Charles Proteus Steinmetz (nacido como Karl August Rudolph Steinmetz , el 9 de abril de 1865 - el 26 de octubre de 1923) fue un matemático e ingeniero eléctrico estadounidense nacido en Alemania y profesor en el Union College . Fomentó el desarrollo de la corriente alterna que hizo posible la expansión de la industria de la energía eléctrica en Estados Unidos, formulando teorías matemáticas para ingenieros. Hizo descubrimientos revolucionarios en la comprensión de la histéresis que permitieron a los ingenieros diseñar mejores equipos de aparatos electromagnéticos , especialmente motores eléctricos para su uso en la industria. [1][2] [a]
Charles Proteus Steinmetz | |
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Nació | Karl August Rudolph Steinmetz 9 de abril de 1865 |
Fallecido | 26 de octubre de 1923 Schenectady, Nueva York , Estados Unidos | (58 años)
Lugar de descanso | Cementerio de Vale |
Ocupación | Matemático e ingeniero eléctrico |
Conocido por |
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Premios | Medalla Elliott Cresson (1913) |
En el momento de su muerte, Steinmetz poseía más de 200 patentes. [3] Un genio tanto en matemáticas como en electrónica, hizo un trabajo que le valió los apodos de "Forjador de Thunderbolts" [4] y "El mago de Schenectady". [5] La ecuación de Steinmetz , los sólidos de Steinmetz , las curvas de Steinmetz y la teoría del circuito equivalente de Steinmetz llevan su nombre, al igual que numerosos honores y becas, incluido el Premio IEEE Charles Proteus Steinmetz , uno de los más altos reconocimientos técnicos otorgados por el Instituto de Electricidad. y Sociedad Profesional de Ingenieros Electrónicos .
Temprana edad y educación
Steinmetz nació Karl August Rudolph Steinmetz el 9 de abril de 1865 en Breslau , provincia de Silesia , Prusia (ahora Wrocław , Polonia ) hijo de Caroline (Neubert) y Karl Heinrich Steinmetz. [6] [7] Fue bautizado como luterano en la Iglesia Evangélica de Prusia . [8] [9] Steinmetz, que estaba sólo cuatro pies de altura en la edad adulta, [5] sufrido de enanismo , [7] joroba , [7] y la displasia de cadera , al igual que su padre y abuelo. Steinmetz asistió al Johannes Gymnasium y asombró a sus profesores con su competencia en matemáticas y física .
Después del Gymnasium, Steinmetz pasó a la Universidad de Breslau para comenzar a trabajar en su licenciatura en 1883. Estaba a punto de terminar su doctorado en 1888 cuando fue investigado por la policía alemana por actividades en nombre de una universidad socialista. grupo y artículos que había escrito para un periódico socialista local.
Socialismo y tecnocracia
Como las reuniones y la prensa socialistas estaban prohibidas en Alemania, Steinmetz huyó a Zúrich en 1888 para escapar de un posible arresto. El profesor de la Universidad de Cornell, Ronald R. Kline, autor de Steinmetz: Engineer and Socialist , [10] sostuvo que otros factores estuvieron más directamente involucrados en la decisión de Steinmetz de dejar su tierra natal, como estar atrasado con su matrícula en la Universidad y su vida en casa su padre, su madrastra y sus hijas estaban llenos de tensión. [ cita requerida ]
Frente a una visa que expiraba, emigró a los Estados Unidos en 1889. Cambió su primer nombre a "Charles" para sonar más americano, y eligió el segundo nombre " Proteus ", un sabio personaje jorobado de la Odisea que conocía a muchos. secretos, después de un epíteto de infancia dado por sus compañeros de clase Steinmetz sintió que le convenía. [11]
A pesar de sus esfuerzos anteriores e interés en el socialismo, en 1922 Steinmetz concluyó que el socialismo nunca funcionaría en los Estados Unidos, porque el país carecía de un "gobierno centralizado y poderoso de hombres competentes que permanecieran continuamente en el cargo", y porque "sólo un pequeño porcentaje de los estadounidenses aceptan este punto de vista hoy ". [12]
Steinmetz, miembro de la Alianza Técnica original , que también incluía a Thorstein Veblen y Leland Olds , tenía gran fe en la capacidad de las máquinas para eliminar el trabajo humano y crear abundancia para todos. Lo expresó de esta manera: "Algún día hacemos las cosas buenas de la vida para todos". [13]
Asistente de ingeniería
Steinmetz es conocido por su contribución en tres campos principales de la teoría de sistemas de corriente alterna (CA) : histéresis , análisis de estado estable y transitorios . [14]
Teoría de histéresis de CA
Poco después de llegar a los Estados Unidos, Steinmetz comenzó a trabajar para Rudolf Eickemeyer en Yonkers, Nueva York , y publicó en el campo de la histéresis magnética, obteniendo reconocimiento profesional mundial. [15] La firma de Eickemeyer desarrolló transformadores para su uso en la transmisión de energía eléctrica entre muchos otros dispositivos mecánicos y eléctricos. En 1893, la empresa de Eickemeyer, junto con todas sus patentes y diseños, fue comprada por la recién formada General Electric Company, donde Steinmetz rápidamente se hizo conocido como el mago de la ingeniería en la comunidad de ingenieros de GE. [15]
Teoría del circuito de estado estable de CA
El trabajo de Steinmetz revolucionó la teoría y el análisis de circuitos de CA , que se había llevado a cabo utilizando métodos complicados basados en cálculos que consumían mucho tiempo . En el artículo pionero, "Cantidades complejas y su uso en ingeniería eléctrica", presentado en una reunión de julio de 1893 publicada en el Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos (AIEE) , Steinmetz simplificó estos complicados métodos a "un simple problema de álgebra". Él sistematizó el uso de la representación fasorial de números complejos en los textos educativos de ingeniería eléctrica, por lo que la letra minúscula "j" se usa para designar al operador de rotación de 90 grados en el análisis de sistemas de CA. [2] [16] Sus libros seminales y muchos otros artículos de la AIEE "enseñaron a toda una generación de ingenieros a lidiar con los fenómenos de CA". [2] [17]
Teoría transitoria de CA
Steinmetz también avanzó enormemente en la comprensión de los rayos . Sus experimentos sistemáticos dieron como resultado el primer laboratorio creado "relámpagos artificiales", lo que le valió el sobrenombre de "Forjador de Thunderbolts ". [4] Estos se llevaron a cabo en un laboratorio del tamaño de un campo de fútbol en General Electric, utilizando generadores de 120.000 voltios . También erigió una torre de rayos para atraer rayos naturales con el fin de estudiar sus patrones y efectos, lo que dio lugar a varias teorías. [18]
Vida profesional
Steinmetz actuó en las siguientes capacidades profesionales:
- En Union College, como presidente de ingeniería eléctrica desde 1902 hasta 1913 [19] y como miembro de la facultad desde entonces hasta su muerte en 1923 [19]
- Miembro de la junta de la Junta de Educación de Schenectady durante seis años, incluidos cuatro años como presidente de la junta [19]
- Presidente del Consejo Común de Schenectady [19]
- Presidente del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos de 1901 a 1902 [20]
- Primer vicepresidente de la Asociación Internacional de Electricistas Municipales (IAME) {que más tarde se convirtió en la Asociación Internacional de Señales Municipales (IMSA) } desde 1913 hasta su muerte en 1923.
Se le concedió un título honorífico de la Universidad de Harvard en 1901 [19] y un doctorado de Union College en 1903. [19]
Steinmetz escribió 13 libros y 60 artículos, no exclusivamente sobre ingeniería. [ se necesita más explicación ] Fue miembro y consejero de la fraternidad Phi Gamma Delta en Union College , cuya sala capitular fue una de las primeras residencias electrificadas. [21]
Mientras se desempeñaba como presidente de la Junta de Educación de Schenectady, Steinmetz introdujo numerosas reformas progresivas, que incluyen horarios escolares extendidos, comidas escolares , enfermeras escolares , clases especiales para los hijos de inmigrantes y la distribución de libros de texto gratuitos. [11]
Vida personal
A pesar de su amor por los niños y la vida familiar, Steinmetz permaneció soltero, para evitar que la deformidad espinal que lo afligía a él, a su padre y a su abuelo se transmitiera a cualquier descendencia. [11]
Cuando Joseph LeRoy Hayden, un asistente de laboratorio leal y trabajador, anunció que se casaría y buscaría su propia vivienda, Steinmetz hizo la propuesta inusual de abrir su gran casa, completa con laboratorio de investigación, invernadero y oficina para los Hayden y sus futura familia. Hayden favoreció la idea, pero su futura esposa desconfiaba mucho de la configuración poco ortodoxa. Finalmente accedió después de que Steinmetz le asegurara que podía administrar la casa como mejor le pareciera. [11]
Después de un comienzo incómodo, el arreglo funcionó bien para todas las partes, especialmente después del nacimiento de tres hijos de Hayden. Steinmetz adoptó legalmente a Joseph Hayden como su hijo, convirtiéndose en abuelo de los jóvenes, entreteniéndolos con historias fantásticas y demostraciones científicas espectaculares. Los arreglos de vida inusuales pero armoniosos duraron el resto de la vida de Steinmetz. [11]
Steinmetz fundó el primer club de planeadores de Estados Unidos, pero ninguno de sus prototipos "podría dignificarse con el término 'vuelo'". [22] [23] [b]
Steinmetz fue un agnóstico de toda la vida . [24] [c] Murió el 26 de octubre de 1923 y fue enterrado en el cementerio de Vale en Schenectady .
Legado
El "Forjador de Thunderbolts" [4] y el "Mago de Schenectady" [5] obtuvieron un amplio reconocimiento entre la comunidad científica y numerosos premios y honores tanto durante su vida como a título póstumo.
La " ecuación de Steinmetz ", derivada de sus experimentos, define la energía térmica aproximada debida a la histéresis magnética liberada, por ciclo por unidad de volumen de material magnético. [d] [25] Un sólido de Steinmetz es el cuerpo sólido generado por la intersección de dos o tres cilindros de igual radio en ángulos rectos. La teoría de circuitos equivalentes de Steinmetz todavía se usa ampliamente para el diseño y prueba de motores de inducción. [26] [27]
Uno de los más altos reconocimientos técnicos otorgados por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos , el Premio IEEE Charles Proteus Steinmetz , se otorga por contribuciones importantes a la estandarización dentro del campo de la ingeniería eléctrica y electrónica. Otros premios incluyen el Certificado de Mérito del Instituto Franklin , 1908; la medalla Elliott Cresson , 1913; y la medalla Cedergren , 1914. [28]
La serie de conferencias en memoria de Charles P. Steinmetz se inició en su honor en 1925, [29] patrocinada por la rama de Schenectady del IEEE . [30] A lo largo de 2017 se han llevado a cabo setenta y tres reuniones, realizadas casi exclusivamente en Union College , con figuras notables como el físico experimental ganador del Premio Nobel Robert A. Millikan , el inventor de helicópteros Igor Sikorsky , el pionero de los submarinos nucleares Almirante Hyman G. Rickover (1963) , El inventor de semiconductores ganador del Nobel William Shockley y el 'padre fundador' de Internet Leonard Kleinrock . [31] La beca Charles P. Steinmetz es otorgada anualmente por la universidad, [32] suscrita desde su creación en 1923 por General Electric Company. [30]
La beca en memoria de Charles P. Steinmetz fue establecida en Union por Marjorie Hayden, hija de Joseph y Corrine Hayden, y se otorga a estudiantes que se especializan en ingeniería o física. [33]
La conexión de Steinmetz con Union se celebra además con el Simposio Steinmetz anual, [34] un evento de un día de duración en el que los estudiantes universitarios de Union realizan presentaciones sobre las investigaciones que han realizado. Steinmetz Hall, que alberga el centro informático de Union College, lleva su nombre.
Steinmetz fue interpretado en 1959 por el actor Rod Steiger en la serie de antología televisiva de CBS , The Joseph Cotten Show . El episodio se centró en sus actividades socialistas en Alemania. [35]
Una escuela secundaria pública de Chicago, Steinmetz College Prep , lleva su nombre. [36]
Un parque público en el norte de Schenectady, Nueva York recibió su nombre en 1931. [37]
En la cultura popular
Steinmetz aparece en la trilogía estadounidense de John Dos Passos en una de las biografías. [38] También se desempeña como un personaje principal en The Lightning Keeper de Starling Lawrence . [39]
Steinmetz es un personaje importante en la novela Electric City de Elizabeth Rosner .
Moe se refiere a Curly como un "Steinmetz" en el corto Busy Buddies de Three Stooges de 1944 . [40]
Una famosa anécdota sobre Steinmetz se refiere a una consulta de resolución de problemas en la planta River Rouge de Henry Ford . Un aspecto humorístico de la historia es la "factura detallada" que presentó por el trabajo realizado. [11]
Bibliografía
Patentes
En el momento de su muerte, Steinmetz poseía más de 200 patentes: [3]
- Patente estadounidense 533,244 , " Sistema de distribución por corriente alterna " (29 de enero de 1895)
- Patente de Estados Unidos 559,419 , " Dinamo inductor "
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- Patente estadounidense 594,145 , " Dinamo inductor "
- Patente de EE. UU . 714,412 , " Motor de inducción "
- Patente estadounidense 717,464 , " Sistema de distribución eléctrica "
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Ver también
- Centro académico Charles P. Steinmetz
- Premio IEEE Charles Proteus Steinmetz
- de: Steinmetzschaltung (circuito Steinmetz)
Notas
- ^ Citando a Alger, "Steinmetz fue verdaderamente el santo patrón del negocio de motores de GE". [2]
- ^ Fundó la Compañía de Navegación Aérea Mohawk, Ltd. [22] Steinmetz también se asoció con otros para establecer la Compañía de Exploración, Transporte y Navegación Aérea Mohawk River, Ilimitada. [23]
- ↑ Citando a Hammond, "Esto lo ha colocado ante el público como un ateo. * El título no lo negó. El escritor, sin embargo, lo calificaría de agnóstico confirmado, porque un ateo es una persona que sabe que no hay Dios, y Steinmetz no era de eso ... " [24]
- ^ , donde η es el coeficiente de histéresis, β max es la densidad de flujo máxima y k es un exponente empírico.
Referencias
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Fuentes
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enlaces externos
- Charles Steinmetz: Union's Electrical Wizard , Union College Magazine, 1 de noviembre de 1998.
- Búsqueda de ayuda para los documentos de Charles Steinmetz , Sociedad Histórica del Condado de Schenectady.
- Charles Proteus Steinmetz, el mago de Schenectady , Smithsonian Institution
- Charles Proteus Steinmetz: logros y vida, Edison Tech Center, Salón de la Fama
- Tribunal Supremo de los Estados Unidos, " Steinmetz v. Allen, 192 US 543 (1904) ". Steinmetz contra Allen, Comisionado de Patentes. No. 383. Argumentada el 12 y 13 de enero de 1904. Decidida el 23 de febrero de 1904.
- Divine Discontent , un documental sobre Steinmetz
- Recortes de periódicos sobre Charles Proteus Steinmetz en los archivos de prensa del siglo XX de la ZBW