La Física moderna (1889-02-01 00:00:00), página 3

(n) á las dos esferas, siendo fija la (m), supongamos que necesitamos aplicar á la (n) la fuerza de una dyna para que quede inmóvil, que indudablemente nos medirá la fuerza eléctrica: si ahora comunicamos á una cualquiera una carga doble sin que la distancia varíe, la fuerza que necesitaremos aplicar será de dos dynas; si á cada una le diéramos una carga doble, entonces la fuerza sería \(2 \times 2 = 4\) dynas, y así sucesivamente.

Como se ve, estas leyes, que se conocen con el nombre de leyes de Coulomb, nos hacen comprender el enlace estrecho que tienen las fuerzas con las cantidades eléctricas que posean los cuerpos, y que puede expresarse en la fórmula siguiente:

\[
F = \frac{cc'}{d^2}
\]

en la cual (c) y (c') expresan las cargas, (d) la distancia y (F) la fuerza. Si los cuerpos tienen la misma cantidad de electricidad, es decir, que (c = c') la fórmula se convertirá en

\[
F = \frac{c^2}{d^2}
\]

Unidad de fuerza.—La unidad que haya de emplearse para medir las atracciones y repulsiones eléctricas será indudablemente la misma que se definió con el nombre de dyna, pues se trata de una fuerza; será pues:

La fuerza que comunica á la masa de un gramo una aceleración de un centímetro.

Su magnitud en unidades fundamentales también será la misma, es decir:

\[
F = M L T^{-2} \quad (1)
\]

Medida de las fuerzas.—Vamos ahora á describir los aparatos y medios que puedan utilizarse para obtener los valores de dichas fuerzas.

Desde luego uno de los medios que pudieran utilizarse con dicho objeto, se deduce de la explicación que hemos dado á la segunda ley de Coulomb. Si empleáramos una balanza muy sensible, análoga á la que más adelante se describirá cuando se trate de las magnitudes magnéticas, se podrá pesar las fuerzas atractivas ó repulsivas suspendiendo de uno de los brazos de la balanza un cuerpo electrizado, colocando enfrente el otro cuerpo electrizado que estaría fijo; en el otro brazo un resorte, ó pesas, nos mediría la fuerza.

Los aparatos que se usan para medir las fuerzas eléctricas se llaman electrómetros; pero como las fuerzas son proporcionales á las cargas, y el potencial, como luego veremos, es también proporcional á la cantidad de electricidad que contenga el conductor, se tiene en último resultado, que sirven para comparar entre sí las cantidades de electricidad.

Vemos, pues, que estos aparatos pueden utilizarse para medir las fuerzas ó los potenciales para cantidades determinadas de electricidad. De las tres magnitudes: potencial, fuerza y cantidad de electricidad, la más importante es el potencial; por esta razón los electrómetros se usan principalmente para medir potenciales, si bien, como se ha dicho, los potenciales son proporcionales á las cantidades de electricidad, y estos sólo pueden medirse por una fuerza. Electrómetro significa medida de la electricidad.

Por esta razón ahora sólo nos ocuparemos de los electrómetros que pueden tener alguna aplicación al caso particular que tratamos.

Electrómetro de Henley.—El electrómetro más sencillo y que se emplea con mucha frecuencia en las máquinas eléctricas, bocales y baterías eléctricas, es el de Lane, que también se conoce con el nombre de Henley (1). El aparato se compone de una varilla de madera, que se atornilla en el conductor, de 20 á 25 cm. de longitud con un semicírculo, generalmente de marfil, fijado lateralmente en la parte superior; del centro de este semicírculo pende una aguja de ballena terminada en una pequeña esfera de madera de saico que puede girar como un péndulo. La electricidad del conductor se transmite por la varilla al péndulo, que toma evidentemente una carga de electricidad por unidad de superficie, igual y de la misma especie que el conductor, por lo cual es repelida con tanta más fuerza cuanto mayor sea dicha carga; la separación de la aguja se mide por las divisiones del semicírculo.

Tensión eléctrica.—Este electrómetro aprecia con muy poca exactitud la fuerza eléctrica, y si se emplea es porque fácilmente indica la mayor ó menor tensión eléctrica del conductor, entendiéndose por tensión la fuerza resultante en cada punto del conductor, es decir, la fuerza eléctrica que corresponde á la carga por unidad de superficie. Se comprende, por lo tanto, la utilidad del electrómetro de Lane, principalmente en las experiencias de gabinete; así, si se trata de conocer la tensión de una máquina eléctrica, se atornilla el electrómetro, que en un principio tendrá el péndulo caído, lo cual indica que la máquina no tiene electricidad; á medida que se carga diverge el péndulo, dándonos la separación la medida aproximada de la tensión de la máquina, ó lo que es lo mismo, la densidad eléctrica en la superficie de la misma.

Balanza de Coulomb ó balanza de torsión.—Es otro electrómetro, mucho más perfeccionado que el anterior, que se puede usar en la valuación de la fuerza eléctrica. El fundamento de este aparato consiste en hacer obrar sobre una aguja electrizada móvil una fuerza antagonista, dada por la torsión de un alambre, de tal modo que se mantenga en equilibrio á cierta distancia, no obstante la repulsión ó atracción que haga nacer otro cuerpo electrizado fijo: la torsión del alambre dará el valor de la fuerza.

Con este aparato demostró Coulomb las leyes de las atracciones y repulsiones eléctricas, como se ha dicho antes; pero hoy no se emplea, excepción de las experiencias de gabinete, pues tampoco se nece-

(1) Esta dimensión se refiere á la fuerza absoluta.
La fuerza eléctrica tiene las mismas dimensiones que la intensidad de campo eléctrico, según veremos en las magnitudes magnéticas.
Esa magnitud en el sistema C. G. S. tiene por dimensión

\[
M^{-\frac{1}{2}} L^{\frac{1}{2}} T^{-1}.
\]