Eletricidade Básica

domingo, 27 de junho de 2004

Ernst Werner von Siemens (1816 - 1892)

Ernst Werner von Siemens (Lenthe, 13 de dezembro de 1816 — Berlim, 6 de dezembro de 1892) foi um inventor e industrial alemão responsável por diversas invenções, tais como o telégrafo de ponteiro, o elevador elétrico, o fotômetro de selênio, o gerador elétrico e o dínamo elétrico de corrente alternada.

Seus primeiros experimentos o levaram, em 1842, à sua primeira invenção: um processo de galvanoplastia . Sua nomeação por volta de 1841 para as oficinas de artilharia em Berlim lhe deu a oportunidade de realizar pesquisas, que por sua vez definiram a direção de seu trabalho ao longo da vida.

Quando a Siemens viu um modelo inicial de um telégrafo, inventado por Sir Charles Wheatstone em 1837, foi algo que ele percebeu imediatamente, possibilitando sua utilização para comunicação internacional e desenvolvendo melhorias para o sistema. Especialista em telégrafo elétrico, ele instalou uma linha subterrânea para o exército prussiano em 1847 e, ao mesmo tempo, convenceu um jovem mecânico chamado Johann Georg Halske para iniciar uma fábrica de telégrafos com ele em Berlim. Em 1848, durante as hostilidades com a Dinamarca em Kiel, Siemens instalou uma linha telegráfica governamental de Berlim até a Assembleia Nacional de Frankfurt e supervisionou a instalação de linhas para outras partes da Alemanha. Em 1849, ele renunciou ao seu cargo para se tornar um fabricante de telégrafos.

A empresa de Telegraphenbauanstalt Siemens & Halske prosperou rapidamente, realizando grandes projetos telegráficos e expandindo-se para outros campos da eletricidade à medida que novas aplicações eram desenvolvidas. Werner e seu irmão Carl (1829–1906) estabeleceram fábricas subsidiárias em Londres, São Petersburgo, Viena e Paris. Os esforços contínuos de pesquisa de Werner e suas invenções em engenharia elétrica resultaram em muitos novos produtos. Seu uso em 1847 de guta-percha , usada para isolar cabos telegráficos contra a umidade, foi posteriormente amplamente aplicada em cabos de iluminação elétrica e também possibilitou os primeiros cabos telegráficos subterrâneos e submarinos. Sob a direção de Werner, a empresa Siemens & Halske instalou cabos através do Mediterrâneo e da Europa para a Índia. Em 1866, ele inventou o Gerador autoexcitado , um dínamo que podia ser posto em movimento pelo magnetismo residual de seu poderoso eletroímã, que substituiu o ineficiente ímã de aço.

Em 1888, Siemens foi elevado à categoria de nobreza (com a adição de "von" ao seu nome). As " Lebenserinnerungen" de Siemens (1892; Recordações Pessoais, também traduzido como "Inventor e Empreendedor: Recordações ") fornecem detalhes interessantes sobre seus relacionamentos familiares e empreendimentos industriais.

domingo, 13 de junho de 2004

Lenz, Heinrich Friedrich Emil (1804 – 1865)

Heinrich Friedrich Emil Lenz, físico russo, pesquisou sobre a condutividade de vários materiais sujeitos a correntes elétricas, o efeito da temperatura sobre a aquela e recebeu crédito pela descoberta da reversibilidade das máquinas elétricas.

Heinrich Lenz nasceu em 12 de fevereiro de 1804, em Dorpat, no Império Russo, que é agora Tartu, Estónia. Estudou teologia na Universidade de Tartu em 1820, onde permaneceu por 3 anos, mas mudou para a Física. Após isso, começou a trabalhar em geofísica, fazendo uma viagem ao redor do mundo, na qual estudou aspectos como o nível de sal, temperatura e pressão dos mares e oceanos .

Em 1833, Lenz teve uma lei nomeada em sua honra, a Lei de Lenz, a qual estabelece que ao impulsionar um polo de uma barra de ímã permanente através de uma bobina de fio metálico, por exemplo, uma corrente elétrica é induzida na bobina que, por sua vez, configura um campo magnético ao redor da bobina, tornando-a um ímã.

A Lei de Lenz afirma que quando o polo norte do ímã da barra se aproxima da bobina, a corrente induzida flui de tal maneira que o lado da bobina mais próximo do polo da barra magnética se torna polo norte para se opor ao ímã da barra que se aproxima. Ao retirar a barra magnética da bobina, a corrente induzida se inverte, e o lado próximo da bobina se torna um polo sul para produzir uma força de atração no ímã da barra recuada.

Lenz se especializou em magnetismo e tornou-se professor de Física na Academia de Ciências de São Petersburgo, em 1836.

Segundo a Literatura, Lenz também formulou o efeito Joule em 1842, o qual expressa a relação entre o calor gerado pela corrente elétrica que percorre um condutor em determinado tempo, de forma independente das experiências e conclusões alcançadas a esse respeito por James Prescott Joule, cientista britânico homenageado pela descoberta do efeito.

Lenz morreu aos 60 anos de idade, no dia 10 de fevereiro de 1865, em Roma; sua morte foi devido a um acidente vascular cerebral.

domingo, 6 de junho de 2004

Henry, Joseph (1797 – 1878)

Joseph Henry (Albany, 17 de dezembro de 1797 — Washington, D.C., 13 de maio de 1878) foi um cientista estadunidense.

Em 1830, enquanto construía eletroímas, descobriu o fenômeno eletromagnético chamado indução eletromagnética ou auto-indutância e a indutância mútua. O seu trabalho foi desenvolvido independentemente de Michael Faraday, mas é a este último que se atribuí a honra da descoberta por ter publicado primeiro as suas conclusões. A Henry também é creditada a invenção do motor elétrico, embora mais uma vez não tenha sido o primeiro a registrar a patente. Seus estudos acerca do relê eletromagético foram a base do telégrafo elétrico, inventado por Morse e Wheatstone. Mais tarde provou que as correntes podem ser induzidas à distância, magnetizando uma agulha com a ajuda de um relâmpago a 13 quilómetros de distância.

Em 1832, Henry tornou-se professor de física no College of New Jersey, mais tarde conhecido como Universidade de Princeton. Foi professor na Academia de Albany (EUA) e o primeiro diretor do Instituto Smithsoniano, de 1846 até à sua morte, 32 anos depois. À frente deste instituto desempenhou importantíssimo papel no desenvolvimento da ciência norte-americana. Em 1849 foi presidente da Associação Americana para o Avanço da Ciência. Após a sua morte, a unidade de indutância ou resistência indutiva no Sistema Internacional (SI), foi batizada de henry, em reconhecimento do seu trabalho.

sexta-feira, 28 de maio de 2004

Faraday, Michael (1791 -1867)

Michael Faraday (Newington Butts, 22 de setembro de 1791 — Hampton Court, 25 de agosto de 1867) foi um físico e químico inglês, sendo considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos.

Suas contribuições mais importantes e seus trabalhos mais conhecidos foram nos intimamente conectados fenômenos da eletricidade, eletroquímica e do magnetismo, e diversas outras contribuições muito importantes na física e na química.

Faraday foi principalmente um experimentalista, e de fato, ele foi descrito como o "melhor experimentalista na história da ciência". Deve-se a Faraday, a criação e divulgação de vocábulos, como aníon, cátion, íon, etc. Filho de um modesto ferreiro, aos 14 anos Michael Faraday foi trabalhar como aprendiz numa loja de encadernação. Nessa época, sua instrução limitava-se aos rudimentos da aritmética e a algumas noções elementares de linguagem. Familiarizando-se com os livros, Faraday passou a interessar-se pela leitura das obras científicas, particularmente as de química. Sua paixão pela nova ciência levou-o a assistir às conferências do químico Humphry Davy, na Royal Institution o qual, anos depois, convidou-o para ser seu assistente.

sábado, 22 de maio de 2004

Ohm, Georg Simon (1789-1854)

Georg Ohm foi um físico alemão nascido na Baviera que formulou a lei de Ohm . Ele também contribuiu para a acústica , reconhecendo a capacidade do ouvido humano de resolver o som misturado em seus tons componentes (onda sinusoidal). A unidade de resistência elétrica, o ohm , leva o nome dele.

Triângulo da Lei de Ohm

Ohm nasceu em Erlangen, filho de um mestre mecânico que decidiu que seu filho deveria aprender matemática e física. Mais tarde na vida, seu pai começou a aprender matemática e física nos livros para que ele pudesse ensinar o que havia aprendido para seu filho, dando-lhe aulas quando as aulas acabassem.

Quando tinha 16 anos, Ohm começou a estudar essas matérias na Universidade de Erlangen, mas infelizmente a família estava com tão pouco dinheiro que depois de dois anos ele foi forçado a sair e trabalhar como professor na Suíça. Posteriormente, conseguiu concluir o curso e se formar, mas mais uma vez a falta de dinheiro o obrigou a deixar o trabalho de pesquisa na universidade. Então, mais uma vez, Ohm se tornou um professor. Depois de quatro anos ensinando em Bamberg, ele passou 10 anos ensinando no Gymnasium em Colônia. Foi aqui que ele fez seu importante trabalho de pesquisa.

Os experimentos de Ohm em eletricidade

Quando Ohm começou sua pesquisa, a eletricidade era descrita em termos confusos de quantidade e tensão. Não havia uma maneira precisa de expressar o comportamento de uma corrente elétrica . Ohm resolveu fazer algo a respeito. Fourier já vinha trabalhando na condução de calor e chegou à conclusão de que havia uma queda contínua de temperatura ao longo de um material condutor e a quantidade de calor que fluía dependia da rapidez com que a temperatura caía. Ohm se perguntou se a eletricidade se comportava da mesma maneira quando a diferença de potencial foi substituída pela queda de temperatura e a eletricidade pelo calor.

Primeiro, ele usou uma célula voltaica como fonte de eletricidade e completou o circuito com um longo fio de conexão. Ao conectar um capacitor em locais diferentes e estudar quanto ele carregava (isso seria proporcional ao potencial no local), ele foi capaz de mostrar que havia uma queda constante de potencial ao longo do fio.

Em experimentos posteriores, um par termoelétrico forneceu uma fonte invariável de força eletromotriz. Ohm usava um circuito de cobre no qual uma tira de bismuto era unida. Uma junção foi cercada por gelo derretido e a outra por água fervente. Ele usou a deflexão de um ímã suspenso para medir o tamanho da corrente e observe como o tamanho da corrente varia quando diferentes resistências são adicionadas ao circuito. Ele foi muito meticuloso em todas as suas leituras e apesar dos instrumentos primitivos que estava usando, seus resultados foram surpreendentemente bons, bons o suficiente para provar de forma conclusiva que "A corrente é igual à tensão motriz ou força eletromotriz dividida pela resistência."

Lei de Ohm

A lei de Ohm afirma que, em um circuito elétrico , a corrente que passa pela maioria dos materiais é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada entre eles. Em termos matemáticos, isso é escrito como: i = V / R ; onde i é a corrente, V (ou E na Fig. 2) é a diferença de potencial e R é uma constante de proporcionalidade conhecida como resistência .

A lei de Ohm é válida para a maioria dos materiais e objetos, incluindo soluções, desde que a passagem da corrente não aqueça o condutor, mas os tubos de elétrons e dispositivos semicondutores apresentam um comportamento muito mais complicado. Ohm formulou a lei em 1827.

quinta-feira, 20 de maio de 2004

Siméon Denis Poisson (1781 -1840)

Siméon Denis Poisson (Pithiviers, 21 de Junho de 1781 — Paris, 25 de Abril de 1840) foi um matemático e físico francês.

Em 1798 entrou na École Polytechnique em Paris, como primeiro colocado de sua turma, atraindo imediatamente a atenção dos professores da escola, deixando-o livre para escolher o que estudar. Em 1800, menos de dois anos depois de seu ingresso, publicou duas memórias, uma sobre o método da eliminação de Étienne Bézout, e a outra sobre o número de integrais de uma equação em diferenças finitas. Esta última foi examinada por Sylvestre François Lacroix e Adrien-Marie Legendre, que recomendaram sua publicação no Recueil des savants étrangers, uma honra sem precedentes para um jovem de dezoito anos.

Poisson desenvolveu o expoente de Poisson, usado na transformação adiabática de um gás. Este expoente é a razão entre a capacidade térmica molar de um gás a pressão constante e a capacidade térmica molar de um gás a volume constante. A lei de transformação adiabática de um gás diz que o produto entre a pressão de um gás e o seu volume elevado ao expoente de Poisson é constante.

Contribuiu também para as teorias da eletricidade e do magnetismo e estudou o movimento da lua. Desenvolveu pesquisas sobre mecânica, eletricidade (a constante de Poison), elasticidade (razão de Poison), calor, som e estudos matemáticos (integral de Poison na teoria do potencial e o colchete de Poison nas equações diferenciais) com aplicação na medicina e na astronomia. Produziu ainda escritos sobre movimentos de ondas em geral e coeficientes de contração e a relação entre estes e a extensão.

Em 1812, publicou trabalhos que ajudaram a eletricidade e o magnetismo a tornarem-se um ramo da física matemática.

Johann Carl Friedrich Gauss (1777 - 1855)

Johann Carl Friedrich Gauss (Braunschweig, 30 de Abril de 1777 — Göttingen, 23 de Fevereiro de 1855), foi um matemático, astrônomo e físico alemão que contribuiu muito em diversas áreas da ciência, dentre elas a teoria dos números, estatística, análise matemática, geometria diferencial, geodésia, geofísica, eletroestática, astronomia e óptica.

Na física, a lei de Gauss é a lei que estabelece a relação entre o fluxo elétrico que passa através de uma superfície fechada e a quantidade de carga elétrica que existe dentro do volume limitado por esta superfície. A lei de Gauss é uma das quatro equações de Maxwell e foi elaborada por Carl Friedrich Gauss no século XIX.

Filho de pais humildes, seu pai, Gerhard Diederich, era jardineiro e pedreiro, sua mãe Dorothea Benze era analfabeta, não tendo registrado a data de nascimento de Gauss.

Aos sete anos entrou para a escola. Segundo uma história famosa, seu diretor, Butner, pediu que os alunos somassem os números inteiros de um a cem, mal havia enunciado o problema e o jovem Gauss colocou sua lousa sobre a mesa, dizendo: Sua resposta, 5050, foi encontrada através do raciocínio que demonstra a fórmula da soma de uma progressão aritmética. Butner reconheceu a genialidade do menino de dez anos, passou a incentivá-lo nos seus estudos, junto com seu jovem assistente, Johann Martin Bartels (1769-1856), apaixonado pela matemática. Entre Bartels, com dezessete anos, e o aluno de dez nasceu uma boa amizade que durou toda a vida.

sábado, 15 de maio de 2004

Ampère, André-Marie (1775 - 1836)

André-Marie Ampère (Lyon, 20 de janeiro de 1775 — Marselha, 10 de junho de 1836) foi um físico, filósofo, cientista e matemático francês que fez importantes contribuições para o estudo do eletromagnetismo.

Foi professor de análise na École Polytechnique de Paris e no Collège de France. Em 1814 foi eleito membro da Académie des Sciences. Ocupou-se com vários ramos do conhecimento humano, deixando obras de importância, principalmente no domínio da física e da matemática.

Partindo das experiências feitas pelo dinamarquês Hans Christian Oersted sobre o efeito magnético da corrente elétrica, soube estruturar e criar a teoria que possibilitou a construção de um grande número de aparelhos eletromagnéticos. Além disso descobriu as leis que regem as atrações e repulsões das correntes elétricas entre si. Idealizou o galvanômetro, inventou o primeiro telégrafo elétrico e, em colaboração com Arago, o electroímana.

Entre suas obras, deixou por terminar Ensaio sobre a filosofia das Ciências, na qual iniciou a classificação do conhecimento do homem. Publicou Recueil d'Observations électro-dynamiques; La théorie des phénomènes électro-dynamiques; Précis de la théorie des phénomènes électro-dynamiques; Considérations sur la théorie mathématique du jeu; Essai sur la philosophie des sciences.

Em sua homenagem, foi dado o nome de ampère (símbolo: A) à unidade de medida da intensidade de corrente elétrica.

quinta-feira, 13 de maio de 2004

Jean-Baptiste Biot (1774 - 1862)

Jean-Baptiste Biot (Paris, 21 de abril de 1774 — Paris, 3 de fevereiro de 1862) foi um físico, astrônomo e matemático francês.

No início da década de 1800, estudou a polarização da luz passando através de soluções químicas, bem como as relações entre a corrente elétrica e o magnetismo. A lei de Biot-Savart, que descreve o campo magnético gerado por uma corrente estacionário, leva esse nome devido à sua colaboração com Félix Savart.

Biot graduou-se em engenharia na École Polytechnique de Paris. Em 1797 foi professor de matemática na École Centrale em Beauvais e, em 1800, professor de física no Collège de France em Paris, assim como em 1809 trabalhou como professor de astronomia. Foi um dos primeiros membros da Société d'Arcueil e também membro das três academias de ciências de Paris. Em 20 de agosto de 1804 colaborou com Gay-Lussac em viagem de balão, alcançando mediante esta expedição um recorde de ascensão, atingindo uma altura de 7.400 metros.

Biot foi o primeiro a descobrir a única propriedade óptica da mica, e portanto, a biotita, um mineral baseados de mica, recebe esse nome em homenagem a ele.

segunda-feira, 10 de maio de 2004

Thomas Seebeck (1770-1831)

Thomas Johann Seebeck (nascido a 9 de Abril de 1770 e falecido a 10 de Dezembro de 1831) foi o físico responsável pela descoberta em 1821 do efeito termoelétrico. Seebeck nasceu de uma família germano-báltica de comerciantes em Reval (atualmente Tallin capital da Estónia).

Formou-se em medicina em 1802 na universidade de Göttingen, tendo optado por dedicar-se à física. Em 1821, descobriu o efeito termoelétrico que refere que, uma junção de metais distintos produz uma tensão elétrica cujo valor depende dos materiais que a compõem e da temperatura a que se encontra. Este efeito é conhecido como efeito de Seebeck e é neste princípio que se baseia o funcionamento do termopar.