Eletricidade Básica

quarta-feira, 25 de janeiro de 2023

AI 07 - Máquina Eletrostática de Von Guericke - Prof. Sinésio Gomes

Otto von Guericke projetou e construiu a primeira máquina eletrostática, constituída essencialmente de um globo de enxofre que podia ser girado e friccionado com a mão, de onde saltavam centelhas, o que o levou a teorizar a natureza elétrica dos meteoros luminosos, em especial dos relâmpagos.

terça-feira, 24 de janeiro de 2023

AI 06 - Versório de Gilbert - Prof. Sinésio Gomes

O principal trabalho de Gilbert foi De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure (Sobre os ímãs, os corpos magnéticos e o grande imã terrestre) publicado em 1600. Em seu trabalho descreve diversas de suas experiências com seu modelo de terra chamado terrella. Das experiências, ele conclui que a Terra era magnética e esse era o motivo pelo qual as bússolas apontam para o norte (anteriormente, era se dito que isto se devia a estrela polar ou as grandes ilhas magnéticas no pólo norte que atraiam a bússola).

Em seu livro, ele também estudou eletricidade estática usando âmbar; em grego, âmbar é chamado elektron, então, Gilbert decidiu chamar isso de eletricidade. Ele foi o primeiro a usar os termos de força elétrica, atração elétrica, e pólo magnético. Ele também foi o primeiro intérprete na Inglaterra da mecânica celestial copérnica, e postulou que estrelas fixas não estão todas a mesma distância da Terra.

A unidade de força magnetomotriz, também conhecida como potencial magnético, é nomeado de gilbert em sua homenagem.

segunda-feira, 23 de janeiro de 2023

AI 05 - Perpendículo de Fracastoro - Prof. Sinésio Gomes

Na eletricidade primitiva, cientistas medievais e renascentistas (como Girolamo Fracastoro) utilizavam o pêndulo (perpendículo) para estudar forças de atração elétrica e magnética

Por volta de 1500, fez diversas experiências com muitos materiais, percebendo que um pedaço de âmbar atritado pode atrair outro pedaço âmbar e até mesmo um metal, como a prata. Percebeu que o diamante atritado, tal como o âmbar, é capaz de atrair pequenos objetos. Fracastoro criou o Perpendículo como aparato experimental.

Educou-se na Universidade de Pádua onde aos 19 anos foi nomeado professor e, em 1502, graduou-se como "conselheiro em anatomia". Passou a ensinar lógica na Universidade, onde permaneceu até 1505.

domingo, 22 de janeiro de 2023

IA 04 - Magnetismo por Pierre Pelerin de Maricourt - Prof. Sinésio Gomes

Em 1269, o estudioso francês Pierre Pelerin de Maricourt escreveu a carta Epistola de Magnete, considerada o primeiro tratado científico detalhado sobre magnetismo no Ocidente. Suas principais constatações foram:

Identificação dos polos: Foi o primeiro a usar formalmente os termos polo norte e polo sul para ímãs, mapeando linhas de força usando uma agulha em uma pedra-ímã esférica.
Atração e repulsão: Demonstrou experimentalmente que polos iguais se repelem e polos opostos se atraem.
Inseparabilidade dos polos: Constatou que ao quebrar um ímã ao meio, as partes não se tornam polos isolados, mas sim dois novos ímãs completos com norte e sul próprios.
Bússola a seco com limbo graduado: Descreveu um modelo aprimorado de bússola em que a agulha repousava sobre um pivô central seco, acompanhada de uma escala circular dividida em 360 graus.

Esse conjunto de experimentos serviu de base para que William Gilbert, séculos depois (em 1600), publicasse a obra De Magnete e formulasse a hipótese de que a própria Terra funciona como um ímã gigante.

sábado, 21 de janeiro de 2023

IA 03 - Indicador do polo sul pelos chineses - Prof. Sinésio Gomes

O primeiro uso na prática do magnetismo foi feito pelos chineses há aproximadamente 2.000 anos. A bússola, que se baseia na relação do campo magnético de um imã (a agulha da bússola) com o campo magnético terrestre.

Por volta do século I a.C. (dinastia Han), os chineses desenvolveram o Sinan ("indicador do sul"). O instrumento consistia em uma colher esculpida em magnetita (um ímã natural) equilibrada sobre uma placa de bronze lisa. Quando girada, o cabo da colher sempre parava apontando para o polo sul magnético. Inicialmente, o dispositivo era usado para geomancia, harmonia espacial (Feng Shui) e adivinhação, passando a ser aplicado na navegação marítima por volta dos séculos XI e XII com agulhas de ferro magnetizadas flutuando na água.

O Sinan de magnetita era pesado e inadequado para ambientes instáveis, como o convés de uma embarcação. A transição técnica que permitiu a navegação marítima na Dinastia Song ocorreu em três saltos:

Magnetização induzida: Em vez de depender de magnetita bruta (rara e frágil), os chineses descobriram que aquecer ferro e resfriá-lo alinhado ao campo magnético terrestre (ou esfregá-lo contra magnetita) criava ímãs artificiais muito mais leves.
Bússola úmida (século XI): Pequenas agulhas ou figuras de peixe em ferro magnetizado eram colocadas sobre uma gota de água ou flutuando em palha dentro de uma bacia, eliminando o atrito sem travar com o balanço do navio.
Bússola seca (século XII): A agulha passou a ser montada em um pivô pontiagudo equilibrado, modelo que mais tarde chegou ao Ocidente pela Rota da Seda e revolucionou as Grandes Navegações.

sexta-feira, 20 de janeiro de 2023

AI 02 - Experiências com eletrostática e magnetismo por Tales de Mileto - Prof. Sinésio Gomes

Tales realizou os primeiros estudos na área do magnetismo, no século VI a.C. em uma cidade chamada Magnésia. Ele observou a capacidade de algumas pedrinhas, que hoje são chamadas de magnetita, de atraírem umas às outras e também ao ferro.

Tales foi o primeiro a tentar explicar o fenômeno afirmando que a magnetita - o minério magnético presente no solo - seria possuidor de uma espécie de "alma", e que este podia comunicar "vida" ao ferro inerte, que por sua vez também adquiria o poder de atração.

quinta-feira, 19 de janeiro de 2023

AI 01 - Descoberta da Magnetita por Magnus - Prof. Sinésio Gomes

A narrativa contada por Plínio, em sua obra História Natural (século I d.C.) é uma das lendas mais famosas da Antiguidade para explicar a descoberta do magnetismo, esta é explicação histórica mais aceita pelos linguistas modernos aponta que o nome magnetita e a palavra ímã derivam da região de Magnésia (na Tessália ou na Ásia Menor), local abundante nesse tipo de minério de óxido de ferro Fe3O4.

segunda-feira, 28 de fevereiro de 2005

História do para-raios "Franklin"

"Para o nosso jantar, teremos um peru, morto por um choque elétrico e assado num espeto movido a eletricidade, sobre um fogo ateado por centelha elétrica. E beberemos à saúde de todos os eletricistas da Inglaterra, Holanda, França e Alemanha, em copos eletrizados, sob uma salva de tiros disparados pela bateria de carga elétrica."

Nenhum dos amigos de Benjamin Franklin, ao receber o curioso convite para um "piquenique elétrico", duvidou de que as proezas ali prometidas se concretizariam. Nem eles, nem o restante da tradicionalmente incrédula população de Filadélfia: os habitantes da cidade já estavam habituados com as incríveis experiências desse homem que, em 1752, provara ser capaz de "domar o raio".

Enquanto cientistas de todo o mundo discutiam, em acirradas polêmicas, se os raios seriam ou não um fenômeno elétrico, Franklin saíra em meio a uma tempestade e conseguira atrair um raio à chave presa ao papagaio que empinava. Muitos já suspeitavam de que o raio fosse, efetivamente, um fenômeno elétrico; mas Franklin. captando cargas presentes em nuvens baixas, o demonstrara experimentalmente. Era o seu sistema de trabalho: provar a teoria na prática..

Benjamin Franklin, quando fez a perigosa experiência utilizando um fio de metal para empinar uma pipa de papel e observou que a carga elétrica dos raios descia pelo dispositivo. Provou também que hastes de metal, quando em contato com a superfície terrestre poderiam servir como condutores elétricos, inventando assim, o para-raios.

Um para-raios é uma haste de metal pontiaguda que é conectada a cabos de cobre ou de alumínio de pequena resistividade que vão até o solo.

As pontas do para-raios servem para atrair os raios, assim que o raio é atraído ele é desviado até o solo pelos cabos e dissipado no solo, sem causar nenhum dano nas residências. Os para-raios não atraem os raios, apenas oferecem um caminho para chegar ao solo com pouca resistividade.

Os para-raios têm de serem colocados em lugares bem altos, pois o raio tende a atingir o ponto mais alto de uma área. Geralmente eles são colocados em topos de edifícios, em topos de antenas de transmissões de televisões, rádios, etc.

A função dos para-raios é proteger a estrutura de construções, como edifícios, casas, etc., contra as descargas elétricas atmosféricas (raios).

segunda-feira, 14 de fevereiro de 2005

História do Telégrafo de Morse

O telégrafo foi um aparelho de comunicação muito importante nos séculos XIX e XX. Ele permitiu que informações fossem transmitidas a longas distâncias de maneira rápida e eficiente, revolucionando a comunicação em todo o mundo.

O telégrafo elétrico usava a energia elétrica para enviar pulsos na corrente elétrica transmitidos via fios de alta tensão, que eram interpretados por meio de um código com pontos e linhas.

Samuel Morse foi o inventor do telégrafo elétrico, criando também o código utilizado para a comunicação através dele, o Código Morse.

O modelo de Morse utilizava um interruptor que fechava o circuito elétrico, gerando pulsos de corrente elétrica de forma codificada.

A mensagem era registrada em um código composto por pontos e linhas, cada um representando uma letra.

A transmissão por meio do telégrafo inventado por Samuel Morse fazia com que uma mensagem codificada fosse registrada em um papel. Portanto, a mensagem era registrada automaticamente em um código de traços e pontos. Esse código recebeu o nome de código Morse, pois também foi inventado por Samuel Morse.

Nesse código, uma combinação de pontos e linhas representava letras, e o telégrafo registrava todas as combinações, sendo função do operador decodificar a mensagem. A primeira demonstração do telégrafo inventado por Samuel Morse foi feita por ele em 1837, em New Jersey. O sucesso da demonstração fez com que Morse patenteasse sua invenção.

No final de 1842, Samuel Morse recebeu autorização do Congresso norte-americano para construir a primeira linha de telégrafo dos Estados Unidos. Essa linha ligaria Washington, capital do país, a Baltimore e tinha 40 milhas (cerca de 64 km) de extensão. Em 1844, o próprio Morse enviou o primeiro telegrama oficial, sendo que sua mensagem foi a seguinte: “What hath God wrought!” (“Que obra Deus fez!”).

No Brasil, o telégrafo chegou durante o reinado de D. Pedro II, na década de 1850. A primeira linha de telégrafo foi instalada no Rio de Janeiro, ligando a Quinta da Boa Vista ao Campo de Santana, com 4300 metros de extensão.

O objetivo era facilitar a transmissão de informações no combate ao tráfico de escravizados, que havia sido proibido a partir da Lei Eusébio de Queiroz, em 1850.

Apesar de sua importância, o telégrafo ficou ultrapassado com a popularização do telefone durante o século XX.

Mesmo assim, sua invenção e desenvolvimento foram fundamentais para a criação de outras tecnologias de comunicação que utilizamos atualmente.

sábado, 12 de fevereiro de 2005

História da bússola chinesa de Shen Kuo

Os registros históricos encontrados entre os séculos X e XII indicam que a criação da primeira bússola aconteceu na China, ao final do século I d.C. Ela recebeu o nome de "Si Nan" e era composta por um instrumento central no formato de colher, cuja extremidade não abaulada apontava para o polo sul geográfico do planeta.

Figura 01 - Bússola chinesa, cuja
extremidade aponta para o sul.

Esse objeto era feito de magnetita, um minério conhecido pelas suas propriedades magnéticas naturais. A base sobre a qual ela se apoiava tinha formato quadrangular e representava o planeta Terra, enquanto o círculo central representava o céu. Posteriormente, os chineses substituíram a colher por hastes.

Shen Kuo, geólogo, matemático, cartógrafo, engenheiro hidráulico e escritor, do governo da Dinastia Song (960-1279), na China, foi o primeiro a descrever a bússola magnética no livro Mengxi Bitan, ele comprovou que o ponteiro do imã de uma búsola magnética que apontava para sul do polo geográfico chinês apresentava um desvio para leste. Este é o registro mais antigo da história humana sobre a descoberta da declinação magnética.

Algum tempo mais tarde, os chineses começaram a utilizar esse instrumento para a navegação. Concomitantemente, o mesmo aconteceu com os árabes, que construíram a bússola com uma base de água. A complementação da bússola com o acréscimo da rosa dos ventos em sua base foi feita pelo navegador italiano Flavio Gioia, no ano de 1302, difundindo o seu uso nas viagens de longa distância.

Em meados do século XVI, o cartógrafo português d. João de Castro percebeu a interferência externa de objetos metálicos no comportamento da agulha, levantando assim à necessidade de se isolar essa estrutura com a utilização de um envolto protetor.

As bússolas dividem espaço atualmente com aplicativos de localização e outros instrumentos modernos de navegação, como o GPS. Elas, no entanto, não perderam a sua importância e continuam a representar uma das principais ferramentas já inventadas de orientação no espaço geográfico.