Garrafa de Leyden

O que é a garrafa de Leyden?

O primeiro dispositivo capaz de armazenar uma carga elétrica era o frasco de Leyden. Inventado por um alemão, Ewald G. von Kleist, em 4 de novembro de 1745, ele fez a descoberta por acidente.

Enquanto experimentava com eletricidade, ele tocou seu gerador elétrico para um prego preso em um frasco de remédios pela cortiça. Mais tarde, ele recebeu um grande choque ao tocar o prego.

Embora não entendesse como funcionava, descobrira que o prego e o frasco eram capazes de armazenar temporariamente elétrons.

Hoje nós chamaríamos este dispositivo um capacitor. Os capacitores são usados em todos os tipos de equipamentos eletrônicos. Von Kleist pode ter sido o primeiro, mas ele está quase esquecido hoje.

O crédito para o Garrafa de Leyden é atribuído geralmente a Pieter van Musschenbroek de Leyden, Holland que em 1746 descobriu exatamente a mesma coisa.

Usando um jarro de água com uma haste de metal nele, ele tocou a haste de seu gerador eletrostático. Nada parecia acontecer, mas quando a pessoa segurando o frasco tocou a vara, ele teve um choque terrível.

O marketing é tudo, e as notícias da descoberta de Van Musschenbroek se espalharam rapidamente pela Europa e por todo o mundo.

O frasco de Leyden tornou-se muito importante na pesquisa elétrica. Mais compacto e mais fácil de mover do que um gerador eletrostático, os experimentadores podem carregar seus frascos e levar a eletricidade armazenada com eles no laboratório ou no exterior.

Benjamin Franklin usou frascos de Leyden em suas experiências famosas do voo do papagaio.

Mais de um século depois, os frascos e capacitores de Leyden se tornaram importantes na iluminação elétrica, no rádio e em muitas outras aplicações práticas.

O frasco de Leyden é o mesmo objeto a que se refere a frase “pegar um raio numa garrafa”, o que significa capturar algo poderoso e evasivo e então ser capaz de segurá-lo e mostrá-lo ao mundo.

Como funciona

O frasco de Leyden é um recipiente cilíndrico feito de um dielétrico (um isolador, como plástico ou vidro) com uma camada de folha de metal no interior e no exterior.

Com a superfície externa aterrada, é dada uma carga à superfície interna.

Isto dá ao exterior uma carga igual, mas oposta.

Quando as superfícies externa e interna são conectadas por um condutor, você recebe uma faísca e tudo volta ao normal.

A quantidade de carga de um destes dispositivos pode armazenar está relacionado com a tensão aplicada a ele vezes sua capacitância.

Em termos simples, a capacitância depende da área da folha ou do metal, do tipo de material entre as duas camadas de folha e da espessura (geralmente, quanto mais fina, melhor) desse material.

A garrafa de Leyden

Garrafa de Leyden original

Revista as paredes internas e externas de uma garrafa grande, de boca larga, com folha de alumínio; ligue o revestimento interno a um bastão metálico montado na rolha e o revestimento externo a um cano d’água por meio de um fio. Esse instrumento foi inventado na cidade de Leyden, na Holanda, há mais de dois séculos.

A garrafa de Leyden porta-se como um reservatório para conter grandes quantidades de eletricidade.

Utilizando uma máquina de eletrização, carregue positivamente o revestimento interno da garrafa. Elétrons subirão da terra, através do fio, para o revestimento externo. Repita várias vezes o processo de carregar, mediante a máquina de eletrização. As cargas opostas sobre os dois revestimentos se atrairão, de modo que você pode obter uma grande quantidade de carga sobre as paredes.

Descarregue a garrafa tocando a sua parede externa com uma bola da extremidade de uma haste metálica e aproximando do cabo da garrafa a outra extremidade. Você produzira uma faisca “forte”, que ateará fogo ao álcool ou ao gás que escapar de um bico de Bunsen (não toque no cabo.

Você poderá levar um choque violento!) A garrafa de Leyden é uma espécie de condensador elétrico, como os que você encontra nos aparelhos de rádio.

A garrafa de Leyden foi o primeiro aparelho feito especificamente para armazenar carga elétrica. Até hoje, ela é utilizada para demonstrações de eletrostática em laboratórios.

No entanto, a garrafa de Leyden não tem aplicações na tecnologia da eletricidade. O capacitor (condensador) mais utilizado atualmente é o capacitor plano, formado por duas placas planas paralelas.

História do Capacitor

A história dos capacitores começa em 1745 com a famosa experiência da garrafa de Leyden. Nessa época, os interessados pelos fenómenos eletrostáticos faziam experiências várias, tentando desvendar os segredos duma ciência que não compreendiam.

Experiência de Leyden

A experiência que conduziu à garrafa de Leyden era realizada com uma máquina eletrostática, um varão de ferro suspenso do teto na horizontal por fios de seda (isolante) e uma garrafa de vidro com água.

A máquina era constituída por uma roda com manivela ligada por uma correia a um globo de vidro que podia rodar em torno de um eixo.

Um dos experimentadores fazia rodar o globo através do acionamento da manivela. Um segundo experimentador assentava as mãos sobre o globo de vidro para produzir eletricidade por frição. Noutra parte do globo era estabelecido contato elétrico com o varão de ferro.

Na outra extremidade deste varão, um terceiro experimentador segurava a garrafa de vidro com a mão direita, de forma que uma peça de latão ligada ao varão de ferro mergulhava na água.

Do globo saltavam faíscas para o varão. O experimentador com a garrafa numa mão aproximava a outra mão do varão fazendo saltar faíscas do varão para a mão.

Foi o que fez Petrus Van Musschenbroek (1692-1761), professor de Filosofia e de Matemática na Universidade de Leyden, na Holanda. Apanhou um choque tão forte que correu a escrever ao naturalista francês Reaumur (1683-1757), descrevendo a experiência e o seu resultado, sublinhando ter sido a comoção tão grande que julgava morrer.

O mesmo descreveram outros experimentadores e, apesar do desconforto e do perigo adivinhado, a experiência foi realizada por toda a Europa interessada nestes assuntos.

A experiência ficou conhecida mas não compreendida. Nomeadamente, não se sabia quais as funções da água, do vidro e do experimentador que segurava na garrafa. Das experiências que se seguiram, concluiu-se que a água podia ser substituída por outra substância condutora.

Parece que foi o americano Benjamim Franklin (1706-1790) o primeiro a substituir a água por um metal.

Fonte: www.codecheck.com/ethw.org/atlassociety.org/br.geocities.com