História do Eletromagnetismo

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ELETROMAGNETISMO
J. Fernando Rocha
Diagrama Esquemático
900 a.C. – Magnus, um pastor de ovelhas grego caminha sobre um 
campo de pedras que atraem seu cajado. A região chama-se Magnésia. 
600 a.C – Tales of Mileto esfrega âmbar (elektron em grego) 
com pele de gato e atrai pedaços de penas.
1269 – Pierre de Maricourt (Petrus Peregrinus) descobre que 
ímãs naturais esféricos (pedra-ímã) alinham agulhas com 
linhas de longitude apontando entre dois pólos sobre a pedra.
Primórdios
1088 – Bússola pela primeira vez é 
descrita por Shen Kua
Yao (1040)
Sec. XVI – Girolamo Cardano (1501-1576) elabora a diferença
entre âmbar e pedra-ímã
A glória de Deus é ocultar, a glória dos reis é descobrir, disse, 
mais ou menos, Salomão (Provérbios 25:2). Muitos séculos 
depois, o inglês sir Francis Bacon, um dos primeiros reis da 
ciência, deu um conselho curioso aos que estudavam a 
Natureza: deveriam suspeitar de tudo que suas mentes
adotassem com muita satisfação. Talvez uma maneira de 
prevenir contra a ilusão de que qualquer descoberta humana
fosse completa, ou tivesse completamente desvendado o que 
Deus encobrira. No momento (século 17) em que crescia a idéia 
quase herética de que existia um Livro da Natureza tão cheio 
de mensagens cifradas de Deus para os homens quanto o Livro 
dos Livros, Bacon aconselhava a Ciência a não desprezar o que 
diziam os mitos e as Escrituras. A glória de Deus se 
manifestava de várias formas, algumas eram apenas mais 
poéticas do que as outras.
Num livro chamado Labyrinth: Uma Busca pelo Significado 
Escondido da Ciência, Peter Pesic [.] escreve que a primeira 
"mensagem" assim identificada do Livro Secular da Natureza 
foi o magnetismo, que os gregos e romanos já conheciam e os 
chineses já usavam na navegação, mas que só começou a ser 
estudado a fundo pelo inglês William Gilbert, contemporâneo de 
Francis Bacon na corte da rainha Elizabeth I, de quem era 
médico. O magnetismo era a prototípica evidência de uma força 
invisível na Natureza, a primeira alternativa à pura vontade de 
Deus como algo por trás de tudo. Gilbert, que chamava a força 
magnética de "alma" da Terra, deduziu que todo o planeta era 
uma pedra magnética e que os ímãs eram filhos da Terra, com
quem ela compartilhava seu poder. E recorreu à linguagem 
poética, no caso erótica, para descrever a origem conjunta do 
ferro e da sua misteriosa propriedade, no ventre profundo do 
globo, igual a "o sangue e o sêmen na geração dos animais".
Veríssimo – OESP (14/09/2003)
William Gilbert
Século XVI: Rompimento da barreira entre duas tradições: 
pensadores e artesãos
Dedicatória: “Aos que não procuram conhecimento nos 
livros, mas nas próprias coisas”
(1544-1603)
De Magnete 1600
Ø Crítica dos escritos anteriores: Condena os mitos, 
falsidades…criadas para serem engolidas pela humanidade”.
Ø Primeiro modelo
experimental: 
Terrela
Ø “Magnus magnes ipse est globus terrestris” (O próprio globo 
terrestre é um grande ímã)
Um grande ímã feita de pedras-ímãs coberto de água, rocha e 
solos.
Ø Um objetivo maior: Uma nova cosmologia em que o 
magnetismo teria um papel essencial.
Ø Fenômenos ligados ao magnetismo:
1. Atração;
2. Alinhamento com a direção Norte-Sul;
3. Declinação, ou desvio em relação ao meridiano;
4. Inclinação (o ângulo em relação ao plano horizontal);
5. Revolução ou movimento circular.
Ø O primeiro tratado sobre eletricidade: distinção entre os 
fenômenos magnéticos e os elétricos: todos os materiais (âmbar) 
que atraem palha (e outros objetos leves) quando atritados.
Ø A rotação da Terra está relacionada com o magnetismo
Ver A.P. Guimarães – CH 28 (167) p. 74 2000
Ø Fabricou o primeiro eletroscópio (versorium)
“Tenho o maior respeito, admiração e inveja desse autor, 
que criou tão estupendo conceito em relação a um objeto 
que tantos homens de esplêndido intelecto manipularam 
sem dar a devida atenção (…). O que eu desejaria para 
Gilbert é que ele tivesse sido mais matemático, 
especialmente com um forte fundamento em geometria, 
uma disciplina que o tornaria menos precipitado ao 
aceitar como provas rigorosas as razões que apresenta 
como verae causae [causas verdadeiras] para as 
conclusões corretas às quais chegou.”
Galileo Galilei nos Diálogos sobre os dois grandes sistemas
Experiments and Notes about the Mechanical Origin or Production
of Electricity (1675)
“Atração elétrica é um material effluvium liberado e retornado a um 
corpo elétrico”
Atração mútua na eletricidade
Condução elétrica
Stephen Gray (1666-1736)
(1729)
Objetos, como cortiça, separados por 30 m, 
podiam ser eletrificados ligando-os a tubos de 
vidro através de fios metálicos
Robert Boyle (1627-91):
Condutores X Isolantes
Tipos de cargas elétricas
Charles Dufay (1698 – 1739) 
Garrafa de Leiden
Kleist e Musschenbroek (1975)
Condensador de carga
Geradores Eletrostáticos
Atrito: Hauskbee (1706)
Indução: Wimshurts (1882)
Benjamin Franklin (1706-90)
Um único fluido de eletricidade
Modelo: um único fluido com dois estados de 
eletrificação. Conservação de carga elétrica total 
de dois tipos: positivas e negativas 
Experiments and Observations on Electricity
Eletricidade dos raios Eletricidade artificial
“Não há carga elétrica dentro de um corpo metálico”
Analogia com a Mecânica: 2
1
F
d
µ
Lei do inverso do quadrado da distância
Joseph Priestley (1733-1804)
The History of Electricity (1767)
John Michell (1724-93)
A Treatise on Artificial Magnets (1750)
A ação de um ímã sobre outro pode ser deduzida a partir de 
uma lei de força que varia com o inverso do quadrado da 
distância entre os pólos individuais do ímã.
An Attempt to Explain some of the Principal 
Phenomena of Electricity, by Means of an Elastic 
Fluid (1772)
Henry Cavendish (1731-1810 )
Experimentos não-publicados: estudos de 
capacitância e medidas de correntes elétricas
Inaugura um novo rumo para a pesquisa 
em eletricidade e magnetismo: indepen-
dentemente inventa uma balança de 
torsão e mostra a lei do inverso do 
quadrado da distância para as cargas 
elétricas; verifica a lei de Michell para 
ímãs e sugere ser impossível separar dois 
pólos sem criar mais dois pólos em cada 
parte do ímã.
Charles A. Coulomb (1736-1806)
Galvanismo (magnetismo animal)
Luigi Galvani (1737-98)
Usa a resposta do tecido animal 
para estudar correntes elétricas 
produzidas pela ação química ao 
invés da eletricidade estática
Tipos de eletricidade: artificial 
(atrito); natural (raios) e animal 
(transportada a partir do cérebro)
Comentários sobre a Força Elétrica nos 
Movimentos Musculares (1791)
Pilha Eletroquímica
Alessandro Volta (1745 – 1827)
Pilha Voltaica (1799)
Sim! O aparelho de que falo e que, sem dúvida, vos 
surpreenderá, consiste apenas na montagem de um 
certo número de bons condutores de diferentes tipos, 
dispostos de determinado modo. São necessários 30, 
40, 60 ou mais peças de cobre ou, melhor ainda, de 
prata, ficando cada uma delas em contato com uma 
peça de latão ou melhor ainda, com peças de zinco e 
um igual número de camadas de água ou outro líquido 
que seja melhor condutor que a água pura, 
nomeadamente a água salgada ou uma solução 
alcalina, ou então camadas de cartão, ou couro bem 
impregnadas de um destes líquidos…
Eletromagnetismo
Hans C. Oersted (1777-1851)
Panfleto anunciando sua descoberta
1820
“Duas correntes se atraem quando se movem paralelamente, no mesmo sentido” e 
“se repelem quando se movem paralelamente, em sentidos contrários” (25/09) 
Mémoire sur la théorie mathématique des phénomènes électro-dynamiques uniquement 
déduite de l'expérience, dans lequel se trouvent réunis les Mémoires que Ampère a 
communiqués à l'Académie royale des Sciences, dans les sciencesdes 4 et 26 dècembre
1820, 10 juin 1822, 22 décembre 1823, 12 septembre et 21 novembre 1825 [Paris 1827]
Dominique Arago (1786 – 1853) Andrè Marie Ampère (1775-1836)
Repercussão na França – Académie de Sciences
11/09/1820
Ø Modelo de ímãs em termos de correntes elétricas moleculares
Ø Sua formulação inaugura o estudo da eletrodinâmica indepen-
dentemente da eletrostática
Lyon
Ø a deflexão da agulha de uma bússola causada por uma corrente 
elétrica poderia ser usada para medir a intensidade da corrente 
(princípio do galvanômetro). 
Expressão para a intensidade da força magnética 
produzida por um pequeno segmento de um fio 
conduzindo uma corrente elétrica
Félix Savart (1792-1841Jean Biot (1774-1862)
Ohm usou fios de comprimentos, espessuras
e materiais diferentes e comparou a corrente 
com aquela gerada em um condutor padrão 
(1827)
Balança de torsão 
adaptada a um galva-
nômetroGeorge S. Ohm (1789-1854)
Michael Faraday (1791-1867)
O magnetismo pode produzir correntes elétricas ?
Motor ElétricoEletroquímica
Linhas de campo 
(1852)
Indução Eletromagnética (1831)
Efeito magneto-óptico (1845)
Electricity 3: III
Linhas de Força e o Conceito de Campo
...Ele [Faraday] concebe todo o espaço como um campo de força, as
linhas de força sendo, em geral, curvas, e aquelas devido a qualquer 
corpo estendendo-se dele para todos os lados, suas direções sendo 
modificadas pela presença de outros corpos. Ele mesmo fala das 
linhas de força pertencentes a um corpo como partindo dele, tal que 
em sua ação sobre corpos distantes ele não pode ser pensado
atuando onde ele não está. Isto, entretanto, não é uma idéia 
dominante em Faraday. Eu penso que ele teria dito que o campo do
espaço está cheio de linhas de força, cujo arranjo depende daqueles
corpos no campo, e que as ações mecânica e elétrica sobre cada 
corpo são determinadas pelas linhas que o atravessam.
J. C. Maxwell