Breve história da electricidade

A electricidade é tão omnipresente na nossa vida quotidiana que tendemos a pensar nela como uma necessidade fundamental, tal como a água corrente. No entanto, a verdade é que nós, humanos, só o temos usado há relativamente pouco tempo. Estudada desde os finais do século XVI, a electricidade – entendida como fenómeno eléctrico observável – foi durante muito tempo um mero objecto de curiosidade e entretenimento antes de se tornar parte da nossa vida quotidiana. Se alguma vez se perguntou como e porquê esta mudança surgiu, encontrará todas as respostas nesta breve história da electricidade.

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A descoberta da electricidade: os pioneiros

Até ao final do século XVIII, o termo electricidade era reservado aos corpos que, quando esfregados juntos, se atraíam ou repeliam uns aos outros, um campo conhecido hoje como electrostática. Em todo o caso, a atracção de corpos leves por objectos electrificados por fricção é conhecida desde a antiguidade. A sua descoberta é atribuída ao filósofo grego Tales de Miletus (século VI a.C.), que viu que, depois de esfregar vigorosamente um pequeno pedaço de âmbar, adquiriu a propriedade de atrair pequenas partículas. De facto, a palavra electricidade é derivada do grego elektron, que significa ‘âmbar’. No entanto, o estudo sistemático da electricidade só começou realmente no final do século XVI, com o cientista inglês William Gilbert (1544-1603), autor do primeiro tratado conhecido sobre o assunto.

As contribuições de Gilbert foram retomadas por um alemão, Otto von Guericke (1602-1686), que inventou a primeira máquina de vácuo. Isto facilitou a atracção de corpos electrificados, uma vez que o ar já não era um obstáculo. Von Guericke foi também o arquitecto da primeira máquina electrostática: neste caso, um grande balão de enxofre que o cientista electrizou esfregando-o com as mãos. Estes instrumentos rudimentares permitiram-lhe descobrir tanto o fenómeno da condução eléctrica, ou seja, a capacidade desta misteriosa energia de ser transmitida através de certos corpos, como a potência dos pontos, ou seja, a tendência dos objectos pontiagudos a exibirem propriedades eléctricas.

Este último efeito foi explorado um século mais tarde pelo americano Benjamin Franklin (1706-1790), depois de ter demonstrado, em 1752, que o relâmpago era um fenómeno eléctrico, uma espécie de faísca gigante. Esta observação, juntamente com as descobertas de Von Guericke sobre objectos pontiagudos, permitiu-lhe inventar o pára-raios. Esta era uma vara pontiaguda que, quando colocada em edifícios ou navios, os mantinha a salvo dos efeitos da electricidade das nuvens.

No século XVIII, o trabalho experimental iniciado no século anterior acelerou-se. Outros efeitos foram rapidamente descobertos e novas ferramentas surgiram, enquanto novos conceitos foram definidos, um passo preliminar indispensável para a compreensão dos fenómenos electrostáticos. Devemos ao inglês Stephen Gray (1666-1673) a descoberta da electrificação por influência, que consiste na possibilidade de electrificar um corpo à distância, sem contacto directo, bem como a distinção entre corpos condutores, que permitem a propagação da electricidade, e corpos isolantes, que inibem esta transmissão.

Desde cargas positivas e negativas até à voltagem

Em 1733, o físico e químico francês Charles du Fay (1698-1739) deu outro contributo fundamental para a história da electricidade. Du Fay descobriu que existiam dois tipos de electricidade – aquilo a que agora chamamos cargas eléctricas: um primeiro tipo obtido a partir da fricção de vidro, a que chamou electricidade vítrea, e um segundo tipo obtido a partir da fricção de corpos resinosos, a que chamou electricidade resinosa. Dois corpos com uma carga eléctrica da mesma natureza repelem-se mutuamente, enquanto dois corpos com uma carga eléctrica diferente se atraem um ao outro. Por esta razão, Benjamin Franklin adoptou os conceitos de electricidade positiva e negativa anos mais tarde.

Mas a verdadeira revolução veio de um lugar inesperado: o trabalho de um anatomista italiano, Luigi Galvani (1737-1798) sobre os músculos das pernas de rã dissecadas. Em 1791, descobriu que estes músculos apresentavam propriedades eléctricas curiosas quando entraram em contacto com dois metais de tipos diferentes.

Mais tarde, o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) retomou os avanços do seu compatriota e mostrou que o sapo desempenhava apenas um papel secundário: o efeito eléctrico resultava na realidade do contacto de dois metais de natureza diferente através de um pano húmido. Inspirado por esta conclusão, em 1800 desenvolveu a primeira bateria eléctrica, que consistia numa bateria – daí o seu nome – de discos de cobre e zinco, entre os quais estavam tecidos interligados embebidos em ácido.

Esta invenção revolucionou a electricidade: ao contrário das máquinas electrostáticas que tinham de ser carregadas por fricção – e que descarregavam num tempo muito curto – a bateria Volta produziu uma espécie de descarga contínua que o físico francês André-Marie Ampère (1775-1836) baptizou de corrente eléctrica em 1820. Este conceito refere-se a um deslocamento de cargas dentro de um condutor. Em homenagem a Ampère, a unidade internacional para a intensidade da corrente eléctrica, ou seja, o número de cargas que passam por uma secção de condutor por unidade de tempo, é chamada ampere. Em homenagem ao Volta, o termo tensão foi cunhado, ou seja, a capacidade de uma bateria para produzir uma corrente eléctrica. A quantidade seria expressa em volts.

Motores e electromagnetismo

Outro momento importante na história da electricidade veio com a descoberta da electrólise, a decomposição de uma substância em solução em iões por meio de uma corrente eléctrica. Isto foi feito por meio de duas barras sólidas ligadas aos terminais de uma bateria (dois eléctrodos, de acordo com a terminologia introduzida por Michael Faraday alguns anos mais tarde). A electrólise permitiu ao químico inglês Humphry Davy (1778-1829) descobrir, no início do século XIX, uma multidão de elementos até então desconhecidos: sódio, potássio, cálcio, magnésio, bário e estrôncio. Substituindo a solução aquosa por um gás encerrado numa caixa de vidro, foram produzidas as primeiras descargas eléctricas de longa duração, que serviriam de base para os primeiros dispositivos de iluminação urbana na segunda metade do século XIX. Finalmente, em 1841, o inglês James Prescott Joule (1818-1899) observou que a passagem de uma corrente eléctrica num condutor metálico provocava uma libertação de calor. Este é o efeito Joule, um fenómeno pelo qual, se uma corrente eléctrica flui num condutor, parte da energia cinética dos electrões é transformada em calor.

Esta descoberta iria desencadear uma segunda revolução no norte da Europa. Em 1820, Hans Christian Ørsted (1777-1851), professor de física na Universidade de Copenhaga, observou que um fio condutor com uma corrente eléctrica deflectia uma agulha magnética colocada nas proximidades. Esta experiência, embora revelando pela primeira vez a existência de efeitos magnéticos da electricidade, inaugurou o estudo das interacções entre ímanes e fios cruzados por correntes.

Este estudo teve implicações teóricas consideráveis. Por exemplo, mostrou que um íman podia mover um fio condutor atravessado por uma corrente. Ao explorar este efeito para ligar um circuito eléctrico, Michael Faraday percebeu, já em 1821, o que pode ser considerado o antepassado do motor eléctrico.

Por outro lado, a experiência de Ørsted tinha demonstrado a existência de ligações entre a electricidade e o magnetismo. Os dois domínios foram unificados pelo escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) em 1864, dando origem a um electromagnetismo.

A era das grandes invenções

A segunda metade do século XIX foi marcada por um desenvolvimento espectacular da electricidade industrial ou electrotécnica. A bateria Volta foi rapidamente substituída por baterias mais eficientes, tais como a bateria Daniell (1836), a bateria Bunsen (1841) ou a bateria Leclanché (1864). Em 1859, o francês Gaston Planté (1834-1889) desenvolveu a primeira bateria ou acumulador recarregável. Os geradores experimentaram um boom semelhante: a invenção do dínamo na década de 1870 por Zénobe Gramme (1826-1901) anunciou o aparecimento dos primeiros geradores de corrente alternada ou alternadores, nomeadamente graças ao trabalho do engenheiro croata Nikola Tesla (1856-1943). Estes dispositivos, accionados pelas enormes turbinas das centrais eléctricas, são o elemento central na produção de energia eléctrica. O desenvolvimento de geradores acompanhou naturalmente o desenvolvimento de dispositivos inversores, mais conhecidos como motores eléctricos.

Estes avanços contribuíram para o desenvolvimento de aplicações eléctricas ao longo do século passado. Já em 1839, o primeiro instrumento de telecomunicações que utiliza sinais eléctricos transmitidos ao longo de um fio, o telégrafo, desenvolvido pelos engenheiros William Cooke e Charles Wheatstone, apareceu em Inglaterra. Em 1876, o americano Alexander Graham Bell (1847-1922) usou pela primeira vez sinais eléctricos para transportar a voz humana à distância: nasceu o telefone.

Logo foi a vez dos meios de transporte serem electrificados: o primeiro eléctrico, pelos engenheiros alemães Werner von Siemens e Johann Halske, data de 1879. O primeiro comboio eléctrico, inventado por Thomas Alva Edison (1847-1931), data de 1880. Edison foi também a força motriz de numerosas invenções, tais como o fonógrafo, a câmara cinematográfica e a lâmpada incandescente.

Graças ao desenvolvimento dos transformadores eléctricos na década de 1880 e às altas tensões que estes dispositivos tornaram possíveis, foi possível alargar a distância do transporte de electricidade do seu local de produção até ao coração das cidades, o que constituiu uma revolução urbana. Isto também marcou o nascimento de sinais luminosos, o que marcou um ponto de viragem na história da publicidade.

Neste ponto da história da electricidade, poderíamos deter-nos em muitos outros aspectos que permitiram a evolução e melhoria da iluminação, tais como a tecnologia LED. Ou o nascimento do primeiro aparelho de televisão, criado a 26 de Janeiro de 1927 pelo escocês John Logie Baird (1888-1946). No entanto, tantos avanços e tão decisivos que merecem um lugar à parte.

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