Vamos falar da História da Eletricidade? Benjamin Franklin

Benjamin Franklin,  um homem ativo na política e filosoficamente em guerra com a elite governante londrina. E ainda mais chocante para a elite elétrica britânica, tal homem era um mero colonizado, um americano.
 Franklin era um defensor veemente da emancipação americana que via a busca pela ciência racional, e,sobretudo pela eletricidade, como meio de acabar com a ignorância, a idolatria e com seus senhores intelectuais elitistas coloniais. 

 Franklin e  seus colaboradores, eram racionais, igualitários, e potencialmente democratas intelectuais, seriam capazes de explicar os fenômenos elétricos, sem parecer ser escravos da magia ou mistério.
Franklin decidiu usar o poder da razão para explicar racionalmente o que muitos consideravam um fenômeno mágico... o raio.

Esta talvez seja uma das mais famosas imagens científicas do século XVIII Ela mostra Benjamin Franklin, o cientista heroico, empinando uma pipa em uma tempestade, provando que o raio é elétrico. Mas, apesar de Franklin ter proposto esta experiência, é praticamente certo que ele nunca a realizou. É mais provável que sua experiência mais importante seja outra que ele propôs mas não executou. Na verdade, ela sequer foi feita nos EUA.
Ela foi feita  em um pequeno vilarejo ao norte de Paris, chamado Marly La Ville, os franceses adoravam Franklin, sobretudo sua política antibritânica, e eles. se encarregaram de realizar sua outra experiência com o raio, sem ele.

 

Em maio de 1752, George Louis Leclerc, conhecido em toda a França como o conde de Buffon, e seu amigo Thomas François Dalibard ergueram uma haste de metal de 12 m, com mais do dobro da altura,sustentada por três aduelas de madeira, na porta da casa de Dalibard, em Marly La Ville.
A extremidade inferior da haste de metal estava dentro de uma garrafa de vinho vazia. A grande ideia de Franklin era de que a haste comprida atrairia o raio, que desceria pela haste metálica e seria armazenado na garrafa de vinho, que funcionava como uma Garrafa de Leiden. Assim, ele poderia confirmar o que o raio realmente era. Seus seguidores franceses só precisavam esperar por uma tempestade.
Então, em 23 de maio, o céu se abriu. Às 12h20, um estrondoso trovão foi ouvido enquanto o raio atingia o topo da haste. Um assistente correu até a garrafa, uma faísca saltou entre o metal e o dedo dele com um barulho alto e um cheiro de enxofre, queimando a sua mão. A faísca revelou o que o raio realmente era. Ele era idêntico à eletricidade criada pelo homem. É difícil não enfatizar a importância deste momento. A natureza tinha sido dominada, não apenas isso, mas a própria ira de Deus tinha sido subjugada ao controle da humanidade.
A experiência de Franklin foi muito importante porque mostrou que as tempestades de raios produzem ou são produzidas pela eletricidade e que podemos subjugar essa eletricidade, que ela é uma força da natureza à espera de ser explorada.

Em seguida, Franklin voltou a sua mente racional para outra questão. Por que a Garrafa de Leiden produzia as maiores faíscas quando segurada na mão? Por que toda a eletricidade não escapava? Ao explorar sua experiência como um empresário bem-sucedido, ele viu algo que mais ninguém vira. Que como o dinheiro em um banco, eletricidade podia estar em crédito, que ele chamou de positiva, ou em débito, negativa. Para ele, o problema da Garrafa de Leiden era de contabilidade. A ideia de Franklin era de que todo corpo tinha em torno de si uma atmosfera elétrica. E de que havia quantidade natural de fluido elétrico ao redor de cada corpo. Se houvesse muito, chamaríamos de
positivo. Se houvesse muito pouco, de negativo. E a natureza era organizada para que o positivo e o negativo estivessem sempre equilibrados, como uma economia ideal americana. A ideia de Franklin era de que a eletricidade era apenas carga positiva fluindo para anular a carga negativa. E acreditava que esta ideia simples resolveria o mistério da Garrafa de Leiden. NA VERDADE, HOJE SABEMOS QUE OCORRE O OPOSTO, OS ELÉTRONS POSSUEM CARGA NEGATIVA, E QUANDO HÁ EXCESSO DELES, A CARGA TOTAL É NEGATIVA, E QUANDO HÁ FALTA, A CARGA TOTAL É POSITIVA.
Conforme a Garrafa é eletrificada, a carga elétrica negativa desce pelo fio até a água. Se a Garrafa estiver sobre um isolante, uma pequena quantia se acumula na água. Mas se a Garrafa for segurada por alguém enquanto está sendo eletrificada, a carga elétrica positiva sobe pelo seu corpo a partir do solo até o exterior da Garrafa, tentando anular a carga negativa dentro. Mas as cargas positivas e negativas são impedidas de se anularem pelo vidro que atua como isolante. Em vez disso, as cargas só fazem aumentar em ambos os lados do vidro. Assim, tocar a parte superior da Garrafa com a outra mão, forma um circuito, permitindo que a carga negativa no interior passe pela mão até a carga positiva do lado de fora, finalmente anulando-a. O movimento da carga produz um grande choque e
muitas vezes uma faísca.

"Após a assimilação do paradigma de Franklin, o eletricista que olhava uma Garrafa de Leyden via algo diferente do que vira anteriormente. O instrumento tornara-se um condensador, para o qual nem a forma, nem o vidro da garrafa eram indispensáveis. Em lugar disso, as duas capas condutoras —uma das quais não fizera parte do instrumento original — tornaram-se proeminentes. As duas placas de metal com um não-condutor entre elas haviam gradativamente se tomado o protótipo para toda essa classe de aparelhos, como atestam progressivamente tanto as discussões escritas como as representações pictóricas. Simultaneamente, outros efeitos indutivos receberam novas descrições, enquanto outros mais foram observados pela primeira vez.” (Khum, pág.34)

 O equivalente moderno da Garrafa de Leiden é isto... o capacitor. É um dos componentes eletrônicos mais comuns. É encontrado em toda parte.  Eles ajudam a amenizar os surtos de energia, protegendo componentes sensíveis, mesmo nos circuitos elétricos mais modernos.

Resolver o mistério da Garrafa de Leiden e identificar o raio apenas como um tipo de eletricidade foram dois grandes êxitos de Franklin e do movimento iluminista.



                                                     Tipos de Capacitores atuais:

Fontes de consulta:

Documentário da BBC: "História da Eletricidade- episódio 1: A Faísca"  Disponível em : http://www.faiscas.com.br/textoel.pdf#page=1&zoom=auto,-107,842. Acesso em Janeiro 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.

SILVA. José Nilson.Uma abordagem histórica e experimental da Eletrostática-,Amapá:  Universidade Federal do Amapá. Publicado em Estação Científica (UNIFAP), 2011.

 Disponível em : http://www.portalsaofrancisco.com.br/fisica/historia-da-eletricidade. Acesso em Janeiro de 2018.

Disponível em :  http:// www.ifsc.usp.br. http://www.sel.eesc.sc.usp.br. Acesso em Janeiro de 2018.

Disponível em :  http://www.sofisica.com.br/conteudos/HistoriaDaFisica/historiadaeletricidade.php  Acesso em Janeiro de 2018.

Disponível em :  http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-historia-eletricidade.htm  Acesso em Janeiro de 2018.

 Figuras disponíveis no "google imagens".

Vamos falar da história da Eletricidade? Pieter van Musschenbroek.

Hoje, vamos continuar nossa história da eletricidade, com  Pieter van Musschenbroek e sua GARRAFA DE LEYDEN.  

Atualmente, este dispositivo é conhecido como capacitor, mas ainda vamos falar nos próximos dias da garrafa de Leyden, até chegar aos capacitores atuais.

"O próximo passo em nossa história surgiu quando aprendemos a armazenar a eletricidade.
Mas isso não ocorreria na Grã-Bretanha, mas do outro lado do Canal, na Europa continental. Do outro lado do Canal, eletricistas estavam tão ocupados quanto os britânicos, e um centro para pesquisa elétrica ficava  em Leyden, Holanda.
Foi lá, que um professor surgiu com uma invenção ainda considerada por muitos como amais importante do século XVIII, que, de uma forma ou de outra, ainda pode ser encontrada em quase todo aparelho elétrico atual. O professor chamava-se Pieter van Musschenbroek.

Musschenbroek nasceu no meio acadêmico. Mas,ironicamente, sua descoberta não surgiu em decorrência de sua ciência rigorosa, mas devido a um simples erro humano. Ele tentava encontrar um meio de armazenar a corrente elétrica, adequada às suas demonstrações. Praticamente podemos ouvir sua linha de pensamento enquanto ele tentava descobrir isso.

Se a eletricidade ERA CONSIDERADA um "fluido" que corre, como a água, então talvez pudesse ser armazenada da mesma forma que a água.

 Musschenbroek foi para seu laboratório tentar criar um aparelho para armazenar a eletricidade.

Musschenbroek começou a pensar literalmente. Ele pegou uma Garrafa de vidro e encheu com um pouco de água. Depois, ele inseriu dentro dela um fio condutor, que estava conectado pela parte superior a uma máquina elétrica de Hauksbee. Ele pôs a Garrafa sobre um isolante para ajudar a manter a corrente dentro dela. Depois, ele tentou inserir eletricidade dentro da Garrafa produzida pela máquina e conduzida pelo fio até dentro da água.
Independente do que ele tentava, a corrente não ficava dentro da Garrafa. Então, um dia, por acidente, ele esqueceu de pôr a Garrafa sobre o isolante, e a eletrificou enquanto ainda estava em sua mão. Por fim, segurando a Garrafa com uma mão, ele tocou na parte superior com a outra e recebeu um choque elétrico tão forte, que quase foi jogado ao chão.

A força da eletricidade que saiu da Garrafa foi maior do que tudo visto anteriormente. E ainda mais surpreendente, a Garrafa conseguia armazenar eletricidade por horas, até dias. Em homenagem à cidade onde Musschenbroek fez sua descoberta, ela foi chamada de GARRAFA de LEYDEN. E sua fama se alastrou pelo mundo.
Rapidamente, de 1745 até o final da década, a notícia da "Garrafa de LeYden" tornou-se mundial. Espalhou-se do Japão, na Ásia Oriental, à Filadélfia, no leste dos EUA. Tornou-se uma das primeiras notícias científicas rápidas globalizadas. Mas embora a Garrafa de LeYden tenha virado um fenômeno global elétrico, ninguém tinha a menor ideia de como ela funcionava.
Tem-se uma Garrafa de fluido elétrico, e acaba-se obtendo um grande choque dela ao permitir que fluido elétrico dirija-se para a terra. Por que o choque é maior se a Garrafa está vazando? Por que o choque não é maior se todo o fluido elétrico permanecer dentro da Garrafa? Foi assim que os  filósofos elétricos de meados do século XVIII encararam esse desafio.
Eletricidade era, sem dúvida, uma maravilha fantástica. Ela liberava choque e faísca. Ela agora podia ser armazenada e mover-se. Mas, o que ela era, como funcionava e por que ela fazia tudo isso era um completo mistério."

Hoje este dispositivo é conhecido como capacitor. Durante o século XVIII os conceitos de diferença de potencial e corrente elétrica foram sendo desenvolvidos aos poucos. Contudo, um estudo mais sistemático da correlação entre estas duas grandezas era dificultado por uma série de razões. Uma das razões era a inexistência de uma fonte de corrente contínua. Até 1800, a única forma para produzir uma corrente elétrica era descarregar uma garrafa de Leyden (“Leyden jarr”) através de um condutor. Naturalmente isto produzia apenas uma corrente transitória. 

Até o próximo episódio da história da eletricidade, trataremos de Benjamin Franklin!

FONTES DE TRANSCRIÇÃO
Documentário "A história da Eletricidade"-- Episódio 1 : "A faísca", produzido pela BBC.

Disponível em : http://www.portalsaofrancisco.com.br/fisica/historia-da-eletricidade. Acesso em Janeiro de 2018.

Disponível em : http://www.faiscas.com.br/textoel.pdf#page=1&zoom=auto,-107,842. Acesso em Janeiro de 2018.

Disponível em :  http:// www.ifsc.usp.br.

http://www.sel.eesc.sc.usp.br. Acesso em Janeiro de 2018.

Disponível em :  http://www.sofisica.com.br/conteudos/HistoriaDaFisica/historiadaeletricidade.php  Acesso em Janeiro de 2018.