Diodo - 1905
A origem dos aparelhos eletrônicos remonta às pesquisas de Thomas Alva Edison, que em 1883 descobriu o que chamamos hoje de "Efeito Edison", ou efeito termiônico. Ele demonstrou a formação de uma corrente elétrica fraca no vácuo parcial entre um filamento aquecido e uma placa metálica. A corrente era unidirecional e cessava se a polaridade do potencial entre o filamento e a chapa fosse invertida. Ficou comprovado que os transmissores da eletricidade estavam eletrizados. Mais tarde, estes transmissores receberam o nome de elétrons.
Em 1897, J.A. Fleming, físico inglês, faz a primeira aplicação prática do "Efeito Edison". É considerado um dos pioneiros da radiotelegrafia. Usa a propriedade unidirecional da corrente movida a elétrons para criar um detetor de sinais telegráficos. A válvula de Fleming é a origem do tubo díodo (1904). Esse aparelho foi a origem de todas as válvulas utilizadas em telecomunicações. Criou também um ondímetro, um amperímetro térmico para correntes de alta freqüência e um manipulador de indução variável . Deve-se a ele a regra, hoje clássica, dos "três dedos", que dá o sentido das forças eletromagnéticas. Essa regra é usada para a determinação do campo magnético, a partir do produto vetorial da carga e do campo elétrico.
Termiônica
O primeiro passo em direção à válvula termiônica surgiu em 1873 quando Guthrie observou que uma esfera metálica aquecida, quando colocada próximo de eletroscópio carregado, descarregava-o . Em 1880, Elster e Geitel encerraram um filamento de lâmpada e uma placa de metal num vácuo e verificaram que uma pequena corrente fluía do filamento para a placa através do vácuo. Nos primórdios de 1880, tanto Edison quanto o Professor J. A. Fleming ( que naquela época fazia um trabalho de pesquisa para Edison) estavam investigando o prematuro escurecimento dos envoltórios de vidro das lâmpadas de Edison. Numa versão experimental, uma placa metálica com uma ligação externa tinha sido inserida na lâmpada; Edison e Fleming notaram, ambos, que, quando a placa recebia um potencial positivo com relação ao filamento, uma corrente contínua fluía ( direta ) através do vácuo e no circulo externo; quando a polaridade era invertida, não passava nenhuma corrente. Nenhum dos dois homens investigou o fenômeno na época, embora ele fosse registrado e passado à História como efeito Edison. O díodo que eles inconscientemente haviam fabricado permaneceu não reconhecido como tal durante um outro período de 20 anos.
O diodo é construído num invólucro de vidro "fechado a vácuo", tal como a lâmpada elétrica de filamento inventada por Edison, e contém dois eletrodos.
Um dos eletrodos denomina-se cátodo e é aquecido de tal modo que liberta eletrões. O outro eletrodo denominado ânodo, ou placa, capta os eletrões emitidos pelo cátodo e envia-os de novo para o cátodo através de um circuito externo.
No entanto, esta passagem de corrente elétrica só se verifica se o sinal da carga no ânodo for positivo pois a carga dos elétrons é negativa. Caso a carga do ânodo seja negativa não existe passagem de corrente elétrica.
Embora o diodo tenha sido construído inicialmente para detectar ondas hertzianas de alta freqüência, foi também utilizado como retificador de corrente, isto é para transformar corrente elétrica alterna em corrente elétrica contínua pois só deixa passar a corrente elétrica num único sentido.
No diodo é possível consubstanciar um sistema binário 0 e 1 através da detecção da passagem ou não de corrente elétrica. Por este fato foi o primeiro dispositivo eletrônico utilizado na construção dos computadores. Com vários diodos foi possível construir a memória binária. Dispondo de modo adequado diodos em circuitos elétricos construiram-se adicionadores/subtraidores e outros dispositivos.
Triodo - 1907
Em 1907, o inventor americano Lee De
Forest,nascido em Council Bluffs, Iowa, Lee
Deforest fez a maior contribuição ao rádio e eletrônica com a invenção da
válvula Triodo.
Embora ele tenha inundado seu escritório com
patentes e idéias, só umas poucas entre mais de 300 patentes se provaram
importantes.
Nos inicio do rádio ele instalou muitos
transmissores de radiofrequência sem fios, tornando-se um do mais famosos entre
as companhias existentes. Porém faltou compreenção empresarial, e ele foi
enganado por vários sócios.
Concentrou seus esforços nas exibições de
imagens em movimento nos anos 1920, reclamando que o campo do rádio e seus
subprodutos estava se tornando muito concorrido. Anos depois, é encontrado
processando outros inventores - notadamente Howard Armstrong - por suposta
infração às suas patentes. adicionou um terceiro eletrodo ao
diodo e construiu o triodo que foi utilizado como amplificador de
sinais.
Diodos, triodos e tetrodos forma denominados, na linguagem corrente, válvulas ou lâmpadas de vácuo - vacuum tube -.
Descargas em gases
De 1850 em diante, o desempenho da eletricidade em alta voltagem através dos
gases foi um assunto de considerável pesquisa, seguindo-se à descoberta de
Plucker de que, quando tal voltagem era conectada entre dois eletrodos
separados em um cilindro de vidro quase evacuado, podia ser visto um brilho ou
luminescência cor de púrpura ( arroxeado ) sobre as paredes do tubo. Hittorf,
Goldstein e Sir Crookes investigaram posteriormente - o último usou o conhecido
tubo de Crookes com seu eletrodo Cruz de Malta – e estabeleceram que o
brilho foi produzido pelo impacto de raios invisíveis sobre o vidro, e que
esses raios progrediam do eletrodo negativo para o positivo. Tais raios foram
denominados raios catódicos, e Crookes acreditava que eles constituíam
partículas de cargas elétricas negativas; isso foi confirmado por Hallwachs e
por Sir J. J. Thomson ( em 1897 ). As
partículas foram denominadas elétrons.
A pesquisa então dividiu-se. Tesla e outros concentraram-se nas
experiências com gases para obter um brilho global máximo com propósitos de
iluminação ( a moderna lâmpada fluorescente é uma conseqüência ), enquanto que
outros pesquisadores estudaram os próprios raios, achando que eles podiam
produzir fluorescência em certos materiais. Em 1897, Braun desenvolveu um tubo
de raios catódicos muito aprimorado em que uma tela de mica revestida com
fósforo foi montada sobre a parede terminal; em 1902, ele acrescentou bobinas
de deflexão ( Fleming havia mostrado que o feixe podia ser movimentado,
variando-se a corrente através das bobinas ) e assim produziu o precursor do
moderno osciloscópio. Para isso, Wehnelt contribuiu com dois notáveis
aprimoramentos, isto é, uma grade de controle cilíndrica e um filamento
revestido a óxido para fornecer uma copiosa fonte de elétrons. Procedendo
assim, o tubo de raios catódicos foi convertido em dispositivo termiônico – o
primeiro que teve uma aplicação prática.
Raios X
Um ramo do trabalho com raios catódicos foi a descoberta dos raios X
pelo Professor Rontgen em 1895. Essas ondas
eletromagnéticas tem um comprimento de onda muito menor do que a luz visível.
Os raios X são gerados quando se focaliza elétrons de alta velocidade emitidos
de um cátodo sobre um alvo ( ânodo ), que é comumente de volfrâmio ou rênio.
O efeito de penetração dos raios X e sua capacidade de ativar uma
emulsão fotográfica foram usados em diagnoses médicas desde o princípio.
Gradativamente, entretanto, foram feitos aperfeiçoamentos, particularmente nas
técnicas de alto vácuo, e em 1931 veio a grande descoberta de que o tríodo
podia ser usado para oscilar. H. J. Round, da Companhia Marconi, demonstrou
nesse ano paradiotelefonia com válvulas, mas A.Meissner, da Alemanha, fio o
primeiro a patentear o oscilador a válvula, um pouco antes de vários outros
pesquisadores.
A I Guerra Mundial acelerou tremendamente o desenvolvimento da válvula; em 1919,o
equipamento de radiogoniometria e os transmissores de radiotelefonia de
potência relativamente baixa foram consideravelmente usados pelas Forças
Armadas, enquanto que para recepção o detetor a cristal (de início usado por
Dunwoodie, em 1906) foi usado comumente em conjunto com um ou dois estágios de
amplificação a válvula, ou inteiramente substituído pelo detetor a tríodo.
Potências de transmissão mais altas foram sendo obtidas pela ligação de válvulas
em paralelo, e, em 1915, um transmissor com 300 válvulas, em Arlington, nos
EUA, conseguiu transpor o Atlântico pela radiotolefonia. O progresso foi tal
que, em 1919, um transmissor da Inglaterra fez o mesmo usando apenas três
válvulas principais.
Embora não haja sido percebido na época, o fim da guerra constituiu
uma reviravolta na história da Eletrônica. Até então, as únicas aplicações dos
dispositivos eletrônicos haviam sido virtualmente em radiocomunicações, mas
naquela ocasião estava prestes a começar uma era de diversificação.
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