Em 1775, Alessandro Volta [p110]
apresentou um dispositivo que ele chamou de "Elettroforo Perpetuo". A
idéia já era conhecida a partir de experimentos de
Wilcke, na Suécia,
anos antes (1762), mas foi Volta quem
popularizou o instrumento nesta forma mais prática. A
figura acima é a do artigo original, talvez redesenhada, e
mostra equipamentos de demonstração do eletróforo
construídos por Volta. O
dispositivo básico consiste de uma placa C-C (fig. 1) de
metal ou de
madeira metalizada, chamada "escudo", ligada a um cabo isolante E,
originalmente de vidro envernizado com goma laca. Embaixo existe um
"prato" metálico A-A, coberto por uma camada de resina isolante
B. O prato, na verdade não é necessário, se o
dispositivo for colocado sobre uma base parcialmente condutora, como
uma mesa de madeira, e o operador estiver igualmente aterrado. O prato
é
necessário nos experimentos das duas últimas figuras,
entretanto. Uma
versão do eletróforo com materiais modernos usaria uma
haste de
plástico como cabo para o escudo, e também uma placa de
plástico no lugar da resina. Ver fotos abaixo.
Se o escudo é posto em
comunicação com o condutor primário de
máquina eletrostática
(fig. 1), com o prato inferior aterrado, o capacitor formado pelo
escudo e o prato com a resina isolante como dielétrico é
carregado
fortemente. Se então o escudo é tocado, tocando-se ao
mesmo tempo o prato, o capacitor é descarregado por
uma forte faísca, mas uma quantidade de carga que se moveu para
a superfície da resina não é removida. Levantando
o escudo
nota-se que ele fica carregado com polaridade oposta à da
superfície da resina.
Efeito similar pode ser obtido atritando-se a resina B com a
mão seca, com uma flanela, etc. (fig.5), colocando-se a seguir o
escudo sobre ela e tocando-se o escudo e o prato, que é
a forma mais usual de se carregar o eletróforo. A resina pode
ficar com carga útil por horas, ou até vários
dias. É
interessante notar que a carga usando uma máquina
eletrostática, embora mencionada claramente por Volta
(e que é fácil de verificar experimentalmente que
funciona muito bem, ver
vídeo abaixo),
praticamente não é mencionada na literatura posterior
sobre o
eletróforo.
Se o escudo, após tocado, for
levantado da resina, nota-se atração e uma grande
elevação no potencial elétrico do escudo.
Faíscas
podem ser drenadas dele, por exemplo para carregar uma garrafa de
Leyden (fig. 3), que depois da repetição em
várias
vezes do procedimento de colocar o escudo sobre a resina,
tocá-lo e levantá-lo tocando o terminal interno da
garrafa, estará fortemente carregada. A descarga da garrafa gera
uma faísca mais intensa que a do eletróforo (fig. 3), mas
com a mesma tensão máxima.
Pode-se usar um eletróforo para
carregar outro com polaridade oposta (fig. 2). O eletróforo
à direita atua exatamente como a garrafa de Leyden na fig. 3, e
o eletróforo da esquerda atua como a máquina
eletrostática da fig. 1. O fio K é apenas uma
conveniência. Pode-se tocar diretamente o escudo do
eletróforo da direita com o escudo do da esquerda, após
levantá-lo de sua base. Quando o outro eletróforo estiver
bem carregado, após vários ciclos, ele pode ser usado
para reforçar a carga do primeiro, invertendo-se os
papéis dos dois. Assim, dois eletróforos formam uma
máquina eletrostática de influência, e ficam cada
vez mais carregados ao se repetir o ciclo. Esta forma de carregar
só funciona confiavelmente quando o primeiro eletróforo
está fortemente carregado. Uma forma melhor de carregar o
segundo eletróforo, descrita por Lichtenberg, é
rolar a borda do escudo carregado do primeiro sobre a placa de resina
do segundo (ver vídeo abaixo). Se encontra na literatura ainda
uma terceira forma, atribuída a Klinkoch, é de
simplesmente posicionar o escudo sobre duas placas de resina
alternadamente, tocando-o a cada vez (não consegui fazer
funcionar assim, mas funciona se se deslizar a borda do escudo sobre a
resina antes de posicioná-lo).
Uma garrafa de Leyden pode ser usada
para reforçar a carga do eletróforo (fig. 4). Ela
é primeiramente carregada como na fig. 3, e a seguir colocada,
segura pela base, sobre a placa de resina. A seguir, a garrafa é
solta e então segura pelo contato interno e roçada sobre
a superfície
da resina. O procedimento provoca a descarga da garrafa, mas a carga
que estava em sua armadura externa é transferida em parte para a
superfície da resina. Também pode ser possível
deixar o escudo sobre a resina quando se coloca a garrafa sobre o
conjunto, o que é análogo ao que é feito
na fig.2, mas usando a
garrafa em vez do eletróforo da esquerda. Aí basta tocar
o botão para efetuar a descarga, mas este procedimento exige
mais carga para funcionar.
Na figura 7, o prato inferior é
montado sobre uma base isolante, formada por outra haste de vidro
envernizado E e uma base de madeira P-P. A base, no artigo original,
é
uma caixa de madeira onde os outros dispositivos podem ser guardados
(fig. 6), e que pode também ser isolada por pés
isolantes, e usada
como outra plataforma isolada, por exemplo para eletrizar pessoas.
Pontas N são montadas em furos no
escudo e no prato, uma esfera Q é montada no prato, e pontas
aterradas M são posicionadas como mostrado. O eletróforo
é carregado e o escudo é levantado para a
posição mostrada. Observando-se o conjunto no escuro,
descargas luminosas (efeito corona) são observadas nas pontas.
Na figura, o escudo
está positivo e o prato negativo. Corona positiva (um penacho)
é observada na ponta ligada ao escudo e na ponta próxima
à esfera no prato, e corona negativa (um ponto luminoso)
é observada nas outras duas pontas. Com o eletróforo
carregado com polaridade oposta, as coronas se invertem. Esse
experimento necessita de um eletróforo grande para ser
claramente observável.
Na figura 8, o conjunto é
montado de cabeça para baixo, e uma garrafa de Leyden com a
armadura externa aterrada e o terminal interno colocado próximo
à bolinha ligada ao escudo é carregada por
faíscas, quando o prato e a placa de resina são
levantados após a carga do eletróforo. Pode-se ainda
obter uma faísca do prato com resina elevado.
Criado: 4 de março de 2009
Última atualização: 17 de junho de 2012.
Desenvolvido e mantido por Antonio Carlos M. de Queiroz.
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