Figura. Balanza de Watt-Kibble

La balanza de Watt es un instrumento científico de alta precisión diseñado para medir la masa en términos de fuerzas eléctricas y magnéticas, eliminando la necesidad de usar un patrón físico como referencia. A diferencia de una balanza tradicional, no compara dos masas, sino que relaciona la masa con constantes fundamentales de la naturaleza. Su funcionamiento se basa en dos modos complementarios: el modo estático, donde se equilibra el peso de una masa con una fuerza electromagnética, y el modo dinámico, donde se mide el voltaje inducido al mover una bobina dentro de un campo magnético. Esta relación entre magnitudes permite expresar la masa a partir de la constante de Planck, una de las constantes universales más importantes.

El funcionamiento de la balanza de Watt se apoya en dos principios físicos clave: la ley de Lorentz, que describe la fuerza sobre una carga en movimiento dentro de un campo magnético, y la ley de Faraday, que explica la inducción de voltaje al mover un conductor en un campo magnético. En el modo estático, se equilibra el peso de una masa con la fuerza generada por una corriente eléctrica en una bobina suspendida en un campo magnético. En el modo dinámico, se mueve esa bobina a velocidad constante y se mide el voltaje inducido. Combinando ambos datos, se elimina el campo magnético como incógnita, permitiendo determinar la masa con una precisión extraordinaria.

La balanza de Watt fue propuesta por el físico británico Bryan Kibble en 1975, mientras trabajaba en el National Physical Laboratory (NPL) en el Reino Unido. Inicialmente se llamó “balanza de corriente”, pero más tarde se renombró en honor a James Watt, como referencia al vínculo entre mecánica y electricidad. Desde entonces, ha sido fundamental en la redefinición del kilogramo en términos de la constante de Planck, implementada oficialmente en el Sistema Internacional en 2019.