História da eletricidade: histórico e desenvolvimento desde sua origem

História da eletricidade: histórico e desenvolvimento desde sua origem

A história da eletricidade  pode ter como ponto de partida as obras do político, cientista e inventor americano americano Benjamin Franklin, conhecido por ser um dos pais fundadores dos Estados Unidos. Entre seus trabalhos mais significativos para este campo estão suas descobertas sobre tempestades.

Através de uma pipa com uma chave na ponta e manipulada com fio de seda, ele conseguiu verificar em um dia tempestuoso que a chave transmitia cargas elétricas ao fio de seda cujas fibras repeliam. Isso permitiu que ele desenvolvesse o para-raios e sua teoria de que a eletricidade é um fluido único capaz de transferir carga de um corpo para outro através de uma descarga. 

Também gerado a partir dessa idéia, o conceito de forças opostas, a polaridade da eletricidade, estabelecendo que o fluido ou a carga elétrica sejam transmitidos de um polo positivo para um polo negativo.

Embora a relação tenha se mostrado inversa, uma vez que o fluxo passa do pólo negativo para o positivo, essa teoria permitiu um progresso significativo no estudo e no uso da eletricidade para fins práticos. 

Antecedentes históricos da eletricidade

Antigo Egito

A civilização egípcia continua sendo um enigma. Existem muitas descobertas que a ciência continua incapaz de explicar sobre essa cidade tão avançada para a época.

No caso que nos preocupa, a ciência ainda não consegue encontrar uma explicação confiável sobre a famosa lâmpada de Dendera. São baixos-relevos encontrados no templo de Hathor, nas quais aparecem imagens que levantariam a hipótese de que os egípcios já sabiam sobre eletricidade e como poderiam usá-la.

Segundo os ufólogos e pseudocientistas, os egípcios desenvolveram lâmpadas elétricas com as quais podiam construir as pirâmides por dentro. Deve-se notar que, até hoje, não está explicado como os egípcios poderiam trabalhar no escuro para realizar essas construções majestosas.

No entanto, os egiptólogos afirmam que essas “lâmpadas”, que teriam uma estrutura semelhante à do tubo de Crookes (criada no século XIX), eram na verdade a representação do deus Harsomtus.

O que foi verificado é que os egípcios estavam cientes dos choques elétricos e de como eles funcionavam. Isso ocorreu devido às observações que eles fizeram sobre certos peixes que emitiam eletricidade no Nilo.

Roma antiga

Cientistas e naturistas romanos como Plínio, o Velho ou Scribonius Long relataram que as descargas do peixe-gato tiveram um efeito entorpecedor. Portanto, havia médicos que recomendavam que os pacientes com gota ou dor de cabeça tocassem nos peixes pensando que sua descarga poderia curá-los.

Por sua vez, é registrado que naquele momento eles já estavam cientes de que tais descargas podiam viajar através de objetos eletricamente condutores.

Primeira metade do século XIX

A partir da descoberta de Franklin, foram geradas novas criações que permitiriam ampliar o uso de eletricidade. Foi assim que, em 1800, o cientista italiano Alessandro Volta inventou a bateria elétrica, demonstrando que o contato entre dois metais é capaz de gerar eletricidade.

Esta invenção apoiou fortemente o estudo do eletromagnetismo. Em 1820, Hans Christian Oersted conseguiu deduzir a relação entre eletricidade e eletromagnetismo. Usando uma agulha magnetizada, ele verificou como a direção da agulha podia ser desviada pelo efeito de uma corrente elétrica. Com essa descoberta, André-Marie Ampère também conseguiu desenvolver a lei do eletromagnetismo ou eletrodinâmica. 

Graças à descoberta dessa nova relação entre eletricidade e magnetismo, no ano seguinte, em 1821, o cientista britânico Michael Faraday produziu o primeiro motor elétrico. Embora essa primeira invenção não tenha fins práticos, ela ajudou a lançar as bases para o desenvolvimento de motores elétricos na posteridade.

Em 1826, através de estudos de corrente elétrica, o matemático e físico alemão Georg Simon Ohm demonstrou a relação entre intensidade da corrente, força eletromotriz e resistência, que ele postulou como “lei de Ohm”. 

Assim nasceu em 1834 o primeiro motor elétrico criado por Thomas Davenport. Uma de suas primeiras aplicações práticas foi acionar um carro pequeno por uma rota circular. Os princípios desta invenção ainda são implementados em muitas máquinas atualmente.

Corrente CA e CC

Os tipos de corrente, classificados como corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC), foram dois aspectos fundamentais para o uso de energia elétrica no mundo. 

Por sua vez, a corrente contínua foi implementada desde o início do século 19, com a criação de baterias. Esse tipo de corrente funciona com conexões especificamente destinadas a pólos positivo e negativo, e é transmitido apenas em uma direção. A tensão permanece constante e continuamente. Hoje, é predominante em baterias, motores e trabalhos em metal industrial.

A corrente alternada foi implementada pela primeira vez com amplitude após a segunda metade do século XIX. É um tipo de corrente cujo fluxo é capaz de mudar de direção e funciona a partir de ciclos. Essa corrente permite variação e regulação da tensão. 

Começou a ser implementada ainda mais que a corrente direta, porque permitiu, por um lado, ser produzida a partir de geradores e, por outro lado, percorrer longas distâncias sem os altos custos e investimentos em energia que a corrente direta implicava. Grande parte da corrente alternada é a utilizada hoje em residências, planejamento urbano, setores comerciais e de negócios. 

Lei de Joule e eletricidade nas comunicações

Entre outros postulados relevantes, também é produzida a lei de Joule, proposta por James Prescott Joule, propondo nele a relação entre o fluxo de corrente elétrica, a resistência e o calor gerado a partir disso.

O estudo da eletricidade também influenciou outras áreas, como as comunicações. Dessa maneira, em 1844, Samuel Morse introduziu o telégrafo elétrico, que permitia enviar mensagens com o uso de um único cabo, uma vez que os telégrafos anteriores exigiam vários cabos para seu uso. Além disso, juntamente com seu amigo Alfred Vail (1807-1859), ele desenvolveu o renomado código Morse.

Segunda metade do século XIX

Em 1860, James Clerk Maxwell apresenta uma das teorias mais revolucionárias da física e também do campo da eletricidade. Seus estudos sobre eletromagnetismo através da equação de Maxwell afirmaram que a luz era uma forma de radiação eletromagnética capaz de viajar pelo espaço na forma de uma onda. 

Isso abre caminho para a inovação na luz. Em 1878, Joseph Swan demonstra qual seria a primeira lâmpada incandescente.

No entanto, sua descoberta não possuía a capacidade de ser usada comercialmente porque ele implementou uma haste de carbono com baixa resistência à eletricidade.

Seriam os elementos usados ​​por Thomas Edison em sua própria versão da lâmpada que permitiram o início da comercialização. Utilizou um filamento fino, mas altamente resistente, que também permitiria um tamanho prático. No ano de 1879, ele conseguiu fabricar uma lâmpada com duração de 40 horas e, no mesmo ano, solicitou a patente para sua criação. 

Usos para o público

Por sua parte, o engenheiro e empresário Charles Brush criou em 1879 um sistema com lâmpadas de arco, acionado por um gerador. As lâmpadas de arco foram capazes de emitir a luz equivalente a quatro mil velas e superaram as já conhecidas lâmpadas de arco do russo Pavel Yablochkov, criado em 1875 e que eram as mais conhecidas até agora. 

Graças à invenção de Charles Brush, a primeira entrega pública foi realizada em Cleveland, Ohio. Foi assim que Cleveland se tornou a primeira cidade a ser iluminada por energia elétrica nos Estados Unidos. Em outras partes do mundo, como Paris e Inglaterra, alguma iluminação pública já havia sido implementada com as lâmpadas de arco de Yablochkov, em áreas ou ruas específicas. 

A California Electric Light Company também nasceu. Inc, que foi listada como a primeira companhia elétrica a vender eletricidade. No início, eram dois geradores que fornecem 21 lâmpadas de arco. 

Usinas

No final do século XIX, começaram a ser criados espaços e equipamentos específicos para a geração de corrente elétrica. Os primeiros projetos focaram em corrente contínua (CD).

Uma das primeiras usinas comerciais, a Pearl Street Power Station, foi construída por Thomas Edison em 1882 na cidade de Nova York. Isso funcionava com corrente contínua e alimentava aproximadamente 400 lâmpadas, atendendo também 85 clientes. 

Durante esse mesmo ano, Edison também trabalhou na primeira estação hidrelétrica em Wisconsin. A maior transmissão de corrente contínua até o momento também foi alcançada, cobrindo uma distância de 57 quilômetros de Miesbach a Munique, nas mãos do engenheiro francês Marcel Deprez.

No entanto, a geração de corrente alternada ocorreria em breve. Em 1881, o inglês John Dixon Gibbs e o francês Lucien Gaulard construíram um transformador de corrente alternada, uma idéia que eles venderiam mais tarde para George Westinghouse, um engenheiro e empresário amplamente interessado em corrente alternada.

A Westinghouse, além disso, fundou a empresa Westinghouse Electric Corporation, que desenvolveu uma grande variedade de infraestruturas elétricas nos Estados Unidos e, além disso, parecia o principal rival da empresa de Thomas Edison.

Nikola Tesla Works

Nikola Tesla foi um engenheiro, inventor e futurista cujas descobertas alimentaram o desenvolvimento de sistemas elétricos modernos. Entre suas principais contribuições está a bobina de tesla, criada em 1883. É um transformador que, trabalhando com corrente alternada, é capaz de produzir alta tensão, baixa corrente e alta frequência. 

Em 1887, ele também desenvolveu o motor de indução, que se espalhou por toda a Europa e Estados Unidos. Ambas as invenções deram grandes vantagens para a transmissão de alta tensão em longas distâncias. Entre outras contribuições está a concepção do sistema polifásico para distribuição elétrica. 

A ambição de Tesla foi mantida até o final de seus dias e, embora muitas fossem suas realizações, ele também tinha idéias que não funcionavam ou que não consideravam o financiamento capaz de ser realizado. Um dos mais conhecidos era o seu sistema de telecomunicações sem fio, um projeto no qual o cientista queria transmitir mensagens para o outro lado do Oceano Atlântico.

Eletricidade no século XX

No início do século XX, a eletricidade continuou a se expandir comercialmente e também para uso público. Além disso, novos dispositivos em versões elétricas foram desenvolvidos.

Por exemplo, em 1902, o primeiro ar condicionado foi criado nas mãos de Willis Haviland Carrier e em 1908, Alva J. Fisher desenvolveu a primeira máquina de lavar elétrica comercial chamada “Thor”.

Por outro lado, as descobertas não pararam. Em 1909, Robert Andrews Millikan realizou o experimento que nos permitiria conhecer a carga do elétron, que é a carga elétrica elementar.

Durante 1911, o físico holandês Heike Kamerlingh Onnes descobriu o fenômeno da supercondutividade que ocorre em certos materiais onde a resistência elétrica desaparece. 

Quanto aos desenvolvimentos tecnológicos, Vladimir Zworykin conseguiu criar os sistemas de transmissão de imagens que dariam lugar à televisão. Entre suas principais invenções está o iconoscópio em 1923, o precursor das câmeras de televisão e o tubo de raios catódicos em 1929.

No escopo dos estudos de ondas de rádio e de freqüência eletromagnética, há a invenção de Edwin Howard Armstrong da frequência modulada (FM) usada para o rádio atualmente. Também em 1935, Robert Watson-Watt criou o radar implementando a medição de distâncias por rádio. 

Esta etapa foi caracterizada por grandes processos movidos a energia elétrica, como o desenvolvimento de computadores. Entre as principais invenções para o desenvolvimento de eletrônicos está o transistor, que seria implementado em uma variedade de dispositivos nos níveis doméstico e industrial. A criação deste dispositivo é atribuída a Walter Houser Brattain, John Bardeen e William Bradford Shockley entre o final da década de 1940 e o início da década de 1950.

A energia nuclear

A produção de eletricidade também foi alimentada pela energia nuclear. A partir da década de 1950, começou a se desenvolver em todo o mundo. Em 1951, a eletricidade foi gerada pela primeira vez a partir de um reator nuclear, conhecido como reator americano EBR-I. 

Mais tarde, em 1954, uma rede elétrica foi conectada pela primeira vez a uma usina nuclear, sendo a usina de Obninsk na Rússia. Mais tarde, em 1956, a primeira usina nuclear foi colocada em operação para desempenho comercial, em Sellafield.

No entanto, desde o final do século 20, movimentos foram lançados contra o desenvolvimento da energia nuclear. Uma das principais razões foi o acidente de Chernobyl em 1986.

Outros tipos de geração de energia

Entre as contribuições significativas para o desenvolvimento da energia elétrica neste século, está o estudo da mecânica quântica, que nos permitiria entender os conceitos relacionados à energia fotoelétrica e como o mundo trabalha em escalas atômicas.

Albert Einstein foi um dos personagens principais para ajudar a entender essa teoria, pois fez contribuições para os estudos de Max Planck. Esse foi um dos pilares que impulsionaram o desenvolvimento da produção de eletricidade por meio da energia solar, atualmente usada como fonte de produção ecológica.

Por outro lado, há também a energia gerada através de sistemas hidráulicos, implementada desde a década de 1980, quando a primeira usina hidrelétrica de Northumberland, na Grã-Bretanha, entra em operação. 

Atualmente, é a primeira fonte de energia renovável do mundo, embora não esteja isenta de gerar mudanças ambientais, pois para a sua geração é necessário realizar grandes obras que mudam significativamente as paisagens.

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