A Física é apaixonante e muito divertida!! Ela está no nosso dia a dia. Este blog é para divulgar trabalhos de alunos, curiosidades sobre a Física, HISTÓRIA DA FÍSICA e muito mais!!!
A BBC fez um excelente documentário sobre a História da Eletricidade, dividido em 3 episódios.
"Episódio 1- A Faísca"- Relata desde o início das pesquisas, passando por conceitos de eletrostática, Máquina de Leyden, a origem do Para raio, até a disputa entre Galvani e Alessandro Volta.
Dica: Levar o vídeo para os alunos e discutir sobre a Eletricidade, sua origem e como ela parecia "mágica" no passado.
"Episódio 2- A era da invenção"- Trata da disputa entre CC (corrente contínua) e corrente alternada(CA), entre Thomas Edson e Nicola Tesla, o surgimento das grandes geradoras de Energia e a invenção da lâmpada, telégrafo etc
Dica: Levar para sala de aula a discussão entre CA e CC e a importância de se transportar energia elétrica por grandes distâncias.
"Episódio 3- Revelações e Revoluções"- Trata das descobertas matemáticas de Maxwell sobre natureza ondulatória da luz e sua "união" com o magnetismo. As comprovações empíricas por Hertz e as "revoluções" geradas nas comunicações e no mundo moderno. Relata sobre o presente e o futuro com os supercondutores.
Dica: Após assistir os documentários, propor que os alunos pesquisem e elaborem roteiros de caracterização desses cientistas, relatando sua vida, contribuições para o estudo da Eletricidade, bem como suas relações sociais e históricas.
OBSERVAÇÃO: PARTE DESTAS DICAS ESTÃO SENDO UTILIZADAS NO MEU PROJETO DE MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA- polo IFF.
Janaína de Souza Moreira do Amaral
Professora de Química e Física da rede particular e pública do estado do RJ
Licenciada em Química pelo IFF
Especialista em Educação Ambiental pelo IFF
Mestranda em Ensino de Física- MNPEF: polo IFF
O lugar de Maxwell entre os grandes físicos do século XIX deve-se a suas pesquisas sobre eletromagnetismo, teoria cinética dos gases, visão colorida, anéis de Saturno, óptica geométrica, e alguns estudos sobre engenharia. Ele escreveu quatro livros e cerca de cem artigos científicos.
Os sólidos conhecimentos de Maxwell sobre história e filosofia da ciência refletem-se em certas abordagens filosóficas presentes em seus artigos originais e em seus trabalhos em geral. Seus trabalhos exerceram, e continuam exercendo, enorme influência em toda física. A famosa teoria da relatividade restrita nasceu a partir de estudos de questões relacionadas ao eletromagnetismo e às “equações de Maxwell”. Os sistemas de unidades eletrostático e eletromagnético introduzidos por Maxwell são utilizados, com algumas mudanças, por físicos e engenheiros até os dias de hoje. Seus estudos sobre teoria cinética dos gases foram aprofundados e desenvolvidos por Boltzmann, Plank, Einstein e outros. Uma das principais contribuições de Maxwell foi determinar que a velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo é igual a 3.108 m/s, o que corresponde à mesma velocidade já obtida para a propagação da luz.
Em meados do século XIX, uma grande teoria foi proposta, a teoria diz que em torno de qualquer carga elétrica, há um campo de força. A teoria de que um fluxo de eletricidade poderia,de alguma forma, criar um campo de força invisível, foi originalmente proposta por Michael Faraday, mas seria necessário um jovem escocês genial chamado James Clark Maxwell, para provar que Faraday estava certo, e não através da experimentação, mas da matemática. Antes de Maxwell, os cientistas construíam máquinas estranhas ou concebiam experiências maravilhosas para criar e medir a eletricidade. Mas Maxwell era diferente. Ele estava interessado nos números, e sua nova teoria não só revelou o campo de força invisível da eletricidade, mas como ele poderia ser manipulado, o que mostraria ser uma das mais importantes descobertas científicas de todos os tempos. Maxwell foi um matemático e um dos melhores. Ele via eletricidade e magnetismo de uma nova forma. Ele expressou tudo isso em equações matemáticas concisas. E o mais importante é que nas equações de Maxwell há o entendimento da eletricidade e do magnetismo como algo interligado e que podia ocorrer em ondas. Os cálculos de Maxwell mostraram como esses campos poderiam ser perturbados assim como tocar a superfície da água com o dedo. Mudar a direção da corrente elétrica criaria uma ondulação ou onda através destes campos elétrico e magnético. E mudar constantemente a direção do fluxo da corrente, para a frente e para trás, como um acorrente alternada, produziria uma série de ondas,ondas que transportavam energia. A matemática de Maxwell lhe dizia que alterar as correntes elétricas emitiria grandes ondas de energia às suas vizinhanças. Ondas que se propagariam ao infinito a menos que algo as absorvesse.
A matemática de Maxwell era tão avançada e complicada que apenas poucos a compreenderam na época, e embora seu trabalho ainda fosse apenas uma teoria, inspirou um jovem físico alemão chamado Heinrich Hertz. Hertz decidiu dedicar-se a projetar uma experiência para provar que as ondas de Maxwell realmente existiam. O aparelho original de Hertz e sua beleza está em sua grande simplicidade. O calor gera uma corrente alternada que corre por hastes de metal, com uma faísca que salta pelo espaço entre estas duas esferas.
Se Maxwell estivesse certo, esta corrente alternada deveria gerar uma onda eletromagnética invisível que se espalharia no ambiente. Se colocarmos um fio no caminho dessa onda, então nele, deve haver um campo eletromagnético oscilante, que deve induzir uma corrente elétrica no fio. Assim, Hertz montou um anel de fio, o seu receptor, que colocaria em posições diferentes pela sala para verificar se poderia detectar a presença da onda. E ele fez isso deixando um espaço bem pequeno no fio, através do qual uma faísca saltaria se uma corrente percorresse o anel. Devido à corrente ser muito fraca, essa faísca é muito tênue. Hertz passou praticamente a maior parte de 1887 numa sala escura olhando fixamente por uma lente para ver se podia detectar a presença dessa faísca tênue. Hertz acabou encontrando o que procurava uma faísca minúscula. Enquanto carregava seu receptor por diferentes posições na sala, ele foi capaz de mapear a forma das ondas produzidas pelo seu aparelho. Ele checou cada um dos cálculos de Maxwell com cuidado e os testou experimentalmente. A demonstração espetacular de Hertz das ondas eletromagnéticas, as chamadas ondas de rádio, embora ele não soubesse à época, que levaria a uma revolução nas comunicações no século seguinte. A teoria de Maxwell mostrara como cargas elétricas poderiam criar um campo de força em torno delas. E que as ondas se espalhariam por esses campos como ondas num lago. E Hertz construiu um dispositivo que poderia realmente criar e detectar as ondas ao passarem pelo ar. Após o experimento de Hertz que confirmou a existência de ondas
eletromagnéticas, o desenvolvimento de novas tecnologias baseadas na
natureza eletromagnética da luz tornou-se um fato que exerceu e continua
exercendo enormes influências sobre nossas vidas.Da “equação da onda” de Maxwell decorre que no
vácuo as vibrações senoidais no tempo e no espaço dos dois campos
acontecem em fase, em direções ortogonais, transversais à direção de
propagação da onda. Portanto todas as propriedades das ondas eletromagnéticas decorrem das Leis de Maxwell.
O espectro eletromagnético representa os comprimentos dos diversos tipos de ondas eletromagnéticas
Todas essas ondas propagam-se à mesma velocidade quando estão no vácuo.O comprimento de uma onda eletromagnética é
que determina seu comportamento. Ondas de alta frequência são curtas, e
as de baixa frequência são longas. Se a onda interage com uma única
partícula ou molécula, seu comportamento depende da quantidade de fótons
que ela carrega. A pesquisa da eletricidade hoje, tem o potencial, mais uma vez, de revolucionar nosso mundo, se os supercondutores à temperatura ambiente puderem ser descobertos. Nossa dependência do poder da eletricidade só está aumentando. E quando entendermos completamente como explorar os supercondutores, um novo mundo elétrico estará sobre nós. Ele nos levará a um dos períodos mais prolíficos de descoberta e invenção humanas, um novo conjunto de ferramentas, técnicas e tecnologias para, mais uma vez, transformar o mundo. A eletricidade mudou nosso mundo. Há apenas algumas centenas de anos, ela era vista como uma maravilha misteriosa e mágica. Em seguida,ela saiu dos laboratórios, com uma série de experiências estranhas e maravilhosas, acabando por ser dominada e utilizada. Ela revolucionou as comunicações, primeiro através de cabos, e depois, como ondas, através dos campos de longo alcance da eletricidade. Ela abastece e ilumina o mundo moderno.
Hoje, mal conseguimos imaginar a vida sem eletricidade. Ela define a nossa era, e estaríamos completamente perdidos sem ela. Mesmo assim, ela ainda nos oferece mais. "Mais uma vez, estamos diante do início de uma nova era de descoberta, de uma nova revolução. Mas sobretudo, há uma coisa que todos que lidam com a ciência da eletricidade sabem... a sua história ainda não acabou."
Fontes de consulta e reprodução:
Documentário da BBC: "História da Eletricidade- episódio 3: Revelações e Revoluções" Disponível em :<https://www.youtube.com/watch?v=BkkoaXCLYGI&t=37s> Acesso em Maio de 2018.
Até o século XIX, só conhecíamos um meio de criar a nossa própria luz, acendendo velas.Quem conseguisse levar luz elétrica a todos os lares da Terra, teria fama e fortuna garantidas. E no início da década de 1880, o mais famoso, mais prodigioso, e mais competitivo inventor do mundo assumiu o desafio: o norte-americano Thomas Alva Edison.
Nikola Tesla foi um inventor sérvio, nascido na Croácia, e trabalhou por pouco tempo para Thomas Edison após chegar a Nova York, aos 28 anos. Europeu, introvertido, um profundo pensador, tudo que Edison não era. Edison e Tesla não poderiam ser mais diferentes na forma de lidar consigo, sua aparência e modos, e na forma de construírem sua imagem pública. Edison pouco se importava com o que vestia. Ele era um homem do tipo desleixado. Por outro lado, Tesla mesmo estando na casa dos 20 anos, pensava em sua aparência, em como abordar as pessoas. Preocupava-se com suas roupas, seus modos. Preocupava-se até em como sua foto era tirada. Sempre queria foto de perfil para que não vissem que seu queixo era pontudo.
O sonho de Edson era levar a luz elétrica a todos os lares da Terra, com a equipe de engenheiros por trás, e a visão de um futuro elétrico à frente, ele iniciou sua luta. A equipe de Menlo Park de Edison começou a desenvolver uma forma totalmente diferente de lâmpada elétrica, a lâmpada incandescente. As lâmpadas de Swan e Edison funcionavam através da passagem de corrente elétrica por um filamento. O filamento é um material onde a corrente elétrica atravessa com maior dificuldade do que o fio de cobre no resto do circuito. Ele se baseia na ideia de resistência. A nível atômico,os átomos do filamento impedem o fluxo de eletricidade. Assim, é preciso mais energia para fazê-lo passar, e essa energia é depositada no filamento sob forma de calor. Conforme ele se aquece, sua resistência aumenta, aumentando sua temperatura, até brilhar incandescente. Os designs das lâmpadas de Edison e Swan eram muito semelhantes. Eles acabaram chegando a um acordo e formando parceria para vender lâmpadas no Reino Unido. Muita gente ainda acredita que Edison inventou a lâmpada sozinho, enquanto Swan virou uma nota de rodapé na História. Mas a sua lâmpada incandescente era apenas parte da estratégia de Edson. Ele também inventou todo um sistema elétrico de bocais, cabos e medidores para acompanhá-lo. Ele cultivou a fama entre o público americano de ser um inventor tão genial que a imprensa dava atenção a cada palavra sua, e a força financeira de Wall Street rapidamente apoiava suas novas ideias. Sua ideia, de eletrificar Manhattan, e depois, naturalmente, o resto do mundo, estava aparentemente ao seu alcance. Pois Edison e sua equipe estavam prestes a lançar o seu projeto mais caro e arriscado até então: a 1ª usina elétrica dos EUA, gerando corrente contínua. A corrente era transmitida por cabos enterrados, estendendo-se em todas as direções. Edson defendia a maior segurança de seu sistema de baixa tensão e fiação subterrânea. Ele defendia ter um sistema mais seguro que o arco de luz elétrica para as ruas, ou iluminação a gás para a iluminação interior. Mas havia um grande problema. A rede de Edison nunca poderia ser econômica para iluminar os novos subúrbios dos EUA. Eles não tinham a concentração de clientes necessária para compensar a construção dessas usinas caras. Se tivéssemos aderido à forma de Edison de gerar e distribuir eletricidade, o mundo seria um lugar muito diferente. Teríamos usinas elétricas espalhadas a não mais que 1,5 km distância, mesmo nos centros de nossas vilas e cidades. E seria muito caro fornecer energia a pequenas comunidades.
Mas havia alguém que tinha as respostas para tais problemas. Seu nome era Nikola Tesla e ele estava bem debaixo do nariz de Edson. Ele tinha o sonho de que a eletricidade poderia ser transmitida através de cidades inteiras ou até mesmo países. E ele acreditava saber como fazer isso, usando um tipo diferente de corrente elétrica. Especialistas em energia sabiam que quanto menor a corrente enviada por um cabo, menor é a sua perda através da resistência. E assim maior poderia ser o cabo. Tesla propôs utilizar um método de transmissão de eletricidade em que as correntes pudessem ser reduzidas sem queda na quantidade de energia elétrica na outra extremidade, chamada de corrente alternada. A corrente alternada é exatamente isto. Uma corrente elétrica que alterna o movimento tanto em uma direção, como na direção oposta, rapidamente, diferente da corrente contínua, que se move apenas em uma direção. Tesla estava interessado na corrente alternada pois, como outros engenheiros eletricistas no final de 1880, ele percebeu que ao elevar a tensão de qualquer corrente transmitida de um ponto a outro, era mais eficiente ter maior tensão. Como a quantidade de energia elétrica em um cabo é a sua tensão multiplicada pela sua corrente, o aumento da tensão significava que a corrente nos cabos poderia ser reduzida, e assim as perdas devido à resistência seriam menores. Contudo, não se deseja tensões muito altas na ordem de 20.000 volts chegando à sua casa. Assim, é preciso reduzir a corrente que está sendo transmitida a distância até sua casa. Para isso, é preciso um conversor ou transformador. A corrente alternada permite a utilização de um transformador para alternar a transmissão de alta tensão para a tensão mais baixa que consumimos.Aperfeiçoar a tecnologia para transmitir a eletricidade a centenas de quilômetros de onde ela era gerada representaria um grande passo rumo ao mundo moderno. E um rico empresário industrial já estava desenvolvendo a solução. Seu nome era George Westinghouse. Westinghouse acreditava que a corrente alternada era o futuro, mas tinha uma grande desvantagem. Embora ela fosse boa para a luz elétrica, ao contrário da corrente contínua, não havia nenhum motor prático que operasse com ela. Nikola Tesla mostrou como o movimento giratório pode ser produzido diretamente a partir de uma corrente alternada. Sobretudo, na corrente gerada a milhares de quilômetros. Isso era algo que nunca tinha sido feito. Quando Tesla trabalhava no motor de corrente alternada, ele pensava em larga escala.Ele estava pensando em um sistema completo que envolvesse gerador, fios para o motor e o próprio motor. A solução de Tesla era engenhosa. Ele introduziu mais de uma corrente alternada no seu motor e as temporizou para que seguissem uma a outra. A primeira corrente alternada energizou uma bobina de fio no interior do motor, criando um campo eletromagnético que atraía a peça central móvel do motor para ele e depois desaparecia. A segunda corrente sobreposta alimentava a bobina seguinte, arrastando a peça móvel ainda mais longe, antes de desaparecer. O mesmo ocorreu com a terceira e quarta bobinas. O resultado foi um campo magnético giratório, forte o suficiente para fazer o motor, ou, neste caso, o ovo,girar. Tesla elaborou todo um sistema elétrico em torno desta transmissão polifásica.Isso implicou que a usina elétrica barulhenta e fétida,gerando muita corrente alternada útil, agora poderia estar situada longe das áreas povoadas. E pela primeira vez podia-se construir grandes usinas elétricas onde se desejasse. A descoberta de Tesla foi a última peça do quebra-cabeça, mas ele ainda tinha de convencer o mundo de que sua solução era melhor que o método de corrente contínua defendido por Edson.
Edson continuou disseminando seu sistema de corrente contínua,construindo usinas elétricas por todo estado de Nova York. Era de se esperar que com os avanços de Tesla, nada poderia ficar no caminho do êxito da CA contra a CC. Mas Edson ainda acreditava totalmente em suas invenções de corrente contínua. Dos filamentos das lâmpadas aos interruptores, bocais, geradores, e ele não estava prestes a perder milhões de dólares ao alterá-los. As linhas de batalha estavam definidas. Westinghouse e Tesla disputavam com Edson os lucrativos contratos de iluminação de Nova York. Dois sistemas completamente diferentes disputando um cobiçado objetivo, a chance de iluminar os EUA e depois o mundo. Isso ficaria conhecido como a Guerra das Correntes. .
Os dois lados tentavam disputar no preço, mas Edson acreditava que sua amada corrente contínua era melhor que a alternada por ser mais segura.Edson estava tentando outra vez definir seu sistema CC como seguro. Edson afirmava que a CA era um tipo mais perigoso de corrente do que a CC e destacava os acidentes com os operários de Westinghouse e os incêndios causados por curtos-circuitos. Era uma propaganda potente pois na década de 1880, muitos ainda estavam aterrorizados com a eletricidade. Ela podia dar choque, até matar em um instante e a razão para isso ainda não era compreendida. Para muitos, a ideia de canalizar essa assassina invisível para suas casas era totalmente ridícula. Assim, a arma usada na Guerra das Correntes foi o medo.
Thomas Edson também fazia coisas que hoje seriam altamente condenáveis, como foi o episódio em que eletrocutou a Elefanta Topsy em público (tudo devidamente filmado e documentado pelo próprio Edison) porque ele queria demonstrar para todo mundo que a corrente elétrica “do competidor Tesla” era perigosa e poderia matar pessoas e animais. Nos dias de hoje, certamente Edson seria processado por tal evento. Abaixo, o vídeo feito por ele:
Mesmo assim, Nikola Tesla estava prestes a fazer algo que nunca tinha sido visto. Algo tão maravilhoso e ousado que viveria para sempre na memória de quem o viu. Tesla vinha desenvolvendo um método de geração de correntes alternadas de alta frequência e, em 21 de maio de 1891, em um encontro de engenheiros eletricistas, ele o demonstrou. Em uma exibição quase mágica de incrível poder e surpresa, sem usar cota de malha ou máscara de segurança, dezenas de milhares de volts, produzidos por uma bobina de Tesla, atravessaram o corpo dele até a extremidade da lâmpada que ele segurava. A corrente alternada de Tesla foi de uma frequência tão alta, que atravessou seu corpo sem causar danos graves ou até mesmo dor. Sua demonstração mostrou que, se manejada corretamente, a corrente alternada em tensões extremamente altas podia ser segura.
A Guerra das Correntes havia sido vencida por Westinghouse e Tesla.
Em 1896, a nova usina elétrica foi concluída nas Cataratas do Niágara, usando geradores de CA Westinghouse para produzir a corrente polifásica de Tesla. Finalmente, grande quantidade de energia poderia ser transmitida das Cataratas, até próximo a Búffalo, e alguns anos depois, a usina de Niágara estava fornecendo energia à cidade de Nova York. E hoje, quase toda eletricidade gerada no mundo é feita através do sistema de Tesla. Mas a história de Tesla não termina com fama e fortuna. Embora tenha continuado a fazersignificativas contribuições a muitas outras áreas da ciência e invenção, para salvar George Westinghouse da falência, após crise no mercado acionário, ele desistiu do direito aos royalties de suas invenções polifásicas. Nikola Tesla foi um homem talentoso a quem devemos muito. Mas ele também era muito complicado, e, infelizmente, com a idade, ele ficou ainda mais perturbado. Ele tinha fixaçãopelo número 3. Contava "3" em voz alta enquanto caminhava, e desenvolveu fobias estranhas com germes e com mulheres que usavam pérolas.
Em muitos aspectos, a sua mente genial ficou fora de controle. À medida que a vida de Tesla passava, ele se afastava das pessoas e encontrava consolo em outras coisas. Ele ficou obcecado por pombos e era visto regularmente alimentando-os, em Bryant Park, no centro de Manhattan. Velho, Tesla estava quase falido e sozinho, vivendo quase recluso num hotel.Em janeiro de 1943, a história de Nikola Tesla chegaria ao fim.
Edson acabou se tornando um herói americano e sua empresa faria parte da General Electric, ainda hoje uma das maiores empresas multinacionais do mundo.
A capacidade de gerar e transmitir a eletricidade, e a invenção de máquinas para usá-la, mudaram o nosso mundo de maneiras que não imaginávamos.
Hoje, podemos gerar bilhões de watts de eletricidade a cada segundo, a cada hora, todos os dias. E quer façamos isso utilizando carvão, gás, ou fissão nuclear, todas as usinas elétricas se baseiam nos princípios descobertos e desenvolvidos por Michael Faraday, Nikola Tesla, e todos os demais engenheiros eletricistas pioneiros de uma maravilhosa era da invenção. Hoje, temos a eletricidade como trivial, e esquecemos o quanto ela foi uma força mágica e misteriosa. Mas há algo que nunca devemos esquecer. Hoje, sem ela, o mundo moderno entraria em colapso e nossa vida seria muito diferente.
Fontes de Consulta e Reprodução:
https://nikolateslabrasil.wordpress.com/2015/12/02/nikola-tesla-energia-livre-para-o-mundo/
Documentário da BBC: "História da Eletricidade- episódio 2: A era das invenção" Disponível em :https://www.youtube.com/watch?v=t5m-9vjCe1g Acesso em Maio de 2018. JUNIOR,L.A.F. A história do desenvolvimento das máquinas eletrostáticas como estratégia para o ensino de conceitos de eletrostática- Porto Alegre: PUCRS,2008. KHUN, Thomas. A estrutura das Revoluções Científicas. São Paulo: Editora Perspectiva,1998.
Michael Faraday (1791-1867) foi um dos pioneiros nos estudos
da relação entre eletricidade e magnetismo. Esse trabalho lhe rendeu
uma publicação no ano de 1821, a "rotação eletromagnética" (princípio
por trás do funcionamento do motor elétrico). Dez anos mais tarde, já em
1831, seus estudos se aprimoraram com a descoberta da indução
eletromagnética, o princípio do gerador elétrico e do
transformador elétrico.
Faraday, o filho de um ferreiro, tinha concluído sua educação formal quando tinha apenas 12 anos. Ele nunca chegaria à universidade. Mas ele não havia parado de aprender, pois era fascinado pela ciência. Faraday trabalhava muito durante o dia, encadernando livros. Mas à noite, ele lia todo tipo de literatura científica que pudesse obter. Ele adorava aprender coisas novas sobre o mundo e tinha um desejo constante, uma paixão, em entender por que as coisas eram assim. Mas para satisfazer seu desejo por conhecimento, Faraday estava ansioso para ver diretamente as experiências. Ele acabou tendo a chance quando recebeu um ingresso para uma das últimas palestras do maior químico inglês da época, Sir Humphry Davy. Isso mudaria para sempre a vida do jovem Faraday. Após observar Davy, inspirado e cheio de ideias, Faraday sabia o que queria fazer da sua vida. Ele estava determinado a dedicar-se a se aprofundar na ciência. E foi o que ele fez.
Em um ano, Davy o nomeou como assistente na Royal Institution. Com Davy como seu patrono e seu chefe, Faraday estudou todos os tipos de química. Mas o que inspiraria seus maiores avanços, foram as forças invisíveis da eletricidade e do magnetismo.
Em 1820, ambas eram estudadas por um cientista dinamarquês, Hans Christian Oersted,que havia feito uma descoberta extraordinária. Ele fez uma corrente elétrica passar por uma haste de cobre, aproximou-a da agulha magnética da bússola e viu que ela fez a agulha girar. Para Oersted, foi incrível. Ele mostrara, pela primeira vez, que uma corrente elétrica podia criar uma força magnética. Ele havia unido a eletricidade e o magnetismo. Hoje, chamamos isso de eletromagnetismo. É uma das forças fundamentais da natureza.
Na Royal Institution, Faraday começou reproduzindo o trabalho de Oersted, que marcaria seus primeiros passos rumo à fama e à fortuna. Por meio de sua rigorosa pesquisa, ele concluiu que devia haver um fluxo de forças agindo entre o fio e a agulha da bússola.
O aparelho que ele criou para demonstrar isso mudaria o curso da história. Faraday criou um circuito usando uma bateria , dois fios e um banho de mercúrio. Devido ao mercúrio ser um bom condutor, ele completa o circuito. Quando a corrente passa pelo circuito, gera um campo de força magnético circular ao redor do fio. Isso interage com o magnetismo de um ímã permanente que Faraday havia colocado no meio do mercúrio. Juntos, eles forçam o fio a se mover. Faraday provara que essa força invisível realmente existia e que ele podia ver seu efeito, o movimento circular. Este belo aparelho foi o primeiro a converter a corrente elétrica em movimento contínuo.Basicamente, é o primeiro motor elétrico.
Mas Faraday iria ainda mais longe com esta experiência. Um dos efeitos duradouros da descoberta de Faraday das rotações eletromagnéticas em 1821, foi que mostrou que havia algum tipo de relação entre eletricidade, magnetismo e movimento. Faraday explorou detalhadamente essa relação e submeteu-se a um desafio ainda mais difícil. Usar o magnetismo e o movimento para produzir eletricidade.
A descoberta surgiu em 17 de outubro de 1831, quando Faraday pegou um ímã ,o inseriu e retirou em uma bobina de fio. Ele detectou uma pequena corrente elétrica na bobina, movendo em um sentido e depois no outro.Faraday sabia que isso representava algo.
Poucos dias depois, em vez de mover o ímã através da bobina de fio condutor, ele fez uma experiência equivalente movendo uma placa condutora de cobre através do campo magnético. Ele não sabia disto na época, mas quando o seu disco giratório atravessava o campo magnético, bilhões de elétrons com carga negativa eram desviados de sua rota circular original e começavam a se dirigir para a borda. A carga negativa acumulava-se na borda externa do disco, deixando a carga positiva no centro, e como o disco estava conectado a fios, os elétrons corriam em um fluxo constante. Faraday gerara um fluxo contínuo de corrente elétrica. Diferente de uma pilha, sua corrente fluía pelo tempo que o disco de cobre era girado. Ele criara energia elétrica diretamente da energia mecânica. Embora a descoberta da indução por Faraday seja isoladamente muito importante, ela teve efeitos profundos para o conhecimento elétrico e tecnológico durante o resto do século XIX. Para Faraday, ela inaugurou uma década de pesquisa poderosa, por lhe dar uma pista sobre como conduzir sua pesquisa.
"Gaiola de Faraday"
Um condutor, quando carregado, tende a espalhar suas cargas
uniformemente por toda a sua superfície. Se esse condutor for uma esfera
oca, por exemplo, as cargas irão se espalhar pela superfície externa,
pois a repulsão entre as cargas fazem com que elas se mantenham o mais
longe possível umas das outras. Os efeitos de campo elétrico criados no
interior do condutor acabam se anulando, obtendo assim um campo elétrico
nulo.
O mesmo acontece quando o condutor não está carregado, mas está em uma
região que possui um campo elétrico causado por um agente externo. Seu
interior fica livre da ação desse campo externo, fica blindado. Esse
efeito é conhecido como blindagem eletrostática.
Para provar esse efeito, o físico britânico Michael Faraday fez, em
1836, um experimento para provar os efeitos da blindagem eletrostática.
Ele construiu uma gaiola de metal carregada por um gerador eletrostático
de alta voltagem e colocou um eletroscópio em seu interior para provar
que os efeitos do campo elétrico gerado pela gaiola eram nulos. O
próprio Faraday entrou na gaiola para provar que seu interior era
seguro. Esse experimento ficou conhecido por “Gaiola de Faraday”.
Assim, a blindagem eletrostática também ficou conhecida por gaiola de
Faraday e esse efeito é muito utilizado em nosso dia a dia. Como
exemplos podemos citar os carros e aviões, que atuam como gaiolas de
Faraday, nos protegendo caso sejamos atingidos por uma descarga
elétrica, contrariando o pensamento popular de que os pneus do carro é
que fazem essa proteção. Construções também são feitas utilizando
blindagem eletrostática, a fim de proteger equipamentos eletrônicos.
Essa blindagem pode ser vista facilmente, para isso pegue um celular
ou um rádio ligado e embrulhe-o em papel alumínio. O alumínio vai agir
como a gaiola de Faraday, o celular e o rádio poderão perder o sinal.
Faraday contribuiu muito para a área de campos elétricos e magnéticos, suas pesquisas foram fundamentais para trabalhos futuros.
Fontes de consulta e reprodução:
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/michael-faraday.htm http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/gaiola-faraday.htm http://mundoengenharia.com.br/michael-faraday-1791-1867/ FARADAY, Michael. Pesquisas experimentais em eletricidade. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 28, n. 1, p. 152-204, 2011. Documentário da BBC: "História da Eletricidade- episódio 2: A era das invenção" Disponível em : https://www.youtube.com/watch?v=t5m-9vjCe1g Acesso em Maio de 2018. JUNIOR,L.A.F. A história do desenvolvimento das máquinas eletrostáticas como estratégia para o ensino de conceitos de eletrostática- Porto Alegre: PUCRS,2008. KHUN, Thomas. A estrutura das Revoluções Científicas. São Paulo: Editora Perspectiva,1998.
