HISTORIA Y DESARROLLO DE LA
INGENIERIA ELECTRICA
La ingeniería eléctrica es reconocida como carrera profesional en todo el mundo y constituye una de las áreas fundamentales de la ingeniería desde el siglo XIX con la comercialización del telégrafo eléctrico y la generación industrial de energía eléctrica. El
campo, ahora, abarca una serie de disciplinas que incluyen la electrotecnia, la electrónica, los sistemas de control, el procesamiento de señales y las telecomunicaciones.
La
electricidad ha sido materia de interés científico desde principios del siglo
XVII. El primer ingeniero electricista fue probablemente William Gilbert quien diseñó el "versorium", un aparato que detectaba la
presencia de objetos estáticamente cargado. El también fue el primero en marcar
una clara distinción entre electricidad magnética y estática y se le atribuye
la creación del término electricidad. En 1775 la experimentación científica de Alessandro Volta resultó en la creación del electróforo, un aparato que producía carga eléctrica estática, y por el 1800 Volta
inventó la pila voltaica, el precesor de la batería eléctrica.
Sin
embargo, no fue hasta el siglo XIX que las investigaciones dentro de la
ingeniería eléctrica empezaron a intensificarse. Algunos de los desarrollos
notables en éste siglo incluyen el trabajo de Georg Ohm, quien en 1827 midió la
relación entre corriente eléctrica y la diferencia de potenciales en un
conductor, Michael Faraday el que descubrió la inducción electromagnética en 1831, y
James Clerk Maxwell, quien en 1873 publicó la
teoría unificada de la electricidad y magnetismo en su tratado Electricity and Magnetism.
Durante
estos años, el estudio de la electricidad era ampliamente considerado como una
rama de la física. No fue hasta finales del siglo XIX que las universidades
empezaron a ofrecer carreras en ingeniería eléctrica. La Universidad Técnica de
Darmstadt tuvo la primera cátedra y
facultad de ingeniería eléctrica en 1882. En 1883 la Universidad Técnica de
Darmstad y la Universidad Cornell empezaron a dar los primeros
cursos de ingeniería eléctrica, y en 1885 el University College de Londres fundó la primera cátedra de
ingeniería eléctrica en el Reino Unido. La Universidad de Misuri estableció el primer
departamento de ingeniería eléctrica en los Estados Unidos en 1886.
Durante este período, el
trabajo relacionado con la ingeniería eléctrica se incrementó rápidamente. En
1882, Thomas Edison encendió la primera red de energía eléctrica de gran escala que proveía
110 volts de corriente continua a 59 clientes en el bajo
Manhattan. En 1887, Nikola Tesla llenó un número de patentes sobre una forma de distribución de energía
eléctrica conocida como corriente alterna. En los años siguientes una amarga rivalidad entre
Edison y Tesla, conocida como "La guerra de las corrientes", tomó
lugar sobre el mejor método de distribución. Eventualmente, la corriente
alterna remplazó a la corriente continua, mientras se expandía y se mejoraba la
eficiencia de las redes de distribución energética.
CIENTIFICOS QUE CONTRIBUYERON AL
DESARROLLO DE LA ELECTRICIDAD
William Gilbert (1544 -1603). Pionero en la
investigación del magnetismo, fue el primero en usar términos como atracción
eléctrica y fuerza eléctrica. Educado en medicina se desempeñó como médico
personal de la reina Isabel I. Luego de muchos años de experimentar publicó un
tratado en 1600 donde llegaba a la conclusión que la tierra se comporta como un
gran imán.
James
Prescott Joule (1818 - 1889). A los 21 años publicó en un trabajo la ley que describe la potencia
disipada por una corriente que circula por una resistencia. Estableció la
equivalencia de diversas formas de energía (energía mecánica, eléctrica, o el
calor), estudió
los fenómenos producidos por las corrientes eléctricas y el calor desprendido
en los circuitos eléctricos.
Hans Christian Oersted (1777 - 1851). Físico y químico
danés que descubrió que la corriente en un cable puede mover la aguja magnética
de una brújula con lo que se demuestra la relación entre electricidad y magnetismo.
Este descubrimiento fue de gran importancia e inspiró el desarrollo de la
teoría electromagnética. En 1824 fundó una sociedad para la difusión del
conocimiento científico.
George Simón Ohm (1787 - 1854). Fue un físico alemán quien descubrió
la ley que lleva su nombre que establece que: la corriente eléctrica que fluye
por un conductor es directamente proporcional al voltaje e inversamente
proporcional a la resistencia. La unidad de resistencia eléctrica se denomina
ohm en su honor.
Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962) Físico danés quien
fue el primero en aplicar la teoría cuántica al problema de la estructura
atómica y nuclear. Desarrolló el, así llamado, modelo de Bohr del átomo en el
cual postulaba que el átomo sólo puede estar en un número discreto de estados
estacionarios de energía definida. También desarrolló el modelo de la gota
líquida del núcleo y formuló el principio de la complementariedad. Recibió el
premio Nobel en 1922.
André Ampere (1775 - 1836). Fue un matemático y científico francés. Realizó muchos experimentos con
el objetivo de comprender las corrientes eléctricas. Su trabajo permitió saber
cómo se miden las corrientes eléctricas. En su honor las corrientes se miden en
amperios. Sus investigaciones dieron origen al electromagnetismo. La Ley de
Ampere relaciona cuantitativamente el campo magnético con la corriente que lo
genera.
Thomas Alva Edison (1847 - 1931). Fue un gran
inventor estadounidense: patentó 1.093 inventos. En 1879 inventó la luz
incandescente (lamparita o bombilla eléctrica). Entre sus muchas invenciones,
el fonógrafo fue su invento favorito.
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Michael Faraday (1791 - 1867) Fue el más importante experimentador en electricidad y magnetismo del siglo XIX. Entre otros logros produjo el primer motor eléctrico y en 1831 demostró que un imán podía producir electricidad. Estableció las bases experimentales para el trabajo de James Clerk Maxwell.
Benjamín Franklin (1706 - 1790). Político, economista e inventor
norteamericano. Entre sus inventos destacamos el pararrayos, los lentes
bifocales y una estufa.
Nikola Tesla (1856 - 1943) Nacido en Croacia, inventó un sistema de transmisión de
corriente alterna y un motor eléctrico.
Científicos del mundo que contribuyeron al desarrollo de la
electricidad.
Grecia:
Tales de Mileto, quien vivió aproximadamente en el año 600 a.C.
Señalaba que al frotar el ámbar con una piel de gato, podía atraer algunos
cuerpos ligeros como polvo, cabellos o paja.
Alemania:
Otto Von Guericke (1602-1686)
construyó la primera máquina eléctrica, cuyo principio de funcionamiento se
basaba en el frotamiento de una bola de azufre que giraba produciendo chispas
eléctricas.
Georg Ohm, físico alemán
(1789-1854), quien describió la resistencia eléctrica de un conductor, y en
1827 estableció la ley fundamental de las corrientes eléctricas al encontrar
que existe una relación entre la resistencia de un conductor, la diferencia de
potencial y la intensidad de corriente eléctrica.
Gustav Robert Kirchhoff (1824 - 1887). Físico alemán quien en 1845, extendiendo el trabajo de Ohm, formuló las leyes que permiten
calcular corrientes, voltajes y resistencia de redes eléctricas.
Holanda:
Pieter Van Musschenbroek (1692-1761)
descubrió la condensación eléctrica, al utilizar la llamada botella de Leyden,
que es un condensador experimental constituido por una botella de vidrio que
actúa como aislante o dieléctrico.
Estados unidos:
Benjamín Franklin (1706-1790) pudo observar que cuando un conductor
cargado negativamente termina en punta, se acumulan los electrones en esa parte
y por repulsión abandonan dicho extremo, fijándose sobre las moléculas de aire
o sobre un conductor cercano cargado positivamente (tiene carencia de
electrones). Aprovechó las propiedades antes descritas y propuso aplicarlas en
la protección de edificios, mediante la construcción del pararrayos.
Joseph Henry (1797-1878), que
construyó el primer electroimán.
Joseph Thomson (1856-1940),
quien investigó la estructura de la materia y de los electrones.
Robert Andrews Millikan (1868 -1953). Físico norteamericano que obtuvo el premio Nobel de física
en 1923 por su estudio, entre otros, de la carga eléctrica elemental. En 1909,
Millikan inició una serie de experimentos para determinar la carga de un único
electrón. Lo logró en 1910 en su famoso experimento de la gota de aceite.
(Estudió el movimiento de una gota de aceite en un campo eléctrico).
Thomas Alva Edison (1847 - 1931). Fue
un gran inventor estadounidense: patentó 1.093 inventos. En 1879 inventó la luz
incandescente (lamparita o bombilla eléctrica). Entre sus muchas invenciones,
el fonógrafo fue su invento favorito.
Francia:
Simeón-Denis Poisson (1781 - 1849).).
Sus trabajos más importantes se refieren a la aplicación de la matemática a los
fenómenos eléctricos y magnéticos. En un trabajo del año 1812 se encuentran
muchas de las leyes más útiles de la electrostática. Su teoría de la
electricidad consiste en dos fluidos en los que partículas iguales se repelen y
las diferentes se atraen.
Charles Coulomb científico francés (1736-1806), estudió las leyes
de atracción y repulsión eléctrica. En 1777 inventó la balanza de torsión que
medía la fuerza por medio del retorcimiento de una fibra fina y rígida a la
vez.
André Ampere (1775 - 1836). Fue un matemático y
científico francés. Realizó muchos experimentos con el objetivo de comprender
las corrientes eléctricas. Su trabajo permitió saber cómo se miden las
corrientes eléctricas. En su honor las corrientes se miden en amperios. Sus
investigaciones dieron origen al electromagnetismo. La Ley de Ampere relaciona
cuantitativamente el campo magnético con la corriente que lo genera.
Italia:
Luigi Galvani (1737 - 1798). Nació en Italia,
trabajó como profesor universitario y fue colega de Alessandro Volta. Estudió el efecto
de la electricidad sobre los músculos.
Alessandro Volta (1745-1827), contribuyó notablemente al estudio de
la electricidad. En 1775 inventó el electróforo, dispositivo que generaba y
almacenaba electricidad estática. En 1800 explicó por qué se produce
electricidad cuando dos cuerpos metálicos diferentes se ponen en contacto.
Empleó su descubrimiento para elaborar la primera pila eléctrica del mundo;
para ello, combinó dos metales distintos con un líquido que servía de
conductor.
Inglaterra:
Michael Faraday, físico y químico inglés (1791-1867),
descubrió como se podía emplear un imán para generar una corriente eléctrica en
una espiral de hierro. Propuso la teoría sobre la electrización por influencia,
al señalar que un conductor hueco (jaula de Faraday) forma una pantalla por las
acciones eléctricas. A partir del descubrimiento de la inducción
electromagnética, Faraday logro inventar el generador eléctrico.
William
Gilbert, (1544 -1603).
Pionero en la investigación del magnetismo, fue el primero en usar términos
como atracción eléctrica y fuerza eléctrica. Educado en medicina se desempeñó
como médico personal de la reina Isabel I. Luego de muchos años de experimentar
publicó un tratado en 1600 donde llegaba a la conclusión que la tierra se
comporta como un gran imán.
Joseph John Thompson (1856 - 1940).
Físico inglés quien al descubrir el electrón (1897) ayudó a revolucionar el
conocimiento de la estructura del átomo. Recibió el premio Nobel en 1906. Su
más importante línea de trabajo fue la que lo llevó a la conclusión que toda la
materia, independiente de su origen, contenía ciertas partículas, que él llamó
corpúsculos, que eran mucho más pequeñas que el átomo. Estas partículas son lo
que hoy llamamos electrones. Bajo su dirección el Laboratorio Cavendish fue
extremadamente exitoso y 7 de los científicos que trabajaron bajo su dirección
obtuvieron el premio Nobel.
Rusia:
Nicola Tesla (1856-1943),
quien inventó el motor asincrónico y estudió también las corrientes
polifásicas.
Yugoslavia:
Heinrich Lenz (1804-1865),
quien enunció la ley relativa al sentido de la corriente inducida.
Dinamarca:
Hans Christian Oersted (1777 - 1851). Físico y químico danés que descubrió que la corriente en
un cable puede mover la aguja magnética de una brújula con lo que se demuestra
la relación entre electricidad y magnetismo. Este descubrimiento fue de gran
importancia e inspiró el desarrollo de la teoría electromagnética. En 1824
fundó una sociedad para la difusión del conocimiento científico.
Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962) Físico danés quien fue el primero en aplicar la teoría
cuántica al problema de la estructura atómica y nuclear. Desarrolló el, así
llamado, modelo de Bohr del átomo en el cual postulaba que el átomo sólo puede
estar en un número discreto de estados estacionarios de energía definida.
También desarrolló el modelo de la gota líquida del núcleo y formuló el
principio de la complementariedad. Recibió el premio Nobel en 1922.
Escocia:
James Clerk Maxwell (1831 - 1879).
Físico escocés famoso por su formulación de la teoría electromagnética. Es
considerado por la mayoría de los físicos modernos como el científico del siglo
XIX que más influencia ejerció sobre la física del siglo XX.
Nueva Zelanda:
Ernest Rutherford (1871-1937). Físico
nacido en Nueva Zelanda, realizó su máxima contribución a la ciencia en 1911
cuando desarrolló su teoría nuclear del átomo. En esta teoría proponía que el
átomo estaba compuesto por un núcleo, cargado positivamente, que concentraba casi
toda la masa del átomo. Alrededor del cual estaban distribuidos los electrones
como en un diminuto sistema planetario. Este modelo fue reformulado por Bohr
unos años mas tarde.
CIENTIFICO MEXICANO
GUILLERMO GONZALEZ CAMARENA
A la edad De 12 años se le ocurrió tener una televisión a color para no
verla tan aburrido. En 1939 presentó su gran "Sistema Tricromático
Secuencial de Campos". El invento causó gran furor y contando con tan sólo
23 años obtuvo la patente de la televisión a color en México y Estados Unidos,
el 19 de Agosto de 1940.
A los 29 años creó la primera estación experimental de transmisión
televisiva de México y comenzó a difundir la televisión como un medio de
comunicación y educación.
El 20 de Octubre de 1962 patentó el "Sistema Bicolor
Simplificado", que es el sistema actual de los televisores. El
reconocimiento e influencia de su invento se expandieron de inmediato a todo el
mundo y su impulso a la ciencia y educación siempre fueron de la mano dentro
del país.
HISTORIA DE LA CFE
Nacimiento de la Comisión Federal de Electricidad
(CFE)
Para 1937, durante el gobierno de Lázaro Cárdenas,
México tenía 18.3 millones de habitantes, de los cuales únicamente siete
millones, equivalentes al 38% de la población, contaban con electricidad. Sólo
tres empresas distribuían la energía eléctrica y lo hacían principalmente a la
población urbana que podía pagar el servicio, y no al 67% de la población que
se encontraba en el campo. Dicha energía era proporcionada con serias
dificultades por estas tres empresas privadas. Las interrupciones de luz eran
constantes y las tarifas muy elevadas. Fue así como aquella iniciativa de ley
de Abelardo Rodríguez de 1933, fue aplicada por el gobierno cardenista. El 14 de
agosto de 1937 nació la Comisión Federal de Electricidad que de acuerdo con la
ley promulgada en la Ciudad de Mérida, Yucatán, y publicada en el Diario
Oficial de la Federación, tendría por objeto "organizar y dirigir un sistema nacional de generación, transmisión y
distribución de energía eléctrica, basado en principios técnicos y económicos,
sin propósitos de lucro y con la finalidad de obtener con un costo mínimo, el
mayor rendimiento posible en beneficio de los intereses generales".
PRIMERAS INVERSIONES DE LA CFE
La CFE comenzó a
construir plantas generadoras de energía y a ampliar las redes de transmisión y
distribución, beneficiando a más mexicanos al posibilitar el bombeo de agua de
riego así como mayor alumbrado público y electrificación de comunidades. Su
capacidad de generación fue incrementando ante la también creciente demanda de
la población, el comercio, el desarrollo y la industria del país. Fue así como
nacieron sus primeros proyectos en 4 estados del país: Guerrero, Oaxaca ,
Michoacán y Sonora .El primer gran proyecto hidroeléctrico se inició en 1938
con la construcción de los canales, caminos y carreteras de lo que después se
convirtió en el Sistema Hidroeléctrico Ixtapantongo, en el Estado de México,
que posteriormente fue nombrado Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán. En ese
año, la CFE tenía apenas una capacidad de 64 KW, misma que, en ocho años,
aumentó hasta alcanzar 45,594 KW. Entonces, las compañías privadas dejaron de
invertir y la CFE se vio obligada a generar energía. El conflicto al que se
enfrento la CFE fue que no contaba con redes de distribución, por lo que casi
todo lo que producía lo entregaba a las grandes empresas monopólicas para que
éstas la distribuyeran en sus redes, mediante la reventa. Fue durante el
gobierno de Cárdenas, cuando se empezó a escuchar la intención de nacionalizar la ind. Eléctrica.
LA NACINALIZACION DE LA INDUSTRIA
ELECTRICA
Presidente Adolfo López Mateos nacionalizó la
industria eléctrica comprando con fondos públicos y deuda externa los bienes e
instalaciones de las empresas transnacionales. El gobierno adquirió en 52
millones de dólares, el 90% de las acciones de la canadiense The American Light
and Power Company y se comprometió a pagar sus deudas que ascendían a 78
millones de dólares. Por 70 millones de dólares obtuvo las acciones de la
estadounidense American and Foreign Power Company. Además, el gobierno los
comprometió a invertir ese dinero en México para evitar que todo ese capital
saliera del país. Al adquirir la Mexican Light and Power and Company, el país
recibió 19 plantas generadoras que servían al Distrito Federal y a los estados
de Puebla, México, Michoacán, Morelos e Hidalgo; 16 plantas hidráulicas y 3
térmicas; 137 km. de línea de transmisión de doble circuito trifásico en el
sistema de 220 KW; dos subestaciones transformadoras de cerro Gordo, México y
El Salto, Puebla; 38 subestaciones receptoras conectadas a la red de
transmisión de 85 y 60 KV; gran número de bancos de transformadores; 4,500 km.
de líneas primarias de distribución de 6 KV; 11 mil transformadores de
distribución con capacidad de 670 mil KVA; y 6,800 km. de líneas de baja
tensión. Entre las plantas hidroeléctricas se obtuvieron: Necaxa, Patla,
Tezcapa, Lerma, Villada, Fernández Leal, Tlilan, Juando, Cañada, Alameda, Las
Fuentes, Temascaltepec, Zictepec, Zepayautla y San Simón. Entre las plantas
termoeléctricas: Nonoalco, Tacubaya y Lechería. Además la nación recibió el
edificio situado en la esquina de Melchor Ocampo y Marina Nacional de la Ciudad
de México y todos los inmuebles y muebles de las estaciones y plantas
termoeléctricas e hidroeléctricas, así como equipos y
materiales de oficina.
¿QUE EMPRESAS REQUIEREN EL TRABAJO DE
UN INGENIERO ELECTRICO?
.-COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD (CFE).
.-EMPRESAS DE TELECOMUNICACION COMO:
Ø *TELCEL
v *IMSS.
ALTERNA O LA CONTINUA
¿QUE S UTILIZA MAS LA ENERGIA ALTERNA O LA CONTINUA? LA ENERGIA ALTERNA
La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su
facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.
GLOSARIO:
Conductor: material que permite la circulación de la electricidad con facilidad.
Los electrones de los átomos de un conductor pueden moverse con facilidad.
KW.- kilovatio
kW para Potencia mecánica y/o calorífica sólo
kVA para Potencia mecánica y/o
calorífica + Potencia campos magnéticos.
