História do eletromagnetismo

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O célebre expermimento da pipa de Benjamin Franklin.

A história do eletromagnetismo tem início na Antiguidade. O grego Tales de Mileto, ao esfregar âmbar com pele de carneiro, observou que pedaços de palha eram atraídos pelo âmbar. Também na antiguidade se sabia das propriedades magnéticas de certos materiais. A palavra eléktron (ἤλεκτρον) significa âmbar em grego.

Antiguidade[editar | editar código-fonte]

Nas civilizações antigas, já eram conhecidas as propriedades elétricas de alguns materiais. A palavra "eletricidade" deriva do vocábulo grego elektron (âmbar), como consequência da propriedade que tem essa substância de atrair partículas de pó ao ser atritada com fibras de lã. À parte o desenvolvimento no Ocidente, especula-se que objetos encontrados no Iraque, datados de 250 a.C., seriam usados como uma forma de bateria.

Eletricidade e magnetismo[editar | editar código-fonte]

O magnetismo na Antiguidade era conhecido através do mineral magnetita. Suas propriedades e seu uso eram envolvidos por muito misticismo. Somente no século XVI o cientista William Gilbert desenvolveu trabalho metódico (De Magnete) sobre as propriedades do magnetismo. Este mesmo trabalho também foi a primeira aplicação do método científico.[carece de fontes?]

Nessa epoca não era reconhecida a importância da eletricidade associada ao magnetismo. Mesmo no século XIX quando se desenvolveu uma relação entre os estudos desses fenômenos o eletromagnetismo era visto apenas como uma curiosidade e sem fins práticos.

A qualidade de permitir ou não que uma corrente elétrica atravessasse um solenoide em seu devido tempo, fazendo-o pulsar, foi que permitiu aos inúmeros projetos pré existentes de moto contínuo, adquirirem propulsão própria, tornando possível a industrialização de motores elétricos.

A importância do eletromagnetismo[editar | editar código-fonte]

Os ímãs naturais possuem uma polaridade "teoricamente" eterna e que (uma vez cumprida sua missão de atrator) não podem ser anuladas ou invertidas sem o uso de força, com isso, o magnetismo artificial conseguido a custa de indução elétrica é importante porque no caso de um moto contínuo pode ser dosado a qualquer momento com o simples contato de um circuito elétrico, além de inverter o seu sentido de polarização permite a continuidade num ciclo.

Século XVI[editar | editar código-fonte]

A partir do século XVI a eletricidade e o magnetismo são estudados com rigor científico. Em 1550, Gerolamo Cardano discute em seu livro De Subtilitate as diferenças entre forças elétricas e forças magnéticas.

Século XVII[editar | editar código-fonte]

Em 1600, William Gilbert, o primeiro a estudar sistematicamente a eletricidade e o magnetismo, publica De Magnete, onde explica que outros materiais, além do âmbar, adquiriam, quando atritados, a propriedade de atrair outros corpos, e chamou a força observada de elétrica. Atribuiu essa eletrificação à existência de um "fluido" que, depois de removido de um corpo por fricção, deixava uma "emanação". Embora a linguagem utilizada seja curiosa, as noções de Gilbert se aproximam dos conceitos modernos, desde que a palavra fluido seja substituída por "carga" e emanação, por "campo elétrico".

Em 1660, no estudo da eletrostática, Otto von Guericke, prefeito da cidade alemã de Magdeburgo, inventa a primeira máquina chamada de Elektrisiermaschine. Era feita de uma esfera de enxofre atravessada por uma barra presa a uma manivela, que quando movimentada fazia a bola girar em alta velocidade. Guericke protegeu a mão com uma luva, que ao ser encostada na bola eletrizou-a instantaneamente. A bola começou a atrair outras bolas de enxofre suspensas por fios que, após encostarem na bola maior, começaram a atrair outros objetos menores. Otto conclui então que a eletricidade podia passar de um corpo para o outro.

Em 1675, Robert Boyle observa que as forças elétricas podem atuar no vácuo.

Século XVIII[editar | editar código-fonte]

O cientista Luigi Aloisio Galvani realiza estudos em animais e, numa rã, constata a presença do chamado "fluido de energia": revela-se neste momento a descrita bioeletricidade. Em continuidade, o fisiologista detecta o fenômeno tendo como causa reações químicas; então tenta a analogia para criar um desenvolvedor, mas seus próprios conceitos tornam-se obstáculos intransponíveis. Porém, seu trabalho foi compartilhado e suas idéias desdobradas, outorgando-lhe a condição de imprescindível na criação de Alessandro Volta, a pilha voltaica (1800).

No século XVIII, o francês Charles François de Cisternay Du Fay comprova a existência de dois tipos de força elétrica: uma de atração, já conhecida, e outra de repulsão. Suas observações foram depois organizadas por Benjamin Franklin, que atribuiu sinais – positivo e negativo - para distinguir os dois tipos de carga. Nessa época, já haviam sido reconhecidas duas classes de materiais: isolantes e condutores.

Benjamin Franklin

É Benjamin Franklin quem demonstra pela primeira vez que o relâmpago é um fenômeno elétrico, por meio da sua famosa experiência com uma pipa (papagaio). Ao empinar o papagaio num dia de tempestade, Franklin consegue obter efeitos elétricos através da linha e percebe então que o relâmpago resultava do desequilíbrio elétrico entre a nuvem e o solo. A partir dessa experiência, ele produz o primeiro pára-raios.

No final do século XVIII, importantes descobertas no estudo das cargas estacionárias foram conseguidas com os trabalhos de Joseph Priestley, Lord Henry Cavendish, Charles Augustin de Coulomb e Siméon-Denis Poisson. Os caminhos estavam abertos e em poucos anos os avanços dessa ciência foram espetaculares.

Em 1733, Du Fay publica a existência de dois tipos de eletricidade, o que mais tarde seria identificado como "positivo" e "negativo". Ele também identifica a diferença entre isolantes e condutores.

Em 1750, Benjamin Franklin propõe o experimento de levantar uma pipa sob uma tempestade, provocando uma descarga atmosférica.

Em 1752, a partir de suas observações sobre descargas atmosféricas, Franklin inventa o pára-raios.

Michael Faraday

Henry Cavendish realiza diversas descobertas na eletricidade, mas não publica seus resultados. Seus teoremas só seriam descobertos mais tarde, como por exemplo a Lei de Ohm.[1] As pesquisas sobre o poder dos materiais de conduzir energia estática, iniciadas por Cavendish em 1775, foram aprofundadas na Alemanha pelo físico Georg Simon Ohm. Publicada em 1827, a lei de Ohm relaciona as grandezas fundamentais da eletricidade: tensão, corrente e resistência. James Clerk Maxwell encerra um ciclo da história da eletricidade ao formular as equações que unificam a descrição dos comportamentos elétrico e magnético da matéria.

Em 1800, o conde Alessandro Volta desenvolve a pilha voltaica, capaz de produzir corrente contínua.[1] Precursora das baterias modernas, a pilha de Volta é logo transformada por outros pesquisadores numa fonte de corrente elétrica de aplicação prática.

Em 1820, o francês André-Marie Ampère demonstra as relações entre correntes paralelas, e em 1831 Michael Faraday faz descobertas que levam ao desenvolvimento do dínamo, do motor elétrico e do transformador.

Thomas Edison

O aproveitamento dos novos conhecimentos na indústria e na vida cotidiana iniciou-se no fim do século XIX.

Em 1873, o cientista belga Zénobe Gramme demonstra que a eletricidade podia ser transmitida de um ponto a outro através de cabos condutores aéreos.

Em 1879, o americano Thomas Edison inventa a lâmpada incandescente e, dois anos depois, constrói na cidade de Nova York a primeira central de energia elétrica com sistema de distribuição. A eletricidade já tinha aplicação no campo das comunicações, com o telégrafo e o telefone elétricos e, pouco a pouco, o saber teórico acumulado foi introduzido nas fábricas e residências.

O descobrimento do elétron por Joseph John Thomson, na década de 1890, pode ser considerado o marco da passagem da ciência da eletricidade para a da eletrônica, que proporcionou um avanço tecnológico ainda mais acelerado.

Século XIX[editar | editar código-fonte]

A seguir as principais descobertas sobre eletricidade desse século:

  • 1820 - Hans Christian Ørsted observa que uma corrente elétrica causa uma perturbação em uma bússola próxima, ilustrando a interação entre eletricidade e magnetismo. André-Marie Ampère consegue desenvolver e explicar o fenômeno.
  • 1827 - Georg Simon Ohm publica Die galvanische Kette mathematisch bearbeitet (O Circuito Galvânico Investigado Matematicamente), trabalho no qual desenvolve a teoria de circuitos, incluindo a sua Lei de Ohm.
  • 1831 - Michael Faraday determina experimentalmente o fenômeno da indução magnética entre duas bobinas, formulando o princípio do transformador. A indução também é observada através do uso de um ímã permanente, obtendo-se desta forma o princípio dos motores e geradores elétricos.
  • 1864 - James Clerk Maxwell apresenta em A Treatise on Electricity and Magnetism as quatro equações do eletromagnetismo, consolidando os experimentos de Faraday. Tais equações prevêem a existência das ondas eletromagnéticas, e anuncia que a própria luz é uma forma de eletromagnetismo.
Brasil - A eletricidade começa a ser utilizada no país, além da Europa e dos Estados Unidos, logo após o invento do dínamo e da lâmpada elétrica. No mesmo ano, D. Pedro II inaugura a iluminação da estrada de ferro.
  • 1880 - Edison patenteia o sistema de distribuição elétrica.
  • 1881 - Brasil - A primeira iluminação externa pública do país é inaugurada na atual Praça da República, em São Paulo.
  • 1883 - Brasil - Entrou em operação a primeira usina hidrelétrica do país, instalada na cidade de Diamantina, Minas Gerais. D. Pedro II inaugura, na cidade de Campos, o primeiro serviço público municipal de iluminação elétrica do Brasil e da América do Sul.
  • 1888 - Heinrich Hertz comprova a existência das ondas eletromagnéticas, confirmando a teoria de Maxwell.
  • 1890 (aproximadamente) - Ocorre uma disputa entre Nikola Tesla e Edison na implementação dos sistemas de distribuição elétrica, a chamada Guerra das Correntes. Finalmente vence Tesla, com a corrente alternada, essencialmente pelas características dos transformadores em elevar a tensão, diminuindo as perdas na transmissão de energia.
  • 1892 - Tesla realiza a primeira transmissão de rádio; porém, esta invenção é creditada, embora sob controvérsias, a Guglielmo Marconi em 1904.

Século XX[editar | editar código-fonte]

  • Ocorre um grande desenvolvimento no campo da eletrônica, basicamente com o desenvolvimento da válvula, seguida pelos transistores e circuitos integrados.
  • Inicia-se desta forma a diferenciação entre engenharia elétrica de potência e eletrônica, que por sua vez desenvolve os estudos de telecomunicações e a ciência da computação.
  • A descoberta de materiais supercondutores causa grande impacto no estudo da eletricidade, cujas inovações são gradualmente implementadas.

Referências

  1. a b RONAN, Colin A.. História Ilustrada da Ciência: Universidade de Cambridge. 1 ed. São Paulo: Círculo do Livro, 1987. 4 vol. vol. III - Da Renascença à Revolução Científica.

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

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