cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Historia da electricidade
Charles Proteus Steinmetz: a histéresis magnética (1892)
O enxeñeiro e inventor de orixe alemá Charles Proteus Steinmetz (1865-1923) é coñecido principalmente polas súas investigacións sobre a corrente alterna e polo desenvolvemento do sistema trifásico de correntes alternas. Tamén inventou a lámpada de arco con eléctrodo metálico. En 1892 descubriu a histérese magnética, un fenómeno en virtude do cal os electroimáns cuxo núcleo é un material ferromagnético (como o ferro) non se magnetizan ao mesmo ritmo que a corrente variable que pasa polas súas espiras, senón que existe un retardo. En 1893 desenvolveu unha teoría matemática aplicable ao cálculo de circuítos en corrente alterna (para o que introduciu o uso de números complexos) o que facilitou o cambio das novas liñas de enerxía eléctrica, que inicialmente eran de corrente continua. Os seus traballos contribuíron en gran medida ao impulso e utilización da electricidade como fonte de enerxía na industria. En 1902 foi designado profesor da Universidade de Schenectady, Nova York, onde permaneceu ata a súa morte. Traballou para a empresa General Electric.
Wilhelm Conrad Röntgen: os raios X (1895)
100px|miniatura|[[Wilhelm Röntgen|Wilhelm Conrad Röntgen]]
Na súa honra recibe o seu nome a unidade de medida da exposición á radiación, establecida en 1928: Röentgen.
Michael Idvorsky Pupin: a bobina de Pupin (1894) e as imaxes de raios X (1896)
O físico e electrotécnico serbio Michael Idvorsky Pupin (1854-1935) desenvolveu en 1896 un procedemento para obter a fotografía rápida dunha imaxe obtida mediante raios X, que soamente requiría unha exposición dunha fracción de segundo en lugar dunha hora ou máis que se empregaba anteriormente. Entre os seus numerosos inventos destaca a pantalla fluorescente que facilitaba a exploración e rexistro das imaxes radiolóxicas obtidas cos raios X. Tamén desenvolveu en 1894 un sistema para aumentar en gran medida o alcance das comunicacións telefónicas a través de liñas de fío de cobre, mediante a inserción a intervalos regulares ao longo da liña de transmisión dunhas denominadas bobinas de carga. Estas bobinas reciben na súa honra o nome de bobina de Pupin e o método tamén se denomina pupinización.
Joseph John Thomson: os raios catódicos (1897)
miniatura|100px|[[Joseph John Thomson]]
O físico inglés Joseph John Thomson (1856-1940) descubriu que os raios catódicos podían desviarse aplicando un campo magnético perpendicular á súa dirección de propagación e calculou as leis de devandita desviación. Demostrou que estes raios estaban constituídos por partículas atómicas de carga negativa que chamou corpúsculos e hoxe en día coñecemos como electróns. Demostrou que a nova partícula que descubrira era aproximadamente mil veces máis lixeira que o hidróxeno. Esta foi a primeira identificación de partículas subatómicas, coas grandes consecuencias que isto tivo no consecuente desenvolvemento da ciencia e da técnica. Posteriormente, medindo a desviación en campos magnéticos, obtivo a relación entre a carga e a masa do electrón. Tamén examinou os raios positivos e, en 1912, descubriu o xeito de utilizalos para separar átomos de diferente masa. O obxectivo conseguiuse desviando os raios positivos con campos electromagnéticos (espectrometría de masa). Así descubriu que o neon ten dous isótopos (o neon-20 e o neon-22). Todos estes traballos serviron a Thomson para propor unha estrutura do átomo, que máis tarde se demostrou incorrecta, xa que supuña que as partículas positivas estaban mesturadas homoxeneamente coas negativas. Thomson tamén estudou e experimentou sobre as propiedades eléctricas dos gases e a condución eléctrica a través dos mesmos, e foi xustamente por esa investigación que recibiu o Premio Nobel de Física en 1906.
Irmáns Lumière: o inicio do cine (1895)
miniatura|100px|esquerda|Os [[Irmáns Lumière]]
A finais do século XIX varios inventores estiveron traballando en varios sistemas que tiñan un obxectivo común: o visionado e proxección de imaxes en movemento. Entre 1890 e 1895, son numerosas as patentes que se rexistran co fin de ofrecer ao público as primeiras "tomas de vistas" animadas. Entre os pioneiros atópanse os alemáns Max e Emil Skladanowski, os estadounidenses Charles F. Jenkins, Thomas Armat e Thomas Alva Edison (kinetoscopio), e os franceses irmáns Lumière (cinematógrafo). Con todo, aínda que xa existían películas non era posible proxectalas nunha sala cinematográfica. O cine foi oficialmente inaugurado coa primeira exhibición pública, en París, o 28 de decembro de 1895. A conexión do novo invento coa electricidade non foi inmediata, porque os movementos mecánicos producíanse manualmente (o que producía problemas de variación da velocidade, pero tamén era utilizado como parte dos efectos especiais); mentres que a luz das primeiras lanternas proviña dunha chama xerada pola combustión de éter e osíxeno. Pero usar unha chama xunto ao celuloide (que era empregado como soporte para as películas, e que é moi inflamable) constituía unha fonte constante de graves perigos para os proxecionistas e espectadores, polo que se buscaron substitutos á fonte luminosa. Ao estenderse as redes eléctricas empregouse o arco eléctrico incandescente. Inicialmente usábanse dous eléctrodos de carbón alimentados cunha corrente continua, un con carga positiva e outro con carga negativa. Na actualidade realízase o paso da corrente continua a través de dous condutores, encerrados nunha cápsula de gas, normalmente xenon. Estas lámpadas de xenon levan no seu interior dous eléctrodos entre os que salta o arco voltaico que produce a luz. En canto á motorización eléctrica do funcionamento da cámara e do proxector fíxose ineludible co tempo, sobre todo tras o paso ao cine sonoro (primeira proxección experimental en París, 1900, e dun modo eficaz en Nova York, 1923, sendo a primeira película The Jazz Singer (O cantante de jazz ), 1927), o que implicaba tamén ás tecnoloxías do rexistro e reprodución do son, inicialmente obtido a partir dunha banda lateral de opacidade variable detectada por unha célula fotoeléctrica (a banda sonora). A partir de entón xurdiu o concepto de medio audiovisual.
Guglielmo Marconi: a telegrafía inalámbrica (1899)
miniatura|100px|[[Guglielmo Marconi]]
O enxeñeiro e físico italiano Guglielmo Marconi (1874-1937), é coñecido, principalmente, como o inventor do primeiro sistema práctico de sinais telegráficas sen fíos, que deu orixe á radio actual. En 1899 logrou establecer comunicación telegráfica sen fíos a través do canle da Mancha entre Inglaterra e Francia, e en 1903 a través do océano Atlántico entre Cornualla, e Saint John's en Terra Nova, Canadá. En 1903 estableceu nos Estados Unidos a estación WCC, en cuxa inauguración cruzaron mensaxes de salutación o presidente Theodore Roosevelt e o rei Eduardo VIII do Reino Unido. En 1904 chegou a un acordo co Servizo de Correos británico para a transmisión comercial de mensaxes por radio. As mariñas italiana e británica pronto adoptaron o seu sistema e cara a 1907 alcanzara tal perfeccionamento que se estableceu un servizo transatlántico de telegrafía sen fíos para uso público. Para a telegrafía foi un grande impulso o poder usar o código Morse sen necesidade de cables condutores.
Aínda que se lle atribuíu a invención da radio, a patente regresou ao verdadeiro inventor, o austro-húngaro Nikola Tesla, en 1943. Tamén inventou a antena Marconi. En 1909 Marconi recibiu, xunto co físico alemán Karl Ferdinand Braun, o Premio Nobel de Física polos seus traballos.
Peter Cooper Hewitt: a lámpada de vapor de mercurio (1901-1912)
esquerda|miniatura|120px|Peter Cooper Hewitt
Fundación Juana de Vega
A Fundación Juana e Vega é unha organización sen ánimo de lucro constituída en 1872 por desexo no seu testamento pola escritora Juana de Vega, que doou tódolos seus bens para ese fin. O seu obxectivo era a creación dunha escola agraria, teórica e práctica.
Ao non ter axuda doutras institucións públicas a Fundación en 1970 trocou os obxectivos fundacionais. En 1992 chegou a acordos coa Universidade da Coruña para pór en práctica proxectos agrarios e de investigación.
Historia da electricidade
Gottlob Honold: a magneto de alta tensión, a buxía (1902) e os faros parabólicos (1913)
miniatura|100px|[[Gottlob Honold]]
O enxeñeiro alemán Gottlob Honold (1876-1923), que traballaba na empresa de Robert Bosch, foi o primeiro que fabricou unha buxía economicamente viable que, conectada a un magneto de alta tensión, fixo posible o desenvolvemento dos motores de combustión interna de ciclo Otto con velocidades de xiro de varios miles de revolucións por minuto e potencias específicas. Unha buxía é o elemento onde se produce unha faísca que provoca o aceso da mestura de combustible e aire nos cilindros dun motor de ciclo Otto. As primeiras patentes para a buxía datan de Nikola Tesla ( no que se deseña un sistema temporizado de ignición repetida, no ano 1898), case ao mesmo tempo que Frederik Richard Simms (GB 24859/1898, 1898) e Robert Bosch (GB 26907/1898). Karl Benz tamén inventou a súa propia versión de buxía. Con todo, a buxía de Honold de 1902 era comercialmente viable, de alta tensión e podía realizar un maior número de faíscas por minuto, razón pola que Daimler decidiuse por ela. A buxía ten dúas funcións primarias: producir a ignición da mestura de aire e combustible e disipar parte da calor da cámara de combustión cara ao bloque motor por condución térmica. As buxías clasifícanse polo que se coñece como rango térmico en función da súa condutancia térmica. As buxías transmiten enerxía eléctrica que converten ao combustible nun sistema de enerxía. Unha cantidade suficiente de voltaxe débese de prover ao sistema de ignición para que poida xerar a faísca a través da calibración da buxía.
En 1913, Honold participou no desenvolvemento dos faros parabólicos. Aínda que se utilizaron anteriormente algúns sistemas de alumado para a condución nocturna, os primeiros faros apenas alumaban e servían pouco máis que como sistema de sinalización. Honold concibiu a idea de colocar espellos parabólicos detrás das lámpadas para concentrar o feixe luminoso, o que melloraba a iluminación do camiño sen necesidade de usar un sistema eléctrico máis potente.
Os cambios de modelo do século XX
O efecto fotoeléctrico xa fora descuberto e descrito por Heinrich Hertz en 1887. No entanto, carecía de explicación teórica e parecía ser incompatible coas concepcións da física clásica. Esa explicación teórica só foi posible coa obra de Albert Einstein (entre os famosos artigos de 1905) quen baseou a súa formulación da fotoelectricidade nunha extensión do traballo sobre os Quantos de Max Planck. Máis tarde Robert Andrews Millikan pasou dez anos experimentando para demostrar que a teoría de Einstein non era correcta pero terminou demostrando que si o era. Iso permitiu que tanto Einstein como Millikan recibisen o premio Nobel en 1921 e 1923 respectivamente.
En 1893 Wilhelm Weber logrou combinar a formulación de Maxwell coas leis da termodinámica para tratar de explicar a radiación do chamado corpo negro, un modelo de estudo da radiación electromagnética que terá importantes aplicacións en astronomía e cosmoloxía.
En 1911 próbase experimentalmente o modelo atómico de Ernest Rutherford (núcleo con masa e carga positiva e coroa de carga negativa), aínda que tal configuración fora predita en 1904 polo xaponés Hantarō Nagaoka, cuxa contribución había pasado desapercibida.
A chamada Gran Ciencia ligada á investigación atómica necesitou superar retos tecnolóxicos cuantitativamente impresionantes, pois era necesario facer chocar partículas co núcleo atómico con cada vez maior enerxía. Esta foi unha das primeiras carreiras tecnolóxicas do século XX e que, independentemente da orixe nacional das ideas ou procesos postos en práctica (moitos deles europeos: alemáns, austrohúngaros, italianos, franceses, belgas ou británicos), foron gañadas polo eficaz e inquietante complexo científico-técnico-produtivo-militar dos Estados Unidos. En 1928 Merle Anthony Tuve utilizou un transformador Tesla para alcanzar os tres millóns de voltios. En 1932 John Cockcroft e Ernest Walton observaron a desintegración de átomos de litio cun multiplicador voltaico que alcanzaba os 125.000 voltios. En 1937 Robert van de Graaff construíu xeradores de cinco metros de altura para xerar correntes de 5 millóns de voltios. Ernest Lawrence, inspirado polo noruegués Rolf Wideröe, construíu entre 1932 e 1940 sucesivos e cada vez maiores ciclotróns, aillantes magnéticos circulares, para pescudar a estrutura das partículas elementais a base de sometelas a choques a enormes velocidades.
Os quarks (bautizados así en 1963 e descubertos sucesivamente nos anos 1970 e ata datas tan próximas como 1996), así como as particularidades da súa carga eléctrica aínda son unha incógnita da física de hoxe en día.
A industria eléctrica medra coa sociedade de consumo de masas e pasa á fase do capitalismo monopolista das grandes corporacións multinacionais de tipo holding, como as norteamericanas General Electric (derivada da compañía de Edison) e Westinghouse Electric (derivada da de Westinghouse e Tesla), a Marconi Company (máis puramente multinacional que italiana), as alemás AEG, Telefunken, Siemens AG e Braun (esta última, máis tardía, debe o seu nome a Max Braun, non ao físico Karl Ferdinand Braun) ou as xaponesas Mitsubishi, Matsushita (Panasonic) Sanyo ou Sony (estas últimas posteriores á segunda guerra mundial). Ata en países pequenos, pero desenvolvidos, o sector eléctrico e a electrónica de consumo tivo presenza temperá e destacada nos procesos de concentración industrial, como son os casos da holandesa Philips e a finlandesa Nokia.
Hendrik Antoon Lorentz: as transformacións de Lorentz (1900) e o efecto Zeeman (1902)
miniatura|100px|esquerda|[[Hendrik Antoon Lorentz|Lorentz con Einstein en 1921]]
O físico holandés Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) realizou un gran número de investigacións nos campos da termodinámica, a radiación, o magnetismo, a electricidade e a refracción da luz, entre as que destaca o estudo da expresión das ecuacións de Maxwell en sistemas inerciais e as súas consecuencias sobre a propagación das ondas electromagnéticas. Formulou, conxuntamente con George Francis FitzGerald, unha explicación do experimento de Michelson e Morley sobre a constancia da velocidade da luz, atribuíndoa á contracción dos corpos na dirección do seu movemento. Este efecto, coñecido como contracción de Lorentz-FitzGerald, sería logo expresado como as transformacións de Lorentz, as que deixan invariantes as ecuacións de Maxwell, posterior base do desenvolvemento da teoría da relatividade. Nomeou a Pieter Zeeman o seu asistente persoal, estimulándoo a investigar o efecto dos campos magnéticos sobre as transicións do spin, o que o levou a descubrir o que hoxe en día se coñece co nome de efecto Zeeman, base da tomografía por resonancia magnética nuclear. Por este descubrimento e a súa explicación, Lorentz compartiu en 1902 o Premio Nobel de Física con Pieter Zeeman
Albert Einstein: o efecto fotoeléctrico (1905)
miniatura|100px|[[Albert Einstein Parque das Ciencias de Granada]]
O efecto fotoeléctrico consiste na emisión de electróns por un material cando se lle ilumina con radiación electromagnética (luz visible ou ultravioleta, en xeral). Xa fora descuberto e descrito por Heinrich Hertz en 1887, pero a explicación teórica non chegou ata que Albert Einstein lle aplicou unha extensión do traballo sobre os quantos de Max Planck. No artigo dedicado a explicar o efecto fotoeléctrico, Einstein expuña un punto de vista heurístico sobre a produción e transformación de luz, onde propuña a idea de quanto de radiación (agora chamados fotóns) e mostraba como se podía utilizar este concepto para explicar o efecto fotoeléctrico. Unha explicación completa do efecto fotoeléctrico soamente puido ser elaborada cando a teoría cuántica estivo máis avanzada. A Albert Einstein concedéuselle o Premio Nobel de Física en 1921.
O efecto fotoeléctrico é a base da produción de enerxía eléctrica por radiación solar e do seu aproveitamento enerxético. Aplícase tamén para a fabricación de células utilizadas nos detectores de chama das caldeiras das grandes centrais termoeléctricas. Tamén se utiliza en díodos fotosensibles como os que se utilizan nas células fotovoltaicas e en electroscopios ou electrómetros. Na actualidade (2008) os materiais fotosensibles máis utilizados son, á parte dos derivados do cobre (agora en menor uso), o silicio, que produce correntes eléctricas maiores.
Robert Andrews Millikan: o experimento de Millikan (1909)
miniatura|100px|esquerda|[[Robert Andrews Millikan]]
O físico estadounidense Robert Andrews Millikan (1868-1953) é coñecido principalmente por medir a carga do electrón, xa descuberta por J. J. Thomson. Estudou nun principio a radioactividade dos minerais de uranio e a descarga nos gases. Logo realizou investigacións sobre radiacións ultravioletas.
Mediante o seu experimento da pinga de aceite, tamén coñecido como experimento de Millikan, determinou a carga do electrón: 1,602 × 10−19 coulomb. A carga do electrón é a unidade básica de cantidade de electricidade e considérase a carga elemental porque todos os corpos cargados conteñen un múltiplo enteiro da mesma. O electrón e o protón teñen a mesma carga absoluta, pero de signos opostos. Convencionalmente, a carga do protón considérase positiva e a do electrón negativa. Entre as outras achegas súas á ciencia destacan a súa importante investigación sobre os raios cósmicos, como el os denominou, e sobre os raios X, así como a determinación experimental da constante de Planck, medindo a frecuencia da luz e a enerxía dos electróns liberados no efecto fotoeléctrico. En 1923 foi galardoado co Premio Nobel de Física por os seus traballos para determinar o valor de carga do electrón e o efecto fotoeléctrico.
Heike Kamerlingh Onnes: supercondutividade (1911)
miniatura|100px|[[Heike Kamerlingh Onnes]]
O físico holandés Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) dedicouse principalmente ao estudo da física a baixas temperaturas, realizando importantes descubrimentos no campo da supercondutividade eléctrica, fenómeno que sucede cando algúns materiais están a temperaturas próximas ao cero absoluto. Xa no século XIX se levaron a cabo diversos experimentos para medir a resistencia eléctrica a baixas temperaturas, sendo James Dewar o primeiro pioneiro neste campo. Con todo, a supercondutividade como tal non se descubriría ata 1911, ano en que Onnes observou que a resistencia eléctrica do mercurio desaparecía bruscamente ao arrefriarse a 4K (-269 °C), cando o que se esperaba era que diminuíse gradualmente. En 1913 foi galardoado co Premio Nobel de Física por, en palabras do comité, "as súas investigacións nas características da materia a baixas temperaturas que permitiron a produción do helio líquido".
Vladimir Zworykin: a televisión (1923)
120px|miniatura|dereita|Zworykin cun receptor de raios catódicos, ou kinescope, en 1929 miniatura|esquerda|100px|Deseño da patente do [[iconoscopio de Vladimir Zworykin.]] O enxeñeiro ruso Vladimir Zworykin (1889-1982) dedicou a súa vida ao desenvolvemento da televisión, a electrónica e a óptica. Desde moi novo estaba persuadido de que a solución práctica da televisión non sería achegada por un sistema mecánico, senón pola posta a piques dun procedemento que utilizase os tubos de raios catódicos. Emigrou a Estados Unidos e empezou a traballar nos laboratorios da Westinghouse Electric and Manufacturing Company, en Pittsburgh (Pensilvania). Na Westinghouse tivo liberdade para continuar cos seus proxectos persoais, é dicir, os seus traballos sobre a televisión, especialmente sobre o iconoscopio (1923), un dispositivo que convertía imaxes ópticas en sinais eléctricos. Outro dos seus inventos, que posibilitou unha televisión enteiramente electrónica, foi o kinescopio que transformaba os sinais eléctricos do iconoscopio en imaxes visibles, aínda que de baixa resolución. Os traballos de investigación de Zworykin e do seu grupo de colaboradores non se limitaron só á televisión, abarcaron moitos outros aspectos da electrónica, sobre todo os relacionados coa óptica. A súa actividade neste campo permitiu o desenvolvemento de dispositivos tan importantes como os tubos de imaxes e multiplicadores secundarios de emisión de distintos tipos. Un gran número de aparellos electrónicos militares utilizados na segunda guerra mundial son resultado directo das investigacións de Zworykin e dos seus colaboradores, quen tamén participou na invención do microscopio electrónico.
Edwin Howard Armstrong: Frecuencia modulada (FM) (1935)
miniatura|100px|dereita|[[Edwin Armstrong|Edwin Howard Armstrong]] O enxeñeiro eléctrico estadounidense Edwin Howard Armstrong (1890-1954) foi un dos inventores máis prolíficos da era da radio, ao desenvolver unha serie de circuítos e sistemas fundamentais para o avance deste sistema de comunicacións. En 1912 desenvolveu o circuíto rexenerativo, que permitía a amplificación das sinais débiles de radio con pouca distorsión, mellorando moito a eficiencia dos circuítos empregados ata o momento. En 1918 desenvolveu o circuíto superheterodino, que deu un grande impulso aos receptores de amplitude modulada (AM). En 1920 desenvolveu o circuíto super-rexenerador, moi importante nas comunicacións con dúas canles. En 1935 desenvolveu o sistema de radiodifusión de frecuencia modulada (FM) que, ademais de mellorar a calidade de son, diminuíu o efecto das interferencias externas sobre as emisións de radio, facéndoo moi inferior ao do sistema de amplitude modulada (AM). O sistema de frecuencia modulada (FM), que é hoxe o máis empregado en radio e televisión, non se empezou a empregar comercialmente ata logo da súa morte. Moitas invencións de Armstrong foron reclamadas por outros en preitos de patente.
Robert Watson-Watt: O radar (1935)
miniatura|esquerda|100px|[[Robert Watson-Watt]]
O radar (acrónimo de radio detection and ranging, detección e medición de distancias por radio) foi creado en 1935 e desenvolvido principalmente en Inglaterra durante a segunda guerra mundial. O seu maior impulsor foi o físico Robert Watson-Watt (1892-1973), director do Laboratorio de Investigación de Radio. Xa en 1932, a Oficina Postal Británica publicou un informe no que os seus científicos documentaron fenómenos naturais que afectaban a intensidade do sinal electromagnético recibida: tormentas eléctricas, ventos, choiva e o paso dun aeroplano na proximidade do laboratorio. Arnold Wilkins (1907-1985), físico axudante de Watson-Watts, coñeceu este informe de xeito accidental, conversando coa xente da Oficina Postal, que se queixaba pola interferencia. Cando Wilkins suxeriu a posibilidade de utilizar o fenómeno de interferencia de ondas de radio para detectar avións inimigos, Watson-Watt o encargou inmediatamente para traballar no cálculo dos aspectos cuantitativos.
O radar deu á aviación británica unha notable vantaxe táctica sobre a alemá durante a Batalla de Inglaterra, cando aínda era denominado RDF (Radio Direction Finding). Hoxe en día é unha das principais axudas á navegación con que conta o control de tráfico aéreo de todo tipo, militar e civil.
A segunda metade do século XX: Era Espacial ou Idade da Electricidade
Logo da segunda guerra mundial, o mundo bipolar enfrontado á guerra fría entre os Estados Unidos e a Unión Soviética presenciou a frenética carreira de armamentos e a carreira espacial que impulsou de modo extraordinario a competencia científica e tecnolóxica entre ambos os países- Na sociedade de consumo capitalista, orientada ao mercado, algúns destes logros atoparon aplicación á vida cotiá como retorno tecnolóxico do investido nas áreas de investigación punteira; caso dalgúns feitos da industria lixeira e os servizos (terciarización), mentres que no bloque soviético a planificación estatal privilexiaba a industria pesada. A reconstrución de Europa Occidental e o Xapón permitiu que en ambos os espazos se puidese continuar á vangarda da ciencia e a tecnoloxía, ademais de contribuír coa fuga de cerebros aos espazos centrais.
Ao científico e o inventor individual, agora substituídos en prestixio polo empresario schumpeteriano, sucedéronlle os equipos científicos vinculados a institucións públicas ou privadas, cada vez máis interconectadas e retroalimentadas no que se denomina investigación e desenvolvemento (I+D) ou ata I+D+i (investigación, desenvolvemento e innovación). Os programas de investigación fixéronse tan custosos, con tantas implicacións e a tan longo prazo que as decisións que lles afectan han de ser tomadas por instancias políticas e empresariais de alto nivel, e a súa publicidade ou o seu mantemento en segredo (con fins estratéxicos ou económicos) constitúen un problema serio de control social (con principios democráticos ou sen eles).
A segunda metade do século XX caracterizouse, entre outras cousas, pola denominada revolución científico-técnica da terceira revolución industrial, con avances das tecnoloxías (especialmente a electrónica e a medicina) e as ciencias, que deu lugar ao desenvolvemento dunha numerosísima serie de inventos -dependentes da electricidade e a electrónica no seu deseño e funcionamento- que transformaron a vida social, primeiro nas clases medias dos países desenvolvidos, e posteriormente en todo o mundo co proceso de globalización. O desenvolvemento das telecomunicacións e internet permite falar dunha sociedade da información na que, nos países industrialmente máis desenvolvidos as decisións económicas (como consumir, producir e distribuír), sociais (como o establecemento de todo tipo de relacións persoais, redes sociais e redes cidadás) e políticas (como informarse e opinar, aínda que a democracia virtual só está esbozada) transmítense instantaneamente, o que permitiu a Marshall McLuhan falar da Idade da Electricidade.
A automatización (en estadios máis avanzados a robótica, que aínda non se desenvolveu plenamente) transformou radicalmente os procesos de traballo industrial. É posible falar xa non dunha sociedade industrial oposta á sociedade preindustrial, senón ata unha sociedade post-industrial baseada en parámetros completamente novos. Entre os inventos que contribuíron á base material desa nova forma de vida caben destacar: electrodomésticos, electrónica dixital, ordenadores, robótica, satélites artificiais de comunicación, enerxía nuclear, trens eléctricos, refrixeración e conxelación de alimentos, electromedicina etc.
Ordenadores
miniatura|150px|ENIAC
A primeira computadora electrónica funcional de que se ten noticia foi a alemá Z3 de Konrad Zuse, construída en 1941 e destruída nos bombardeos aliados de 1943. A utilización comercial deste tipo de aparellos, que revolucionaron a xestión da información e toda a vida social, económica e científica, tivo que esperar aos anos cincuenta, tras o seu desenvolvemento nos Estados Unidos.
A británica Colossus (deseñada por Tommy Flowers na Estación de Investigación da Oficina Postal) e a estadounidense Harvard Mark I (construída por Howard H. Aiken na Universidade Harvard con subvención de IBM entre 1939 e 1943), chegaron a tempo de usarse na fase final da segunda guerra mundial (1944-1945), a primeira no descifrado de mensaxes alemás e a segunda para o cálculo de táboas de balística.
Inmediatamente logo da guerra, o ENIAC -siglas do inglés: Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico ) - utilizado polo Laboratorio de Investigación Balística do Exército dos Estados Unidos foi construído en 1946 na Universidade de Pensilvania por John Presper Eckert e John William Mauchly. Consumía unha potencia eléctrica suficiente para abastecer unha pequena cidade, ocupaba unha superficie de 167 m² e operaba cun total de 17.468 válvulas electrónicas ou vávlulas termoiónicas, 7.200 díodos de cristal, 1.500 relés, 70.000 resistencias, 10.000 condensadores e 5 millóns de soldaduras. Pesaba 27 tn, medía 2,4 m x 0,9 m x 30 m; utilizaba 1.500 conmutadores electromagnéticos e relés; requiría a operación manual duns 6.000 interruptores, e o seu programa ou software, cando requiría modificacións, tardaba semanas de instalación manual. A ENIAC podía resolver 5.000 sumas e 360 multiplicacións en 1 segundo. Desactivouse en 1955.
Substituioa na mesma institución a EDVAC -siglas do inglés- Electronic Discrete Variable Automatic Computer, en 1949. A diferenza da ENIAC, non era decimal, senón binaria e tivo o primeiro programa deseñado para ser almacenado. Este deseño converteuse no estándar de arquitectura para a maioría das computadoras modernas e un fito na historia da informática. Aos deseñadores anteriores uníraselles o gran matemático John von Neumann. A EDVAC recibiu varias actualizacións, incluíndo un dispositivo de entrada/saída de cartóns perforados en 1953, memoria adicional nun tambor magnético en 1954 e unha unidade de aritmética de punto flotante en 1958. Deixou de estar en activo en 1961.
IBM anunciou en 1953 a primeira produción a grande escala dunha computadora, o IBM 650: 2000 unidades desde 1954 ata 1962. Era un deseño orientado cara aos usuarios de máquinas contables anteriores, como as tabuladoras electromecánicas (con cartóns perforados) ou o modelo IBM 604. Pesaba ao redor de 900 kg, e a súa unidade de alimentación uns 1350. Cada unidade estaba nun armario separado, de 1,5 x 0,9 x 1,8 metros. Custaba 500.000 dólares, pero podía alugarse por 3.500 ao mes.
A terceira xeración deste tipo de máquinas iniciouse con IBM 360, a primeira na historia en ser atacada cun virus informático. Comercializada a partir de 1964, foi a primeira que usaba o termo byte para referirse a 8 bits (con catro bytes creaba unha palabra de 32-bits). A súa arquitectura de computación foi a que a partir deste modelo seguiron todos os computadores de IBM. O sistema tamén fixo popular a computación remota, con terminais conectadas a un servidor, por medio dunha liña telefónica. Foi unha das primeiras computadoras comerciais que usou circuítos integrados, e podía realizar tanto análises numéricas como administración ou procesamento de ficheiros.
O Intel 4004 (i4004, primeiro de Intel), un CPU de 4 bits, foi lanzado nun paquete de 16 pins CERDIP en 1971, sendo o primeiro microprocesador nun simple chip, así como o primeiro dispoñible comercialmente. Daría paso á construción dos computadores persoais. O circuíto 4004 foi construído con 2.300 transistores, e foi seguido o ano seguinte polo primeiro microprocesador de 8 bits, o 8008, que contiña 3.300 transistores, e o 4040, versión revisada do 4004. O CPU que comezou a revolución do microcomputador, sería o 8080, usado no Altair 880. O microprocesador é un circuíto integrado que contén todos os elementos necesarios para conformar unha CPU -siglas do inglés- Central Process Unit ou UCP -siglas do galego- "unidade central de procesamiento". Na actualidade este tipo de compoñente electrónico componse de millóns de transistores, integrados nunha mesma placa de silicio.
Transistor, Electrónica dixital e Supercondutividade
100px|esquerda|miniatura|Detalle dun [[circuíto integrado]]
A electrónica, que estuda e emprega sistemas cuxo funcionamento basase na condución e o control do fluxo microscópico dos electróns ou outras partículas cargadas eléctricamente, comezou co díodo sen carga inventado por John Ambrose Fleming en 1904, dispositivo baseado no efecto Edison. Co tempo as válvulas termoiónicas fóronse perfeccionando e mellorando, aparecendo outros tipos e miniaturizándose. O paso esencial deuno o físico estadounidense Walter Houser Brattain (1902-1987), incorporado en 1929 aos laboratorios Bell, onde foi partícipe xunto con John Bardeen (1908-1991) -incorporado en 1945- e William Bradford Shockley do invento dun pequeno dispositivo electrónico semicondutor que cumpría funcións de amplificador, oscilador, conmutador ou rectificador: o transistor. A palabra elixida para denominalo é a contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Substituto da válvula termoiónica de tres eléctrodos ou triodo, o primeiro transistor de puntas de contacto funcionou en decembro de 1947; anunciouse por primeira vez en 1948 pero non se terminou de fabricar ata 1952, tras lograr construír un dispositivo con xermanio o 4 de xullo de 1951, culminando así o seu desenvolvemento. O transistor de unión bipolar apareceu algo máis tarde, en 1949, e é o dispositivo utilizado actualmente para a maioría das aplicacións electrónicas. As súas vantaxes respecto das válvulas son entre outras menor tamaño e fraxilidade, maior rendemento enerxético, menores tensións de alimentación e consumo de enerxía. O transistor non funciona en baleiro como as válvulas, senón nun estado sólido semicondutor (silicio), razón pola que non necesitan centenares de voltios de tensión para funcionar.
O transistor contribuíu, como ningunha outra invención, ao gran desenvolvemento actual da electrónica e a informática, empregándose comercialmente en todo tipo de aparellos electrónicos, tanto domésticos como industriais. A primeira aplicación destes dispositivos fíxose nos audífonos. Polo seu traballo cos semicondutores e polo descubrimento do transistor, Walter Houser Brattain compartiu con Shockley e Bardeen en 1956 o Premio Nobel de Física.
Na actualidade, os campos de desenvolvemento da electrónica son tan vastos que se dividiu en varias ciencias especializadas, partindo da distinción entre electrónica analóxica e electrónica dixital; e nos campos da enxeñería electrónica, a electromecánica, a informática (deseño de software para o seu control), a electrónica de control, as telecomunicacións e a electrónica de potencia.
En 1951 Bardeen, un dos deseñadores do transistor, ingresou na Universidade de Illinois, nomeando asistente persoal ao físico Nick Holonyak, o cal posteriormente deseñaría o primeiro Díodo LED en 1962. Traballou xunto a Leon Cooper e John Robert Schrieffer para crear a teoría estándar da supercondutividade, é dicir, a desaparición da resistencia eléctrica en certos metais e aliaxes a temperaturas próximas ao cero absoluto. Por estes traballos compartiu novamente, en 1972, o Premio Nobel de Física cos físicos estadounidenses Leon Cooper e John Robert Schrieffer. Isto fixo que el fose o primeiro científico que gañou dous premios Nobel na mesma disciplina. As aplicacións da supercondutividade están aínda nas primeiras fases do seu desenvolvemento, pero xa permitiron os electroimáns máis poderosos (que se usan nos trens maglev, resonancia magnética nuclear e aceleradores de partículas); circuítos dixitais e filtros de radiofrecuencia e microondas para estacións base de telefonía móbil; ou os magnetómetros máis sensibles (unións Josephson, dos SQUIDs -dispositivos supercondutores de interferencia cuántica-).
Centrais nucleares
miniatura|120px|Torres de refrixeración da central nuclear de [[Cofrentes, España]]
Unha central nuclear é unha instalación industrial empregada para a xeración de enerxía eléctrica a partir de enerxía nuclear, que se caracteriza polo emprego de materiais fisionables que mediante reaccións nucleares proporcionan calor. Esta calor é empregado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador e producir enerxía eléctrica. As centrais nucleares constan dun ou varios reactores.
Chámase enerxía nuclear a aquela que se obtén ao aproveitar as reaccións nucleares espontáneas ou provocadas polo ser humano. Estas reaccións danse nalgúns isótopos de certos elementos químicos, sendo o máis coñecido deste tipo de enerxía a fisión do uranio-235 (235U), coa que funcionan os reactores nucleares. Con todo, para producir este tipo de enerxía aproveitando reaccións nucleares poden ser utilizados moitos outros isótopos de varios elementos químicos, como o torio, o plutonio, o estroncio ou o polonio. Os dous sistemas cos que pode obterse enerxía nuclear de forma masiva son a fisión nuclear e a fusión nuclear.
O 20 de decembro de 1951 foi o primeiro día que se conseguiu xerar electricidade cun reactor nuclear (no reactor americano EBR-I, cunha potencia duns 100 kW), pero non foi ata 1954 cando se conectou á rede eléctrica unha central nuclear (foi a central nuclear rusa de Obninsk, xerando 5 MW con só un 17% de rendemento térmico). A primeira central nuclear cun rendemento comercial foi a británica de Calder Hall, en Sellafield, aberta en 1956 cunha capacidade de 50 MW (ampliada posteriormente a 200 MW). O desenvolvemento da enerxía nuclear en todo o mundo experimentou a partir dese momento un gran crecemento, de forma moi particular en Francia e o Xapón, onde a crise do petróleo de 1973 influíu definitivamente, xa que a súa dependencia no petróleo para a xeración eléctrica era moi marcada. En 1986 o accidente de Chernóbil, nun reactor RBMK de deseño ruso que non cumpría os requisitos de seguridade que se esixían en occidente, acabou radicalmente con ese crecemento. A partir de entón, coa caída do bloque do leste desde 1989, o movemento antinuclear, que se opón por unha banda a arma nuclear e por outra banda á utilización da enerxía nuclear, viuse desprazado da vangarda do movemento ecoloxista por outras cuestións, como o cambio climático.
En outubro de 2007 existían 439 centrais nucleares en todo o mundo que xeraron 2,7 millóns de MWh (Megavatios hora) en 2006. A potencia instalada en 2007 era de 370.721 MWs. Aínda que só 30 países no mundo posúen centrais nucleares, aproximadamente o 15% da enerxía eléctrica xerada no mundo prodúcese a partir de enerxía nuclear, aínda que a porcentaxe está actualmente en diminución. A maioría dos países con centrais nucleares suspenderon novas construcións debido aos problemas de disposición final dos combustibles nucleares, cuxa actividade (e riscos para a vida humana) perdura durante moitos miles de anos. Algúns científicos, como o galardoado físico Freeman Dyson, sosteñen que a esaxeración dos beneficios da enerxía nuclear proveñen dunha combinación de factores económicos e do sentido de culpa polos bombardeos atómicos sobre Hiroshima e Nagasaki.
Combustibles fósiles e fontes renovables
O primeiro uso industrial da enerxía hidráulica para a xeración de electricidade alimentaba mediante unha turbina forón dezaseis lámpadas de arco da fábrica Wolverine en Grand Rapids, Míchigan (Estados Unidos, 1880). A primeira central hidroeléctrica entrou en funcionamento ese mesmo ano en Northumberland, Gran Bretaña, e a primeira cidade en ter unha subministración eléctrica foi Godalming, en Surrey (Inglaterra), ese mesmo ano, a corrente alterna cun alternador Siemens e unha dinamo conectada a unha roda hidráulica, que funcionou só tres anos.
As dúas características principais dunha central hidroeléctrica, desde o punto de vista da súa capacidade de xeración de electricidade son:
Esta forma de obter enerxía eléctrica non está libre de problemas ambientais ao necesitar a construción de grandes encoros nos que acumular a auga, modificando o paisaxe e os anteriores usos, tanto naturais como humanos, da auga e a contorna afectada. Proxectos xigantescos (encoro de Asuán en Exipto, de Itaipú entre o Brasil e Paraguai, ou das Tres Gargantas na China) teñen repercusións de todo tipo, e ata a súa viabilidade a longo prazo é cuestionada. As minicentrais hidráulicas adoitan ser mellor consideradas desde ese punto de vista, aínda que a súa capacidade de xeración é moito máis limitada.
Actualmente atópase en desenvolvemento a explotación comercial da conversión en electricidade do potencial enerxético que ten a ondada do mar, nas chamadas Centrais mareomotrices. Estas utilizan o fluxo e reflujo das mareas. En xeral poden ser útiles en zonas costeiras onde a amplitude da marea sexa ampla, e as condicións morfolóxicas da costa permitan a construción dunha presa que corte a entrada e saída da marea nunha baía. Xérase enerxía tanto no momento do enchido como no momento do baleirado da baía.
Outras enerxías renovables, como a enerxía solar; teñen unha historia moi anterior á súa utilización como xeradoras de electricidade, e ata neste campo xurdiron tecnoloxías xa no século XIX: solar con Alexandre Edmond Becquerel en 1839 e Augustin Mouchet en 1861; eólica desde 1881, aínda que o desenvolvemento de rotores verticais eficaces chegou con Klemin, Savoius e Darrieus, deseñados en 1925, 1929 e 1931).
O impulso actual das enerxías renovables provén das necesidades enerxéticas da crise do petróleo de 1973 e, máis recentemente, do feito de que non emitan gases causantes de efecto invernadoiro, contrariamente aos combustibles fósiles (carbón, petróleo ou gas natural). A produción de electricidade solar e, sobre todo, eólica está en forte auxe aínda que non desenvolveu todo o seu potencial.
As tecnoloxías utilizadas nas centrais termoeléctricas que utilizan combustibles fósiles perfeccionáronse, tanto para obter unha maior eficiencia enerxética (ciclo combinado) como para reducir o seu impacto contaminante (choiva aceda). Con todo, a supresión das emisións de gases de efecto invernadoiro mediante a captura e almacenamento de carbono) aínda non foi desenvolvida industrialmente e constitúe un tema controvertido.
A pila de combustible ligada ás tecnoloxías do hidróxeno é un dos últimos deseños propostos para a substitución das enerxías tradicionais.
Robótica e máquinas CNC
Unha das innovacións máis importantes e transcendentais na produción de todo tipo de obxectos na segunda metade do século XX foi a incorporación de robots, autómatas programables e máquinas guiadas por control numérico por computadora (CNC) nas cadeas e máquinas de produción, principalmente en tarefas relacionadas coa manipulación, trasfega de obxectos, procesos de mecanizado e soldadura. Estas innovacións tecnolóxicas foron viables entre outras cousas polo deseño e construción de novas xeracións de motores eléctricos de corrente continua controlados mediante sinais electrónicos de entrada e saída, e o xiro que poden ter en ambos os sentidos, así como a variación da súa velocidade de acordo coas instrucións contidas no programa de computador que os controla. Nestas máquinas utilízanse tres tipos de motores eléctricos: motores paso a paso, servomotores ou motores encoder e motores lineais. O primeiro desenvolvemento na área do control numérico por computadora (CNC) realizouno o inventor norteamericano John T. Parsons (Detroit 1913-2007) xunto co seu empregado Frank L. Stulen, na década de 1940, realizando a primeira demostración práctica de ferramenta con movemento programado en 1952.
Os robots son usados hoxe en día (2008) para levar a cabo tarefas sucias, perigosas, difíciles, repetitivas ou embotadas para os humanos. Isto usualmente toma a forma dun robot industrial usado nas liñas de produción. Outras aplicacións inclúen a limpeza de residuos tóxicos, exploración espacial, minería, procura e rescate de persoas e localización de minas terrestres. A manufactura continúa sendo o principal mercado onde os robots son utilizados. En particular, robots articulados (similares en capacidade de movemento a un brazo humano) son os máis usados comunmente. As aplicacións inclúen soldado, pintado e carga de maquinaria. A industria automovilística tomou gran vantaxe desta nova tecnoloxía onde os robots foron programados para substituír o traballo dos humanos en moitas tarefas repetitivas. Recentemente, logrouse un grande avance nos robots dedicados á medicina que utiliza robots de última xeración en procedementos de cirurxía invasiva mínima. A automatización de laboratorios tamén é unha área en crecemento. Os robots parecen estar abaratándose e empequenecendose en tamaño, todo relacionado coa miniaturización dos compoñentes electrónicos que se utilizan para controlalos. Tamén, moitos robots son deseñados en simuladores moito antes de que sexan construídos e interactúen con ambientes físicos reais.
Láser
esquerda|miniatura|120px| Director de NIBIB Dr. Roderic Pettigrew (esquerda) co Dr. Charles Hard Townes En 1960 o físico norteamericano Charles Hard Townes (1915 -) realizou na Universidade de Columbia o descubrimento que lle proporcionaría o seu salto á fama científica: foi descrito como Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation (máser) (amplificador de microondas pola emisión estimulada de radiación ). Con todo foi o físico norteamericano Gordon Gould (1920-2005) quen patentou os primeiros láseres para usos industriais e militares, a pesar de que houbo moitos preitos porque varios científicos estaban estudando a posibilidade de tecnoloxías similares a partir das teorías desenvolvidas por Einstein sobre a emisión estimulada de radiación. Iso foi así porque Gould foi o científico que primeiro o fabricou e púxolle o nome: LASER -siglas do inglés- Lixeiro Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación ) No entanto, foi a Charles Hard Townes a quen lle foi concedido o premio Nobel de Física en 1964.