rel�mpago: luz intensa e r�pida  produzida pela descarga  el�trica entre duas nuvens.

raio: descarga el�trica entre uma nuvem e o solo, com rel�mpago e trov�o.

Introdu��o ao Eletromagnetismo

Hoje em dia n�o � mist�rio para ningu�m que os efeitos el�tricos e magn�ticos est�o diretamente relacionados entre si, por�m nem sempre foi assim. 

O magnetismo era conhecido desde as civiliza��es antigas. Tales de Mileto, na Gr�cia j� conhecia os efeitos de atra��o e repuls�o de uma pedra de um tipo de �xido de ferro. Esta pedra conhecida atualmente por im�, recebeu o nome na �poca, de magnetita, porque existia um pastor grego chamado Magnes que percebeu que as pedras grudavam em seu cajado de ferro. Tamb�m existem registros de que a civiliza��o chinesa j� utilizava a b�ssola desde o s�culo III A.C., e que os chineses j� sabiam magnetizar o a�o atrav�s de im�s naturais, mas n�o existia teoria que explicasse o fen�meno. Na Gr�cia Antiga era conhecido o fato de que ao se atritar um peda�o de �mbar com o p�lo de algum animal esse adquiria a propriedade de atrair pequenas part�culas de p� ou pequenos peda�os de plumas. 

Na idade m�dia, Petrus Peregrinus, tamb�m conhecido como Pierre de Maricourt, produziu uma obra intitulada Ep�stola de Magnete, datada de 1269, onde relatava experi�ncias com o magnetismo. Provavelmente tenha sido o primeiro trabalho, de que temos not�cias, que buscava explicar os fen�menos el�tricos e magn�ticos. Trata-se de um monumento da pesquisa experimental da Idade M�dia. Sobre Petrus por�m, sabe-se muito pouco, acredita-se que tenha sido uma esp�cie de engenheiro militar do ex�rcito da Sic�lia, que lutava nas cruzadas que atacavam Lucera, uma cidade do Sul da It�lia. Em seu trabalho, Petrus fala pela primeira vez em p�los magn�ticos  e mostra conhecer o fato de que um im� dividido em duas partes conserva os dois p�los, reconhecendo que � imposs�vel separar os p�los de um im�.  Peregrinus n�o fazia, por�m, distin��o entre os diferentes tipos de atra��o: a magn�tica e a el�trica. 

A obra de Petrus permaneceu ignorada at� fins do s�culo XVI, quando William Gilbert (1544-1603), resgatou-a, e iniciou o estudo sistem�tico da eletricidade, conseguindo provar que n�o � apenas o �mbar que adquire essa estranha propriedade. Descobriu tamb�m que ao se friccionar outras subst�ncias, como o vidro por exemplo, este adquiria propriedade semelhante, com algumas caracter�sticas diferentes, e deu nomes diferentes para distinguir os dois efeitos, chamando-os de eletricidade resinosa, para a do �mbar, e eletricidade v�trea para a do vidro. Gilbert foi o primeiro a dar uma explica��o ao fen�meno. Ele dizia que existia um fluido nos materiais, e que esse fluido era retirado ao se atritar com a pele de um animal, e ao se retirar esse fluido restava uma emana��o, a qual causava a for�a que atraia as part�culas de p�. Al�m disso, Detectou que algumas subst�ncias, tais como os metais,  eram imposs�veis de eletrizar. Gilbert era um m�dico famoso em Londres, um dos m�dicos da Rainha Elizabeth. Seu interesse pelos fen�menos el�tricos e magn�ticos pode ser atribu�do ao fato de que, desde que foram descobertos, estes fen�menos sempre despertaram a curiosidade das pessoas em geral, pelo seus efeitos aparentemente m�gicos, e por isso, leva muitas pessoas a acreditar que possam ter efeitos terap�uticos. Publicou em Latim o tratado �De Magnete�, onde discorria sobre as propriedades de atra��o do im� e do �mbar, al�m de sugerir que a Terra era um grande im�. Suas reflex�es sobre o assunto levaram a distin��o entre a eletricidade e o magnetismo. A obra de Gilbert pode ser considerada como a primeira investida na tentativa de se teorizar os fen�menos da eletricidade e do magnetismo. Gilbert  pode ser considerado um dos precursores do atual m�todo cient�fico., de acordo com o qual, somente  os conhecimentos  verificados pela experi�ncia podem ser considerados verdadeiros. Isto s� pode ser alcan�ado devido � sua postura c�tica diante dos escritos dos quais dispunha. Gilbert n�o gostava de meras opini�es pessoais, mas somente das id�ias baseadas na experimenta��o.

At� esse momento, no entanto, os fen�menos el�tricos e magn�ticos eram apenas observados. A �nica maneira de obter eletricidade era atrav�s da fric��o de subst�ncias com outros materiais. N�o havia outra forma de gerar e armazenar a eletricidade. Por�m, apos as descobertas de Gilbert houve uma grande quantidade de pessoas tentando construir m�quinas capazes de gerar cargas el�tricas est�ticas, as chamadas m�quinas eletrost�ticas. O pioneiro dessas pessoas foi Otto Von Guericke (1602-1686) que construiu uma m�quina de fric��o utilizando uma bola de enxofre moldada num globo de vidro que gerava cargas el�tricas ao se girar a bola. A sua constru��o consistia inicialmente em um glopo de vidro que era enchido com enxofre fundido, ap�s ter sido triturado em um pil�o. Depois de esfriar partia-se o vidro e furava-se  o globo com uma haste de ferro que era montado sobre uma base de madeira. A esfera de enxofre tinha seu eixo ligado a uma manivela, e quando esta fosse girada, a esfera friccionava um pano de l� e produzia eletricidade, obtendo-se uma eficiente eletriza��o por atrito. Guericke ainda fez experi�ncias com penas de ave e verificou que estas eram atra�das para o globo, verificando tamb�m pequenas fa�scas quando o globo eletrizado era descarregado. Guericke interpretou adequadamente o fen�meno e o associou com a mesma natureza dos trov�es e rel�mpagos.

� bom salientar que essas m�quinas n�o eram constru�das para fins pr�ticos e sim por admira��o e fasc�nio, pois muitas pessoas  acreditavam que elas poderiam apresentar aplica��es terap�uticas. Atrav�s de muitas destas m�quinas v�rias descobertas foram feitas:

Em 1745 Peter von Musschenbroek (1692-1761) registrou a inven��o chamada de garrafa de Leyden por meio da qual poderia acumular consider�veis quantidades de eletricidade e depois descarrega-la facilmente atrav�s de um grande choque. A garrafa de Leyden foi precursora dos modernos capacitores, e recebeu este nome por causa da cidade em que foi constru�da, na Holanda. Rapidamente a not�cia desta experi�ncia espalhou-se por toda a Europa. Seguindo-se a esta descoberta, o padre Jean-Antonie Nollet (1700-1770) construi uma m�quina que gerava eletricidade est�tica e a acumulou atrav�s de uma garrafa de Leyden. Na hora de descarregar deu um choque em centenas de frades alinhados segurando em um condutor fazendo-os saltar simultaneamente.

Conseguindo produzir e armazenar a eletricidade, surgiram outras possibilidades interessantes. William Watson(1715-1787) conseguiu transmitir a eletricidade por mais de 3km e admitiu que a transmiss�o era instant�nea.

 Benjamin Franklin (1706-1790) fez algumas pipas voarem numa tempestade e conseguiu atrav�s disso acumular cargas el�tricas num objeto de ferro pendurado na outra ponta do fio, provando assim que o rel�mpago � um fen�meno el�trico.

Atrav�s dessa observa��o ele criou o p�ra-raios, que se difundiu rapidamente, e que constitui uma das primeiras inven��es pr�ticas que utilizava as propriedades el�tricas.

Veja mais sobre aterramento e para-raios

 Foi Franklin que criou a terminologia de cargas positivas e negativas e observou que cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.

Em 1785 um franc�s chamado Charles Augustin de Coulomb (1735-1806), utilizando uma balan�a de tor��o conseguiu quantificar a for�a el�trica e descobriu a espantosa lei que hoje recebe seu nome, a lei de Coulomb, que diz que a for�a el�trica tem intensidade proporcional �s cargas e inversamente proporcional ao quadrado da dist�ncia.

Essa nova teoria marcou um grande passo que levou o estudo da eletricidade do qualitativo para o quantitativo.

Posteriormente,  Henry Cavendish (1731-1810) desenvolveu v�rias id�ias quantitativas sobre a eletricidade, das quais, grande parte de sua obra s� foi publicada 100 anos depois por James Clerk Maxwell (1831-1879), que tamb�m alicer�ou o lado quantitativo dos fen�menos el�tricos. Cavendish  descobriu, isoladamente, de forma semelhante, a lei de Coulomb, e  demonstrou que a capacidade de um condensador, um dispositivo que armazena energia el�trica, dependia da subst�ncia inserida entre as placas. Al�m disso,  estabeleceu o grau de eletrifica��o de um corpo em rela��o ao �ngulo formado entre duas folhas de ouro, que se repeliam, quando submetidas ao contato com a eletricidade. Trabalhou com a id�ia de distribui��o de cargas el�tricas nas superf�cies de condutores e com a id�ia de potencial el�trico, cabendo a ele, tamb�m, afirmar que todos os pontos de uma superf�cie de um condutor tinham o mesmo potencial el�trico. Em seu trabalho de 1771 ele estabeleceu a diferen�a entre carga el�trica armazenada em um corpo e tens�o.

Por�m, um fato de grande relev�ncia hist�rica ainda estava por vir. Em 28 de junho de 1800 o naturalista ingl�s Joseph Bank (1743-1820) fazia a leitura para a �Royal Society� de uma carta de Alessandro Volta (1745-1827), a qual relatava a  produ��o de corrente el�trica cont�nua utilizando a sua c�lebre inven��o, a pilha el�trica. De fato, Volta teria constru�do a sua pilha em 1796 e foi o primeiro a conseguir retirar energia el�trica de uma outra fonte que n�o fosse a mec�nica, uma vez que, as rea��es qu�micas que ocorrem entre dois metais d�o origem � energia el�trica resultante da pilha. O fluxo de el�trons que sai de um material e vai para o outro produz uma corrente que � praticamente constante, pelo menos enquanto durarem os materiais, atrav�s do processo conhecido como �xido-redu��o.

Ap�s a inven��o da pilha, diversos experimentos utilizando correntes cont�nuas puderam ser realizadas e grandes descobertas foram feitas. Duas delas do ilustre cientista ingl�s Humphrey Davy (1778-1829),

O casamento da eletricidade com o magnetismo somente foi realizado com a observa��o de um novo fen�meno at� ent�o desconhecido. Em 1820, o f�sico dinamarqu�s Hans Christian Oersted (1777-1825)  observou por acaso,  durante uma de suas aulas sobre o efeito t�rmico das correntes nos fios condutores,  que ao passar uma corrente el�trica pelo fio condutor que usava, uma agulha magn�tica pr�xima ao fio sofria uma influ�ncia. Investigando melhor o fen�meno,  concluiu que ao se passar uma corrente el�trica por um fio um campo magn�tico � gerado ao seu redor. A not�cia se espalhou rapidamente e muitas outras experi�ncias foram realizadas.

Andr� Marie Amp�re (1775-1836), um matem�tico franc�s logo descobriu o efeito das correntes de um fio nas correntes de outro fio pr�ximo e estabeleceu a primeira teoria matem�tica desse novo fen�meno.

Os passos iniciais da eletricidade foram ainda mais solidificados, quando o f�sico alem�o George Simon Ohm(1789-1854) anunciou em 1827 a lei que hoje recebe seu nome. A Lei de Ohm � uma rela��o matem�tica entre corrente, resist�ncia e tens�o.

Michael Faraday, nasceu em 22 de setembro de 1791, nos arredores de Londres. Seu pai era um ferreiro que n�o teve condi��es de manter seu filho na escola, e por isso Faraday come�ou a trabalhar logo cedo. Em princ�pio, ficou muito triste por ter de deixar os estudos aos treze anos para trabalhar, mas com o tempo passou a adorar seu trabalho.

 Mas Faraday n�o foi o �nico a fazer esta descoberta.

Quase concomitantemente, Joseph Henry (1797-1878), professor americano, descobriu a for�a eletro-motriz de auto-indu��o. Como Henry anunciou formalmente antes, foi ele o homenageado por esta descoberta. Mas Henry, conhecido pelos seus trabalhos em eletromagnetismo, foi pioneiro em muitos outros dom�nios da eletricidade: entre 1830 e 1831 inventou o que parece ter sido o primeiro tel�grafo eletromagn�tico pr�tico.

Poucos anos separaram os conhecimentos te�ricos sobre eletricidade dos usos poss�veis de tais conhecimentos. Pode-se dizer que em muitos casos o desenvolvimento comercial da eletricidade foi resultado de pesquisas cient�ficas.

Alguns descobrimentos no campo cient�fico foram de extrema import�ncia para os avan�os gerais da eletricidade e do magnetismo. Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) formulou em 1847 duas leis, chamadas ''leis de Kirchhoff'' sobre correntes e tens�es el�tricas, que permitiam a resolu��o, juntamente com a lei de Ohm, dos mais variados circuitos, facilitando, principalmente, em muito o trabalho com a eletricidade. Embora em outros campos at� o s�culo XIX, grande parte dos avan�os tecnol�gicos tivesse sido conseq��ncia de descobrimentos emp�ricos levados a cabo por homens eminentemente pr�ticos, no campo do conhecimento el�trico, o desenvolvimento tecnol�gico foi derivado mais das pesquisas cient�ficas.

 � poss�vel estabelecer uma divis�o n�tida entre a ci�ncia da eletricidade e a utilidade industrial dos conhecimentos cient�ficos.

 Logo ap�s o descobrimento de Faraday, ao cabo de pouco tempo j� se vendia gerador eletro-magn�tico para o p�blico. Se pessoas como Faraday n�o tinham tino de transformar os conhecimentos eletromagn�ticos nos seus usos pr�ticos, n�o foi dif�cil para outros absorveram seus ensinamentos e construir equipamentos �teis � sociedade da �poca.

 Uma das inven��es que mais ajudou o eletromagnetismo a se desenvolver foi o tel�grafo. Muitos cientistas trabalharam com o tel�grafo, entre eles: Wilhelm Weber, Karl Friedrich Gauss, Werner von Siemens, Charles Wheatstone e Samuel Finley Breese Morse.

 O tel�grafo foi muito importante porque forneceu muita ajuda aos usos posteriores da eletricidade. Alimentou de materiais importantes, requeridos pelos laborat�rios de experimenta��o el�trica, tais como: baterias, terminais, isolantes, condutores de diversos tipos e outros materiais, facilitando as pesquisas tecnol�gicas.

 O tel�grafo ajudou at� a constru��o de medidores mais baratos. � bom lembrar, que Faraday tinha usado, arames de guarda chuvas para realizar seus experimentos. Paralelamente ao caminhar do tel�grafo, a eletrot�cnica se desenvolveu muito rapidamente tamb�m.

 Apenas um ano depois da descoberta de Faraday, Nicolas Constant Pixii (1776-1861), fabricante franc�s de instrumentos de precis�o constr�i um gerador de corrente alternada muito rudimentar, fazendo rodar um im� permanente em forma de ferradura, em torno de bobinas fixas, utilizando as descobertas de Faraday e Henry. Muitos outros constru�ram diversas outras m�quinas eletromagn�ticas, em Londres, em 1834 j� se fabricava com destino ao com�rcio, geradores de bobinas girat�rias. Os primeiros geradores produziam correntes alternadas, o que era considerado uma desvantagem pois todos estavam acostumados � corrente cont�nua das pilhas. Uma pessoa que colaborou muito para mostrar que a corrente alternada possu�a muitas vantagens sobre a cont�nua, principalmente em grande escala, foi Nicola Tesla (1856-1943) com as suas inven��es: o sistema polif�sico, o motor de indu��o, a bobina Tesla e as l�mpadas fluorescentes.A abund�ncia da energia el�trica come�ava a tornar-se realidade.

De um momento para o outro, tornara-se evidente que a eletricidade, transportando por fios a sua energia, era uma fonte de trabalho com que se podia contar, substituindo com enormes vantagens outras formas at� ent�o utilizadas.

Foi uma revolu��o logo centenas de c�rebros se puseram a procurar as v�rias possibilidades de utiliza��o desta descoberta. A energia el�trica fazia a sua apresenta��o na sociedade, em larga escala.

Para um uso compat�vel com a �poca, era necess�rio resolver o problema da comuta��o, pois se requeria corrente cont�nua (principalmente na eletroqu�mica). A comuta��o era fonte de muitos problemas de desgastes da m�quina e, alem de tudo, perigosa.

 Mas pela d�cada de 1880 j� se percebia a vantagem de corrente alternada, pois para grandes dist�ncias era importante a transmiss�o a altas voltagens e construir geradores de corrente cont�nua de altas voltagens era mais complicado. Com a corrente alternada podia ser usado o transformador, para altera��o dos valores da tens�o, pois j� se sabia que o transporte de energia a tens�o mais elevada diminu�a as perdas nas linhas de transmiss�o.

 Embora os princ�pios do transformador fossem conhecidos desde 1831, com Faraday, ningu�m havia se aventurado a us�-lo da maneira proposta nos fins do s�culo XIX. Marcel Deprez (1853-1918) fez a primeira transmiss�o de energia por alta tens�o em 1882, baseando-se nos princ�pios da indu��o e no uso do transformador. Galileo Ferraris (1847-1897) e Nikola Tesla (1856-1943), este croata americano, inventaram o motor ass�ncrono, um motor que tipicamente usa a corrente alternada e de bem simples constru��o. Quando Tesla chegou aos Estados Unidos em 1884, no ambiente dos engenheiros el�tricos havia uma ''batalha de correntes'' entre Thomas A. Edison a favor da corrente cont�-nua, e George Westinghouse, pela corrente alternada. Tesla, atrav�s de suas extraordin�rias inven��es definiu a discuss�o em favor da corrente alternada.

 Com a atua��o de Tesla, na Exposi��o de Frankfurt de 1891, se consagrou a vit�ria da corrente alternada sobre a corrente cont�nua. Em 1893 houve uma mudan�a radical quando George Westinghouse (1846-1914), engenheiro e metal�rgico americano, adotou os primeiros geradores hidroel�tricos instalados nas cataratas de Ni�gara. Ainda assim se instalaram v�rias centrais de corrente cont�nua. Mas o seu fim como geradora de grandes energias el�tricas estava contado.

Outro marco decisivo, na implanta��o da ind�stria el�trica, foi a l�mpada de incandesc�ncia, inventada pelo esfor�o persistente de Thomas A. Edison (1847-1931) e de Joseph Swan (1828-1914) por volta de 1880. Embora as baterias tivessem sido, e ainda s�o uma fonte de eletricidade �til para grandes quantidades de fins, n�o fornecia quantidade suficiente para levar a cabo a ilumina��o em larga escala. O uso de luz dependia dos progressos efetuados na busca de m�todos que gerassem energia em grande quantidade que suprissem as necessidades de ilumina��o.

 Os geradores de fins do s�culo XIX j� atendiam perfeitamente as exig�ncias do momento. At� a utiliza��o pr�tica do d�namo, na segunda metade do s�culo XIX, a pilha voltaica permaneceu como �nica fonte de eletricidade, de resto limitada e dispendiosa. Para ilumina��o era necess�ria a constru��o de grandes geradores. A ilumina��o era mais necess�ria que a pr�pria comunica��o.

 O conhecimento da possibilidade de produzir ilumina��o precedia a da comunica��o, no entanto, ficaria bem mais caro que o g�s, n�o dava para competir, se as fontes permanecessem fundadas nas pilhas e baterias el�tricas. A constru��o de baterias ficava demasiada cara para o capitalismo competitivo de fins do s�culo XIX. Dever-se-ia melhorar tecnicamente os geradores, mas isto s� seria feito se houvesse um aumento substancial de demanda por energia.

 A ilumina��o supriu essa demanda. A ind�stria da fabrica��o do material el�trico, com isso, deu um salto gigantesco nos fins do s�culo XIX. As centrais el�tricas espalharam-se pelo mundo, e passaram a adotar a turbina a vapor e a turbina hidr�ulica como m�quinas motrizes.

 Durante o s�culo XX a eletricidade destronou o vapor como fonte de energia industrial e dom�stica.

O edif�cio te�rico do eletromagnetismo, base de todos os desenvolvimentos da eletrot�cnica, foi definitivamente estabelecido em 1873 pelas m�os de James Clerk Maxwell (1831-1879), s�bio escoc�s, criador das equa��es gerais do eletromagnetismo, que sintetizam elegante todo o eletromagnetismo. 

A eletricidade e o magnetismo no mundo contempor�neo est�o presentes em todos os setores econ�micos, desde as �reas de transporte e comunica��o, passando pelas de produ��o, at� as de lazer. Al�m do largo espectro de aplica��o a eletricidade � uma forma privilegiada de energia, pois pode atingir com facilidade qualquer lugar imagin�vel. Ela significa, entre outras coisas, transportar os enormes movimentos mec�nicos de lugares distantes para os mais �ntimos locais, juntamente com informa��es, lazer, comunica��es e cultura nos campos e nas cidades, por ondas transversas. De forma bem simples e resumida o conhecimento do eletromagnetismo, entre outras determina��es, possibilitou a transforma��o do movimento em eletricidade e a eletricidade em movimento onde o magnetismo entra como condi��o da possibilidade dessas geniais transforma��es.

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�ltima atualiza��o: 14/09/2005 10:56:48