Nikola Tesla (1856-1943) fue un ingeniero, inventor y físico de origen serbio cuyos trabajos dieron forma a la física aplicada moderna. Es el creador de la "corriente alterna", la corriente trifásica y el motor de inducción. Nació en Smiljan (actual Croacia), estudió física y matemáticas en la Universidad de Graz, antes de trabajar en telegrafía y electrotécnica. Su mente visionaria lo llevó a conceptualizar un mundo de energía inalámbrica, anticipando la física de campos y las ondas de radio.
En 1882, Tesla descubrió el principio del campo magnético giratorio. Al utilizar dos corrientes sinusoidales en cuadratura, logró una rotación sin conmutador mecánico. El motor de inducción se basa en este principio: el campo magnético producido en el estátor induce una corriente en el rotor, generando un par electromagnético.
En 1888, la compañía Westinghouse compró sus patentes sobre motores polifásicos. Esta colaboración permitió la electrificación a gran escala mediante corriente alterna, en competencia directa con Thomas Edison (1847-1931), defensor del uso de la corriente continua. Esta "guerra de las corrientes" terminó con la victoria del sistema Tesla-Westinghouse, que permitió la distribución de electricidad a largas distancias con mayor eficiencia.
Entre 1890 y 1900, Tesla llevó a cabo experimentos espectaculares sobre la resonancia y la transmisión inalámbrica de energía. En su laboratorio de Colorado Springs, construyó una bobina de Tesla, capaz de generar tensiones superiores a un millón de voltios. Su objetivo: crear una red global de energía e información, una especie de Internet temprano. Las oscilaciones de alta frecuencia, comparables a las descritas por James Clerk Maxwell (1831-1879), demostraban la continuidad entre los campos eléctrico y magnético.
Nota:
La bobina de Tesla funciona como un transformador de acoplamiento flojo. Su eficiencia está limitada por las pérdidas dieléctricas y la resistencia del alambre, pero la tensión alcanzada puede superar los 5 MV.
Aislado en sus últimos años, Tesla continuó publicando ideas innovadoras sobre haces de energía dirigida y ondas estacionarias terrestres. Murió en Nueva York en 1943, en la pobreza, pero su legado científico es inmenso: motores asíncronos, transmisión inalámbrica y los fundamentos de la física moderna de campos electromagnéticos.
| Año | Invento / Descubrimiento | Principio Físico | Impacto o Aplicación |
|---|---|---|---|
| 1882 | Campo Magnético Giratorio | Superposición de dos campos sinusoidales en cuadratura | Base del motor de inducción |
| 1888 | Motor de Inducción | Inducción electromagnética \(\, \text{FEM} = - \frac{d\Phi}{dt} \,\) | Conversión eficiente de energía eléctrica en energía mecánica |
| 1891 | Bobina de Tesla | Resonancia en un circuito LC | Producción de altas tensiones y estudios de ondas de radio |
| 1899 | Transmisión Inalámbrica | Propagación de ondas electromagnéticas | Precursor de las tecnologías de radio y radar |
Referencia: Nikola Tesla, Mis Inventos, Electrical Experimenter (1919).
En 1893, durante la Exposición Universal de Chicago, Nikola Tesla (1856-1943) realizó una demostración espectacular: encendió una lámpara de descarga sin ningún cable de alimentación. El bulbo contenía un gas raro (principalmente argón), y la luz emitida provenía de la descarga corona producida por un campo electromagnético alterno.
Tesla colocó el tubo cerca de un circuito resonante de alta frecuencia, alimentado por una bobina de su invención. Bajo el efecto del campo eléctrico \(E(t) = E_0 \sin(\omega t)\), los electrones libres del gas eran acelerados, causando colisiones y, por lo tanto, emisión de luz visible. El experimento demostró por primera vez la posibilidad de transferencia de energía sin contacto ni conductor, presagiando las tecnologías modernas de carga inalámbrica.
El fenómeno se basaba en la resonancia entre la frecuencia de excitación y la capacitancia del tubo, creando un acoplamiento electrostático suficiente para ionizar el gas. Tesla mostró así que la luz podía producirse únicamente mediante un campo eléctrico variable, sin conducción directa.
Nota:
El campo oscilante generado por la bobina de Tesla superaba localmente los 10 kV/cm. A estas intensidades, la densidad electrónica \(n_e\) del gas era suficiente para mantener una emisión continua. Este principio se utiliza actualmente en las descargas RF, esenciales en microelectrónica y física de plasmas.