Vamos falar da História da Eletricidade? Michael Faraday

Contribuições na Física

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.