como el alcohol y el éter; cuando los atraviesa; actúa del mismo modo sobre la pólvora, la resina pulverizada, y hasta funde los metales; más para esto se requiere una batería muy enérgica. Una botella de Leyden ordinaria hasta para inflamar el alcohol o el éter, por medio del aparatito de la figura 460. Es un pequeño frasco de vidrio, con el fondo atravesado por una varilla de cobre con botón, fija en un pie del mismo metal. Vertido el líquido en el frasco, de modo que el botón esté enteramente cubierto, se presenta a éste el gancho de una botella de Leyden cargada, cuidando de que comunique el pie de cobre con la armadura exterior por medio de un alambre. Desempeñando éste y el pie del vaso el oficio de excitador, surge la chispa al través del líquido y lo inflama. Con el éter sale perfectamente el experimento; mas, para que suceda otro tanto con el alcohol, es preciso, aunque débilmente, calentarlo antes.

     Cuando se hace pasar la descarga de una batería al través de un alambre de hierro o de acero, se vuelve rojo blanco, y arde con una luz deslumbradora. Los alambres de platino, de oro y de plata, se funden y volatilizan. Van-Marum, con una fuerte máquina de dos platillos y con una poderosa batería, fundió un alambre de hierro de 16 metros de longitud.

     Si se somete a la descarga de una batería un pan de oro, aislado entre dos láminas de vidrio o entre dos cintas de seda, se volatiliza el oro, dando por residuo un polvo violáceo, que no es más que oro sumamente dividido. Así se obtienen los retratos eléctricos.

     631. Efectos mecánicos. -Los efectos mecánicos consisten en desgarramientos, roturas y expansiones violentas, que origina en los cuerpos poco conductores el paso de una descarga eléctrica. Perfóranse los vidrios, rómpense las maderas y las piedras, y se agitan con fuerza los gases y los líquidos. Demuéstranse los efectos mecánicos de la chispa eléctrica por medio de diferentes aparatos, que son: el taladra-cristal, el taladra-cartas, el termómetro de Kinnersley y el excitador universal.

     El taladra-cristal (fig. 461) se compone de dos columnas de vidrio que sostienen por medio de un eje horizontal, un conductor B terminado en punta. La lámina de vidrio A que se va a agujerear se apoya sobre un cilindro aislador de vidrio en el cual hay un segundo conductor terminado también en punta. Puesto éste en comunicación por un alambre, con la armadura exterior de una gran botella de Leyden, se acerca el gancho de ésta al botón en que remata el conductor B. Surge entonces la chispa entre los dos conductores, y queda perforado el vidrio. Con todo, no sale bien este experimento con una botella de Leyden de poca magnitud, como no sea bastante delgada la lámina de vidrio. El mismo aparato sirve perfectamente para horadar los naipes o cartas.

     La conmoción y la expansión súbita que origina la chispa en los gases se demuestran por medio del termómetro de Kinnersley. Consta este aparato de un gran tubo de vidrio masticado, por sus dos extremos, en casquillos de cobre que le cierran herméticamente y sostienen dos conductores terminados en esfera, fijo el uno y móvil el otro cuando así se quiera en una caja de cuero (fig. 462). De la base del aparato parte un segundo tubo lateral, abierto por su parte superior. Destornillada la caja de cuero se vierte agua en el tubo grande hasta que se encuentre el nivel algo más debajo que la esfera inferior; y atornillando entonces la caja, de cuero, se hace pasar la descarga de una botella de Leyden entre las dos esferas, procediendo según lo indica el grabado. El agua repelida instantáneamente fuera del tubo grande, sube como cosa de unos dos centímetros en el pequeño; pero al instante se restablece el nivel, lo cual demuestra que no depende el fenómeno de una elevación de temperatura, y que, por lo mismo, es errónea la denominación de termómetro que se ha dado al aparato.

     El excitador universal, descrito ya al hablar de las baterías (fig. 453), sirve también para obtener efectos mecánicos. Si se desea, por ejemplo, romper un pedazo de madera, se le coloca en el platillo en que está figurado un pajarillo, haciéndole tocar las dos esferas de los conductores. Al pasar la descarga salta hecho astillas.

     632. Efectos químicos. -Los efectos químicos de la electricidad consisten en combinaciones y descomposiciones que determina la chispa eléctrica cuando cruza los cuerpos. Por ejemplo, cuando se mezclan dos gases en las proporciones que con corta diferencia se requieren para su combinación, basta una sola chispa para determinarla; pero si la mezcla es diferente, exige la combinación una larga serie de chispas. Priestley fue el primero en reconocer que, cuando se hace pasar durante largo tiempo chispas eléctricas al través de una cantidad determinada de aire atmosférico, disminuye el volumen de aire, y se enrojece la tintura de tornasol introducida en el frasco que lo contiene. Habiendo repetido con cuidado Cavendish este experimento, encontró que se formaba, en presencia del agua o de las bases, ácido nítrico resultante de la combinación del oxígeno y del nitrógeno del aire.

     Muchos gases se descomponen por la acción sucesiva de la chispa eléctrica. El hidrógeno carbonado, el ácido sulfhídrico y el amoníaco se descomponen completamente, y sólo en parte el ácido carbónico, en oxígeno y en óxido de carbono. La chispa de las máquinas llega a descomponer los óxidos, el agua y las sales, si bien la electricidad estática dista mucho de ofrecer efectos químicos tan enérgicos y tan variados como la dinámica.

     633. Pistolete de Volta. -El pistolete de Volta es un aparatito que sirve para demostrar los efectos químicos de la chispa eléctrica. Se compone de una vasija de hoja de lata (fig. 463), en la cual se introduce una mezcla detonante formada de dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, cerrándola en seguida herméticamente con un tapón de corcho. En la pared lateral existe un tubo por el cual pasa una varilla metálica terminada por dos esferitas A y B, y masticada en un tubo de vidrio que la aísla del resto del instrumento.

     Cogido éste con la mano (fig. 464), se le acerca a la máquina eléctrica. Electrizándose entonces negativamente por influencia el botón A, y positivamente el B, surge la chispa entre el botón A y la máquina, y en el mismo instante salta otra entre B y la pared del vaso que comunica con el suelo por medio de la mano. Esta última es la que determina la combinación de los dos gases, combinación que va acompañada de un vivo desprendimiento de calor (402), y por eso el vapor de agua que resulta adquiere una fuerza expansiva tal, que despide el tapón con una detonación análoga a la de un pistoletazo.

     631. Eudiómetro. -Los eudiómetros que se utilizan en la química para el análisis de los gases, son también aparatos fundados en los efectos químicos de la electricidad.

     Se han introducido muchas modificaciones con este aparato; pero el más sencillo es el de la fig. 465. Se compone de una probeta de cristal de paredes muy gruesas. Atraviesa la extremidad cerrada una varilla de hierro o de latón, terminada por dos esferas m y n, exterior una, e interior la otra. Cerca de la interior n existe otra a, en la cual se encuentra fijo un alambre de hierro o de latón, contorneado en hélice y prolongado hasta la extremidad abierta del eudiómetro.

     Para hacer con este instrumento el análisis de un gas, del aire, por ejemplo, se llena primero de agua, se invierte luego en este estado en una cuba del mismo líquido, y se hacen pasar a él, por medio de un embudo, 100 partes de aire y 100 de hidrógeno, que se miden con un tubo graduado. Ciérrase en seguida el eudiómetro con el pulgar, según indica la figura, cuidando de ponerlo en comunicación con el alambre en hélice que existe en el interior del eudiómetro. Si otra persona acerca entonces el platillo de un electróforo (606) a la esfera m, surge una chispa entre ésta y el platillo A, y al mismo tiempo otra entre las dos esferas n y a. Esta última es la que determina con viva luz la combinación del oxígeno y del hidrógeno del eudiómetro para formar el agua. Midiendo entonces el gas que queda en el instrumento después de haberle hecho pasar a un tubo graduado, se encuentra sensiblemente que su volumen es 137; han desaparecido, pues, 63 partes de la mezcla; y como se sabe que el agua se compone de 2 volúmenes de hidrógeno y 1 de oxígeno, síguese que el tercio de 63, o sea 21, es el volumen de oxígeno contenido en 100 partes de aire.