Primeiros inventores e inovadores de eletricidade

A história da eletricidade começa com William Gilbert (1544–1603), um médico e cientista natural que serviu a rainha Elizabeth pela primeira vez na Inglaterra. Antes de Gilbert, tudo o que se sabia sobre eletricidade e magnetismo era que uma rocha (magnetita) possuíam propriedades magnéticas e que esfregar âmbar e jato atraía pedaços de vários materiais para começar a grudar.

Em 1600, Gilbert publicou seu tratado "De magnete, Magneticisique Corporibus" (sobre o ímã). Impresso em latim acadêmico, o livro explicou anos das pesquisas e experiências de Gilbert sobre eletricidade e magnetismo. Gilbert aumentou muito o interesse pela nova ciência. Foi Gilbert quem cunhou a expressão "electrica" ​​em seu famoso livro.

Inspirados e educados por Gilbert, vários inventores europeus, incluindo Otto von Guericke (1602-1686) de Charles Francois Du Fay (1698-1739) da França e Stephen Gray (1666-1736) da Inglaterra expandiram a conhecimento.

Otto von Guericke foi o primeiro a provar que um vácuo poderia existir. Criar um vácuo era essencial para todos os tipos de pesquisas adicionais em eletrônica. Em 1660, von Guericke inventou a máquina que produzia eletricidade estática; este foi o primeiro gerador elétrico.

Em 1729, Stephen Gray descobriu o princípio da condução de eletricidade e, em 1733, Charles Francois du Fay descobriu que a eletricidade vem em duas formas que ele chamou de resinoso (-) e vítreo (+), agora chamado de negativo e positivo.

O frasco de Leyden era o capacitor original, um dispositivo que armazena e libera uma carga elétrica. (Naquela época, a eletricidade era considerada o misterioso fluido ou força.) O frasco de Leyden foi inventado em 1745 quase simultaneamente na Holanda pelo acadêmico Pieter van Musschenbroek (1692-1761) Em 1745 e na Alemanha pelo clérigo e cientista alemão Ewald Christian Von Kleist (1715–1759). Quando Von Kleist tocou seu pote de Leyden pela primeira vez, ele recebeu um choque poderoso que o derrubou no chão.

O frasco de Leyden recebeu o nome da cidade natal e universidade de Musschenbroek, Leyden, pelo cientista e clérigo francês Jean-Antoine Nollet (1700–1770). O frasco também foi chamado de frasco kleistiano, em homenagem a Von Kleist, mas esse nome não ficou.

Pai fundador dos EUA Ben Franklin's (1705–1790) importante descoberta foi que eletricidade e raios eram a mesma coisa. O pára-raios de Franklin foi a primeira aplicação prática de eletricidade. filósofo atural Henry Cavendish da Inglaterra, Coulomb da França e Luigi Galvani da Itália fez contribuições científicas para encontrar usos práticos para a eletricidade.

Em 1747, o filósofo britânico Henry Cavendish (1731-1810) começou a medir a condutividade (a capacidade de transportar uma corrente elétrica) de diferentes materiais e publicou seus resultados. O engenheiro militar francês Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806) descobriu em 1779 o que mais tarde seria chamado de "Lei de Coulomb", que descrevia a força eletrostática da atração e repulsão. E em 1786, o médico italiano Luigi Galvani (1737-1798) demonstrou o que agora entendemos ser a base elétrica dos impulsos nervosos. Galvani fez com que os músculos dos sapos se contraíssem, sacudindo-os com uma faísca de uma máquina eletrostática.

Após o trabalho de Cavendish e Galvani, veio um grupo de importantes cientistas e inventores, incluindo Alessandro Volta (1745-1827) da Itália, físico dinamarquês Hans Christian Ørsted (1777-1851), físico francês Andre-Marie Ampere (1775–1836), Georg Ohm (1789-1854) da Alemanha, Michael Faraday (1791-1867) da Inglaterra e Joseph Henry (1797-1878) dos EUA.

Joseph Henry foi um pesquisador no campo da eletricidade, cujo trabalho inspirou muitos inventores. A primeira descoberta de Henry foi que o poder de um ímã poderia ser imensamente fortalecido enrolando-o com fio isolado. Ele foi a primeira pessoa a criar um ímã capaz de levantar 3.500 libras de peso. Henry mostrou a diferença entre ímãs de "quantidade" compostos por comprimentos curtos de fio conectados em paralelo e excitados por algumas células grandes e ímãs de "intensidade" enrolados com um único fio longo e excitados por uma bateria composta de células em série. Esta foi uma descoberta original, aumentando muito a utilidade imediata do ímã e suas possibilidades para futuras experiências.

Michael Faraday, William Sturgeon (1783-1850) e outros inventores rapidamente reconheceram o valor das descobertas de Henry. Esturjão disse magnanimemente: "O professor Joseph Henry foi capaz de produzir uma força magnética que eclipsa totalmente todas as outras anais inteiros de magnetismo, e nenhum paralelo é encontrado desde a milagrosa suspensão do célebre impostor oriental em seu ferro caixão."

Essa frase comumente usada é uma referência a uma história obscura banalizada por esses cientistas europeus sobre Muhammad (571–632 CE), o fundador da islamismo. Na verdade, essa história não era sobre Maomé, mas uma história contada por Plínio, o Velho (23–70 dC) sobre um caixão em Alexandria, Egito. De acordo com Plínio, o Templo de Serapis em Alexandria havia sido construído com poderosas lodestones, tão poderosas que o caixão de ferro da irmã mais nova de Cleópatra, Arsinoë IV (68–41 aC), foi dito ter sido suspenso no ar.

Joseph Henry também descobriu os fenômenos de auto-indução e indução mútua. Em seu experimento, uma corrente enviada através de um fio no segundo andar do edifício induziu correntes através de um fio semelhante na adega dois andares abaixo.

O telégrafo foi uma invenção antiga que comunicava mensagens à distância através de um fio usando eletricidade que foi posteriormente substituída pelo telefone. A palavra telegrafia vem das palavras gregas tele, que significa longe, e grapho, que significa escrever.

As primeiras tentativas de enviar sinais por eletricidade (telégrafo) foram feitas muitas vezes antes de Henry se interessar pelo problema. William Sturgeon's A invenção do eletroímã incentivou pesquisadores na Inglaterra a experimentar o eletroímã. Os experimentos falharam e só produziram uma corrente que enfraqueceu após algumas centenas de metros.

No entanto, Henry amarrou uma milha de fio fino, colocou uma "intensidade" bateria de um lado, e fez a armadura tocar o sino do outro. Nesse experimento, Joseph Henry descobriu a mecânica essencial por trás da telégrafo elétrico.

Essa descoberta foi feita em 1831, um ano inteiro antes de Samuel Morse (1791-1872) inventar o telégrafo. Não há controvérsia sobre quem inventou a primeira máquina de telégrafo. Essa foi a conquista de Morse, mas a descoberta que motivou e permitiu a Morse inventar o telégrafo foi a conquista de Joseph Henry.

Nas próprias palavras de Henry: "Esta foi a primeira descoberta do fato de que uma corrente galvânica podia ser transmitida a uma grande distância com tão pouca diminuição de força que produza efeitos mecânicos e dos meios pelos quais a transmissão poderia ser realizado. Vi que o telégrafo elétrico agora era praticável. Eu não tinha em mente nenhuma forma particular de telégrafo, mas me referi apenas ao fato geral de que agora era demonstrado que um a corrente galvânica pode ser transmitida a grandes distâncias, com potência suficiente para produzir efeitos mecânicos adequados ao desejado objeto."

Henry, em seguida, voltou-se para o projeto de um motor magnético e conseguiu criar um motor de barras alternativo, onde ele instalou o primeiro comutador de pólos automático, ou comutador, já usado com uma bateria elétrica. Ele não conseguiu produzir movimento rotativo direto. Seu bar oscilava como a viga de um barco a vapor.

Thomas Davenport (1802-1851), um ferreiro de Brandon, Vermont, construiu um carro elétrico digno de estrada em 1835. Doze anos depois, o engenheiro elétrico norte-americano Moses Farmer (1820-1893) exibiu uma locomotiva elétrica. Em 1851, o inventor de Massachusetts Charles Grafton Page (1712–1868) dirigiu um carro elétrico nos trilhos da Ferrovia Baltimore e Ohio, de Washington a Bladensburg, a uma velocidade de hora.

No entanto, o custo das baterias era muito alto na época e o uso do motor elétrico no transporte ainda não é prático.

O princípio por trás do dínamo ou gerador elétrico foi descoberto por Michael Faraday e Joseph Henry, mas o processo de seu desenvolvimento em um gerador de energia prático consumiu muitos anos. Sem um dínamo para a geração de energia, o desenvolvimento do motor elétrico estava parado e a eletricidade não pode ser amplamente utilizada para transporte, fabricação ou iluminação, como é usada para hoje.

A luz do arco como dispositivo prático de iluminação foi inventada em 1878 pelo engenheiro de Ohio Charles Brush (1849–1929). Outros haviam atacado o problema da iluminação elétrica, mas a falta de carbonos adequados impedia seu sucesso. Brush fez várias lâmpadas acenderem em série a partir de um dínamo. As primeiras luzes Brush foram usadas para iluminação de ruas em Cleveland, Ohio.

Outros inventores melhoraram a luz do arco, mas houve desvantagens. Para iluminação externa e grandes salas, as luzes de arco funcionavam bem, mas as luzes de arco não podiam ser usadas em salas pequenas. Além disso, eles estavam em série, ou seja, a corrente passou por todas as lâmpadas por sua vez, e um acidente com uma delas jogou toda a série fora de ação. Todo o problema da iluminação interna deveria ser resolvido por um dos inventores mais famosos da América: Thomas Alva Edison (1847–1931).

O primeiro de Edison invenções numerosas com eletricidade era um gravador de votos automático, pelo qual ele recebeu uma patente em 1868, mas não conseguiu despertar nenhum interesse pelo dispositivo. Então ele inventou um ticker de ações, e iniciou um serviço de cotação em Boston com 30 ou 40 assinantes e operava a partir de uma sala na Gold Exchange. Esta máquina Edison tentou vender em Nova York, mas ele retornou a Boston sem ter conseguido. Ele então inventou um telégrafo duplex, no qual duas mensagens podiam ser enviadas simultaneamente, mas, em um teste, a máquina falhou devido à estupidez do assistente.

Em 1869, Edison estava no local quando o telégrafo falhou na Gold Indicator Company, uma preocupação em fornecer os preços do ouro na Bolsa de Valores a seus assinantes. Isso levou à sua nomeação como superintendente, mas quando uma mudança na propriedade da empresa o expulsou da posição que ele formou, com Franklin L. Papa, a parceria da Pope, Edison e Company, a primeira empresa de engenheiros elétricos nos Estados Unidos.

Não muito tempo depois Thomas Edison lançou a invenção que o iniciou no caminho para o sucesso. Esse foi o melhor indicador de ações, e a Gold and Stock Telegraph Company pagou a ele US $ 40.000 por isso. Thomas Edison imediatamente montou uma loja em Newark. Ele melhorou o sistema de telegrafia automática em uso na época e o introduziu na Inglaterra. Ele experimentou cabos submarinos e elaborou um sistema de telegrafia quadruplex através do qual um fio era feito para fazer o trabalho de quatro.

Essas duas invenções foram compradas por Jay Gould, proprietário da Atlantic e Pacific Telegraph Company. Gould pagou US $ 30.000 pelo sistema quadruplex, mas se recusou a pagar pelo telégrafo automático. Gould havia comprado a Western Union, sua única competição. "Quando Gould chegou ao Western Union", disse Edison, "eu sabia que não havia mais progresso na telegrafia e entrei em outras linhas".

Edison retomou seu trabalho para a Western Union Telegraph Company, onde inventou um transmissor de carbono e o vendeu para a Western Union por US $ 100.000. Com base nisso, Edison montou laboratórios e fábricas em Menlo Park, Nova Jersey, em 1876, e foi lá que ele inventou o fonógrafo, patenteado em 1878, e iniciou uma série de experimentos que produziram sua lâmpada incandescente.

Thomas Edison foi dedicado a produzir um lâmpada elétrica para uso interno. Sua primeira pesquisa foi sobre um filamento durável que queimaria no vácuo. Uma série de experimentos com um fio de platina e vários metais refratários teve resultados insatisfatórios, assim como muitas outras substâncias, incluindo o cabelo humano. Edison concluiu que algum tipo de carbono era a solução e não um metal - o inventor inglês Joseph Swan (1828–1914) havia chegado à mesma conclusão em 1850.

Em outubro de 1879, após catorze meses de trabalho duro e o gasto de US $ 40.000, um fio de algodão carbonizado selado em um dos globos de Edison foi testado e durou quarenta horas. "Se vai queimar quarenta horas agora", disse Edison, "Eu sei que posso fazê-lo queimar cem." E assim ele fez. Era necessário um filamento melhor. Edison o encontrou em tiras de bambu carbonizadas.

Edison também desenvolveu seu próprio tipo de dínamo, o maior já feito até aquele momento. Juntamente com as lâmpadas incandescentes de Edison, foi uma das maravilhas da Exposição Elétrica de Paris de 1881.

A instalação na Europa e América de plantas para serviços elétricos logo se seguiu. A primeira grande estação central de Edison, fornecendo energia para três mil lâmpadas, foi erguida no Viaduto Holborn, Londres, em 1882, e em setembro daquele ano, a Pearl Street Station na cidade de Nova York, a primeira estação central na América, foi colocada em Operação.

• Beauchamp, Kenneth G. "História da telegrafia". Stevenage Reino Unido: Instituto de Engenharia e Tecnologia, 2001.
• Brittain, J.E. "Pontos de viragem na história elétrica americana". Nova York: Institute of Electrical and Electronics Engineers Press, 1977.
• Klein, Maury. "Os fabricantes de energia: vapor, eletricidade e os homens que inventaram a América moderna". Nova York: Bloomsbury Press, 2008.
• Shectman, Jonathan. "Experiências científicas, invenções e descobertas inovadoras do século XVIII." Greenwood Press, 2003.