Telegrafia submarina, telefone e lâmpada elétrica: a revolução tecnológica do século XIX.

Assistam o vídeo da palestra que proferi na UFMG, em 30/05/2012.


 

Palestra na UFMG

Um artigo interessante, modéstia à parte.

Se você quiser ler o artigo todo, clique aqui.

Quatro livros essenciais

Há quatro livros que não podem faltar na biblioteca de alguém interessado na História de Engenharia Elétrica. Eles estão listados abaixo.

Oliver Heaviside, de Paul Nahin, é uma obra prima. Com a história da vida deste extraordinário indivíduo, Nahin conta a história dos desenvolvimentos do eletromagnetismo e da telegrafia no último quarto do século XIX. Um trabalho acadêmico de primeira ordem. Embora Nahin seja um engenheiro eletricista, nenhum historiador profissional faria melhor o que ele fez tão bem. É um longo livro, que vale por um curso completo dos primórdios da Engenharia Elétrica.

  

A history of the theories of aether and electricity, de Sir Edmund Whittaker é uma completa história das concepções dos homens que criaram a ciência da eletricidade e muito mais. É um livro que interessa um leitor mais avançado e que não se intimida com a física teórica e a teoria matemática que a acompanha.

   

The Cable, de Gillian Cookson, é um livro escrito para o leigo e se lê com muito gosto, com a um romance. Traz a história dos lançamentos dos dois primeiros cabos telegráficos transatlânticos (o de 1858 e o de 1866), com todos os detalhes financeiros, políticos e técnicos envolvidos. É livro para se ler de uma só vez.

The Maxwellians, de Bruce J. Hunt, conta a história do eletromagnetismo a partir da relação de três cientistas: Oliver Heaviside, Oliver Lodge e George FitzGerald. Heaviside e FitzGerald foram físico-matemáticos de grande expressão e Lodge um físico experimental de primeira linha. Eles se relacionaram de aproximadamente 1875 a 1900 de modo intenso e se influenciaram de forma substancial. Deles é a formulação das equações de Maxwell como nós as conhecemos e deles são as concepções de onda eletromagnética que acabaram prevalecendo. Este livro foi por mim traduzido e sua publicação, pela Editora da UFMG, está programada para ainda este semestre. O título será “Os Seguidores de Maxwell”.

O magnetismo segundo Titus Lucretius Carus

Nota: Leiam abaixo uma das primeiras referências ao fenômeno do magnetismo. Ela está no livro IV da obra De Rerum Natura[1] de Titus Lucretius Carus (ca. 99 – ca. 55 a.C)

A DESCRIÇÃO DO FENÔMENO

Vou agora começar a explicar outro assunto, a dizer por que leis naturais pode atrair ao ferro a pedra a que chamam os gregos magnete, nome que lhe designa a origem, porquanto se diz que provém de Magnésia. Os homens admiram esta pedra; com efeito, muitas vezes se vê formar uma cadeia com vários anéis que dela pendem. É possível verem-se cinco e mais ainda, suspensos uns dos outros, balançar-se nas ligeiras auras, uns aos outros passando a força e as ligações da pedra, de modo que essa força se exerça sem interrupções.

OS PRINCÍPIOS GERAIS QUE REGEM O FENÔMENO[2]

Em tudo o que é desta espécie se têm de pôr muitos fundamentos antes que se possa apresentar a própria razão do fenômeno e é com grandes voltas que se tem de fazer a aproximação; por isso, peço agora ânimo e ouvidos mais atentos. Primeiro, deve haver de todos os corpos que nós vemos um perpétuo fluxo, uma emissão, um emanar de elementos que nos impressionam os olhos e os movem à visão. Perpetuamente fluem os cheiros de certos corpos, como o frio saí dos rios, o calor do Sol, e das ondas do mar, a vaga que vai roendo os diques do litoral. Também não deixam os sons de correr pelos ares. Finalmente, muitas vezes nos vem ao rosto, quando passeamos junto do mar, um líquido com sabor a sal; e igualmente, quando vemos preparar uma solução de absinto, nos vem atingir o seu amargor. É, portanto, bem certo que de todos os corpos fluem e que para toda parte são lançados; nenhuma demora, nenhum descanso, se dão neste fluir, porquanto sempre temos sensações e a tudo podemos sempre ver, cheirar e ouvir.

Tornarei agora a lembrar como todas as coisas têm uma estrutura rarefeita, conforme se explica no canto primeiro. Com efeito, e embora tenha isto grande importância pelo que diz respeito a muitos fatos, é principalmente por aquilo de que vou tratar que vai necessariamente ficar bem firme que nada existe que não seja mistura de matéria e de vazio.

Vemos, primeiro, que, nas cavernas, as pedras de cima como que suam um líquido e gota a gota o vão destilando e fazendo correr. Assim também a nós mana o suor por todo o corpo e nos cresce a barba, nos crescem os pêlos por todo o corpo. Todo alimento é distribuído pelas veias e tudo aumenta e alimenta, até a extremidade do corpo, até as pontas das unhas. Sentimos o frio e o ardente calor passarem pelo bronze, sentimo-los passar pelo ouro e pela prata, quando temos nas mãos os copos cheios. Finalmente passam os sons pelas paredes de pedra de nossas casas, passam o cheiro, o frio e o calor do fogo que também costuma penetrar a própria resistência do ferro. Enfim, de todos os lados por que nos cerca a loriga do céu

(Lacuna)

E ao mesmo tempo a força da doença, quando vem de fora, e os temporais que nascem do céu e da Terra, naturalmente, ao afastar-se, entram no céu e na Terra, visto não haver nenhum corpo que não seja uma ligação de matéria e de vazio.

A isso se acrescenta que todos os princípios emitidos pelos corpos não produzem em toda parte os mesmos efeitos nem convém igualmente a todos os corpos.

Em primeiro lugar, o Sol recoze e seca a terra, mas derrete o gelo e com seus raios obriga as altas neves a fundirem-se pelas altas montanhas. Por fim, liqüefaz a cera exposta ao seu calor.

Também o fogo torna líquido o bronze e derrete o ouro, mas contrai os couros e as carnes, e os aperta. Por seu lado, o ferro se endurece ao sair do fogo para a água, mas abrandam-se os couros e as carnes que tinham sido endurecidas pelo fogo.

A oliveira brava agrada às cabras barbudas, como se derramasse ambrosia e estivesse impregnada de néctar; e, no entanto, para o homem, nada existe mais amargo do que seus ramos.

Finalmente, o porco foge da manjerona e detesta todo perfume; tudo isto é um terrível veneno para o seu corpo coberto de sedas: mas a nós nos parecem muitas vezes capazes de nos dar uma nova vida. Pelo contrário, a lama que nos parece a nós a mais terrível das imundícies é para o porco tão deliciosa que todos eles insaciavelmente nela se espojam.

Há ainda uma outra coisa que tenho de dizer antes que principie a tratar da questão em si própria. Os numerosos poros que todas as coisas apresentam devem, no entanto, ter entre si diferenças de natureza e ter em cada caso sua estrutura e seus caminhos. Efetivamente, os seres vivos possuem vários sentidos e cada um por si percebe o que é de seu domínio: vemos que por um lado, penetram os sons, por outro, os sabores dos sucos, por outro, ainda, os cheiros.

Além disso, existem corpos que parecem atravessar pelas pedras, outros pela madeira, outros pelo ouro, e escapar outros ainda pela prata e pelo vidro. Por um passam as imagens, pelo outro parece ir o calor e haver corpos que mais rapidamente passam do que outros. Tudo isto é, naturalmente, devido à natureza do caminho, que varia de muitos modos, como já antes mostramos, por causa da diferente natureza e da diferente estrutura dos corpos.

É por isso que, depois de bem confirmados e bem estabelecidos estes princípios, nos é fácil explicar a razão daquilo que falta, e ficará inteiramente clara a causa por que o ferro é atraído.

A EXPLICAÇÃO DA ATRAÇÃO DO IMÃ[3]

É necessário, primeiro, que saiam desta pedra numerosos elementos ou uma corrente que por seus golpes dissipe o ar que se encontra colocado entre a pedra e o ferro. Logo que o espaço se encontra vazio, logo que se despeja o lugar que está no meio, imediatamente os elementos do ferro, caindo, se lançam juntos no vácuo, de maneira que o próprio anel os segue e vai com toda a sua substância. Não há nenhum corpo cujos primeiros elementos estejam tão ligados e tão entrelaçados entre si como o ferro, cuja estrutura é tão forte e que dá um tão glacial arrepio.

É por isso que é menos de admirar se possa dizer que não podem sair do ferro para o vazio certos elementos do ferro, sem que o próprio anel os siga; mas é o que ele faz e lá os segue, até que chega à própria pedra e a ela adere com invisíveis ligações. É isto o que sucede em todas as direções, qualquer que seja o lugar em que se faz o vácuo, quer seja debaixo quer seja de cima: imediatamente os elementos vizinhos se precipitam para o vácuo. Com efeito, são postos em movimento pelos choques, visto que não poderiam por si próprios elevar-se para os ares.

Vem ainda sobre isto que uma outra causa torna mais fácil o fenômeno, e, chegando como ajuda, lhes auxilia o movimento: efetivamente, logo que o ar que está à frente do anel se rarefaz e o lugar se torna mais livre e vazio, logo sucede que todo o ar que se encontra por detrás como que empurra e impele para a frente. De fato, o ar sempre bate nos corpos que cerca, mas nessa ocasião impele o ferro para a frente, porque há dum lado um espaço vago e ele o toma para si.

Logo que este ar de que te vou falando sutilmente se introduz pelos numerosos poros do ferro, então empurra e põe em movimento as pequenas partículas, como se fosse um vento a empurrar as velas de um navio. Finalmente, todos os corpos devem conter ar nas suas estruturas, visto que todos são de substância porosa e a todas as coisas o ar se encosta e circunda. Por conseguinte, este ar que está escondido no fundo do ferro sempre é agitado por um movimento contínuo e sempre, sem dúvida, bate naquele anel e certamente o empurra para o interior: então é levado o anel para o lado a que já uma vez se tinha lançado e com seu ímpeto se dirige para a parte vazia.

A EXPLICAÇÃO DA REPULSÃO DO IMÃ[4]

Acontece também que algumas vezes foge desta pedra a substância do ferro, habituada como está a alternadamente se retirar e seguir. Eu mesmo vi saltarem pedaços de ferro da Samotrácia e enfurecer-se limalha de ferro dentro de taças de bronze, sempre que se lhe punha por debaixo esta pedra magnete: a tal ponto pareciam impacientes por fugirem da pedra. A interposição do bronze provoca tal discórdia porque as emanações do bronze, como é evidente, entram primeiro nos canais abertos do ferro, e só depois vêm as da pedra, que já encontram tudo cheio de ferro e não têm já por onde passar como dantes o faziam. Tem, portanto, que bater e atacar com suas ondas a contextura do ferro e é por isso que atira para longe e que agita através do bronze aquilo mesmo que, sem ele, tantas vezes atrai.

MATERIAIS NÃO MAGNÉTICOS[5]

E, já que estamos neste assunto, deixa também de te admirar pelo fato de que as emanações desta pedra não possam igualmente atrair outros corpos. Há, com efeito, alguns que, por seu próprio peso, são estáveis, por exemplo, o ouro, e outros que têm o corpo tão rarefeito que a emanação os atravessa intata e lhes não dá impulso algum: parece encontrar-se neste caso a substância da madeira. Como a estrutura do ferro se encontra colocada entre uma e outra, desde que receba alguns corpúsculos de bronze, sucede que pode ser impelida pela corrente das pedras de Magnésia.

Além de tudo, não são estes fenômenos tão diferentes de outros que eu não possa lembrar muitos do mesmo gênero, em que um corpo apenas a outro se pode ligar. Vês primeiro que só a cal pode juntar as pedras. Tão bem se prende a madeira com a cola de touro que é mais fácil que cedam os próprios veios das tábuas do que possam dar de si as ligações realizadas com aquele laço taurino. Ousam os sucos da vinha misturar-se às fontes de água, mas não o podem fazer nem o pesado pez nem o leve azeite. A purpúrea cor da concha de tal modo se junta com a substância da lã, que já não se poderia separar, mesmo que se desse às ondas de Netuno o encargo de renovar o trabalho, mesmo que todo o mar a quisesse lavar com suas ondas.

E não se vê, finalmente, que só um corpo é capaz de juntar o ouro ao ouro, e que o bronze só ao bronze se junta por meio do estanho? E quantos outros exemplos se poderiam encontrar?

Mas para quê? Para ti não são necessários tantos rodeios, nem é justo que eu tenha de empregar muito trabalho: o que convém é resumir muitas coisas em poucas palavras. Os corpos cujas texturas são mútuas e contrárias, de modo a corresponderem as depressões de um às saliências do outro, esses corpos são os que têm entre si uma união mais perfeita. Acontece também que um conjunto de anéis e de ganchos possa manter os corpos ligados entre si: é o que sucede, segundo parece, com esta pedra e o ferro.

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[1] Coleção OS PENSADORES, Editora Abril Cultural, 1985.

[2] Os dois princípios gerais são: 1. Dos corpos sempre emanam coisas, que causam efeitos variados em outros corpos; 2. Todos os corpos têm uma estrutura rarefeita, têm poros que se deixam penetrar por coisas emitidas por outros corpos, que são também coisas que penetram corpos. (Nota do blog)

[3] O ponto essencial da explicação da força atrativa é a de que os átomos do magnete, por uma propriedade especial, expulsam pelo choque o ar que está entre eles e o corpo a atrair; os elementos deste, logo que o ar desaparece, precipitam-se no vazio, empurrados, além disso, pelo ar que existe por trás deles. A "pedra magnética" é, como se sabe, um oxido de ferro natural. (Nota da edição original)

[4] Explicação incompleta pois considera que a repulsão magnética é devida ao bronze que se interpõe entre o ferro e a limalha de ferro, causando uma “discórdia” nas emanações do ferro, fazendo a limalha enfurecer-se. (Nota do blog)

[5] Os materiais não magnéticos são tão rarefeitos que são atravessados pelas emanações do ferro, sem lhe sentirem o efeito. (Nota do blog)

História do que não aconteceu: mitos e equívocos.

 

Baseado num texto IEEE Global History Network

A primeira lâmpada de Edson

Thomas Edison não inventou a primeira lâmpada, nem mesmo a primeira lâmpada incandescente. Ele inventou uma lâmpada incandescente confiável, de longa duração e fabricável. A primeira lâmpada de Edison não é conservada em nenhum museu, porque foi quebrada em laboratório a fim de se descobrir o que a fizera trabalhar tão bem.

Onde Heinrich Hertz foi enterrado

O nome de Heinrich Hertz é amplamente conhecido na história da ciência e engenharia – ele foi primeiro a demonstrar experimentalmente a produção e detecção das ondas eletromagnéticas preditas por James Clerk Maxwell,[1] e, como resultado, a unidade de frequência – ciclos por segundo – tomou o nome de Hertz (Hz) em sua homenagem. Hertz nasceu em Hamburgo em 1857, cujo pai era de uma família muito bem sucedida, rica e educada, que convertera do judaísmo para o luteranismo uma geração antes. A mãe de Hertz era filha de um pastor protestante. Assim, não causa surpresa que o corpo de Hertz, que morreu tragicamente jovem, aos 37 anos, tenha sido enterrado no cemitério protestante de Ohsdorf (que atualmente considera a si mesmo o maior cemitério do mundo).

Se você procurar no Google, quase todos os sites afirmam que Hertz está enterrado no cemitério judeu de Hamburgo, que é uma impossibilidade cultural. Para desfazer o equívoco basta procurar a listas das pessoas famosas cujos corpos estão enterrados no Ohlsdorf. Lá está consignado: “Hertz, Prof. Heinrich Rudolf, 1857 – 1894, Physiker, Q24, Q25 (53-58).”

O SOS do código Morse não significa “Save our Ship”

As letras S-O-S foram escolhidas para substituírem as anteriores C-Q-D copo pedido de socorre porque o padrão três pontos, três traços, três pontos (. . . ― ― ― . . .), seria mais facilmente distinguível em um fundo de ruído.

Pedido de socorro do Titanic

O pedido de socorro do Titanic não foi ouvido por operadores de rádio nos Estados Unidos, pois seus rádios não tinham tanta sensibilidade. O que os operadores ouviram foi o tráfico de rádio que passava de navio a navio e de navio para as estações costeiras.

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[1] Aqui temos uma ironia que só enfatiza que mitos são mesmo onipresentes. Maxwell, de fato, não previu a existência das ondas eletromagnéticas. Segundo Hunt (The Maxwellians): “Assim, talvez seja surpreendente que a mais completa exposição que Maxwell formulou de sua teoria, o seu Treatise on Electricity and Magnetism de 1873, não contenha as quatro famosas ‘equações de Maxwell,’ nem tampouco sugira como as ondas eletromagnéticas são produzidas ou detectadas. Estes e muitos outros aspectos da teoria estavam completamente ocultos na versão apresentada pelo próprio Maxwell; nas palavras de Oliver Heaviside, eles estavam ‘latentes’ na teoria, mas não ‘patentes’.”

A perplexidade da corrente alternada, segundo Steinmetz.

É ilustrativo acompanhar a explicação de Steinmetz sobre as perplexidades dos engenheiros e projetistas do final do século XIX, acerca da corrente alternada.

Ele dizia [1]: “Há dois tipos de corrente elétrica de uso industrial: as correntes contínuas e as correntes alternadas. A corrente contínua flui continuamente na mesma direção, assim ela pode ser medida em amperes, e sua ação calculada numericamente de modo simples. A corrente alternada é uma corrente que muda constantemente: ela se eleva de zero ao máximo, decresce a zero novamente, reverte e cresce até um máximo na direção oposta e de novo reverte, começando tudo de novo, 120 vezes por segundo, usualmente. Ambos os tipos de corrente foram usados desde os primeiros dias da engenharia elétrica, e não há nenhuma dificuldade em fazer cálculos com a corrente contínua: ela tem uma direção e um valor, que poderia ser medido com um amperímetro.”

Steinmetz continua: “Mas a corrente alternada não tinha nenhum valor e nenhuma direção, pois seu valor mudava continuamente e também sua direção; e em todos os cálculos com corrente alternada, ao invés de um simples valor da teoria da corrente contínua, o investigador tinha de usar uma complicada função do tempo para representar a corrente alternada, e a teoria dos equipamentos de corrente alternada se tornava por isso tão complicada que o investigador nunca progredia muito. Enquanto isso, os eletricistas práticos, que construíam e faziam funcionar as máquinas de corrente alternada, colocavam um amperímetro no circuito de corrente alternada e descobriam que certos amperímetros (aqueles de imã permanente) não indicavam nada, mas outros indicavam um valor, que eles denominavam o valor da corrente alternada. É o que denominamos de valor ‘eficaz’ da corrente alternada. Todavia, com ele não se podia fazer nenhum cálculo. Por exemplo, duas correntes alternadas combinadas produziam uma corrente cujo valor era usualmente menor que a soma delas, e algumas vezes até menor que qualquer uma delas.”

Eis então, em termos bastante claros, qual a dificuldade que desafiava os engenheiros da época e porque um método de tratar ondas variáveis no tempo era imprescindível para o desenvolvimento da engenharia. É possível perceber, pelos impasses descritos por Steinmetz a importância da teoria dos fasores por ele criada.  

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[1]E.J. Remscheid. Recollections of Steinmetz: a visit to the workshops of Dr. Charles Proteus Steinmetz, General Electric Co., Research and Development Center, 1977.