História do Eletromagnetismo

O Eletromagnetismo é a parte da Física que estuda fenômenos eletromagnéticos, ou seja, estuda tanto fenômenos elétricos quanto magnéticos. Para entender a unificação de ambos os fenômenos, vamos antes entender como cada um deles foi descoberto, separadamente, para então entender de fato a história do Eletromagnetismo.

A descoberta da eletricidade se deu por Tales de Mileto que, ao esfregar um âmbar em um pedaço de pele de carneiro percebeu que pequenos pedaços de palha começaram a ser atraídos pelo âmbar: essa era a eletrificação por atrito. O nome eletricidade vem de âmbar, que em grego é élektro. Os estudos sobre eletricidade avançam: Em 1672, Otto Von Guericke inventou uma máquina geradora de cargas elétricas, e cerca de 50 anos depois, Stephen Gray faz a primeira distinção entre condutores e isolantes elétricos. Em 1785, Charles Augustin Coulomb realizou experiências com uma balança de torsão e enunciou a famosa lei que hoje leva seu nome: “a força entre duas cargas é diretamente proporcional a carga em cada uma delas e inversamente ao quadrado da distância que as separa”. Alguns anos mais tarde, no século XVIII, Alessandro Volta obteve pela primeira vez na História uma fonte de corrente elétrica contínua, através de uma pilha que foi denominada de pilha voltaica. Na cidade holandesa de Leyden, Pieter Van Musschenbroek, físico e matemático, observou que uma garrafa de vidro com água em seu interior, tampada com uma rolha perfurada por uma haste metálica que ficava em contato com a água, armazenava energia elétrica. O dispositivo, que na verdade é um capacitor, ficou conhecido, também, como garrafa de Leyden. Mais adiante na História, o físico Hans Christian Örsted observou que um fio de corrente elétrica age sobre a agulha de uma bússola, surgindo então a primeira relação entre Eletricidade e Magnetismo. E por falar em Magnetismo, como ele se desenvolveu ?

O Magnetismo teve seu surgimento na Grécia Antiga, quando um pastor de cabras ou ovelhas, ao aproximar a ponta de ferro de seu cajado em uma pedra que hoje conhecemos como magnetita, percebeu o surgimento de uma força até então inexplicável. Entretanto, os primeiros estudos foram feitos por Tales de Mileto por volta do século VI a.E. (assim como na Eletricidade). Muitos séculos depois, vários estudos realizados por Pierre Pelerin de Maricourt, no século XVIII, descreveu uma grande quantidade de experimentos sobre magnetismo, inclusive, devemos a ele as denominações polo norte e polo sul às extremidades do imã, bem como a descoberta de que a agulha de uma bússola aponta aproximadamente para o norte geográfico da Terra. Em seguida, chegamos novamente à História de Hans Christian Örsted, percebendo a primeira relação entre eletricidade e magnetismo.

Outro cientista que deu contribuições importantes na definição de quantidade de eletricidade a partir da lei de Coulomb, como também forneceu a primeira medida absoluta do momento magnético de ímãs e da intensidade do campo magnético terrestre, foi Karl Friedrich Gauss, dando continuidade ao trabalho de William Gilbert.

Por sua vez, em 1831, Michael Faraday enrolou duas espiras de fio em torno de um anel de ferro e observou que a corrente exerce uma ação para trás que correspondia a sua ação magnética. Mas foi James Clerk Maxwell quem unificou todo o Eletromagnetismo e, em 1865, mostrou que as ondas eletromagnéticas deslocam-se à velocidade da luz.

1° Equação de Maxwell - Lei de Gauss para a Eletricidade: É o equivalente à lei de Coulomb em situações estáticas. Ela relaciona os campos elétricos e suas fontes, as cargas elétricas, e pode ser aplicada mesmo para campos elétricos variáveis com o tempo.

2° Equação de Maxwell - Lei de Gauss para o Magnetismo: Esta lei é equivalente à primeira, mas aplicável aos campos magnéticos e evidenciando ainda a não existência de monopolos magnéticos (não existe polo sul ou polo norte isolado). De acordo com essa lei, as linhas de campo magnético são contínuas, ao contrário das linhas de força de um campo elétrico que se originam em cargas elétricas positivas e terminam em cargas elétricas negativas.

3° Equação de Maxwell - Lei de Ampère: A lei de Ampère descreve a relação entre um campo magnético e a corrente elétrica que o origina. com base na simetria de natureza: se um campo magnético variável induz uma corrente elétrica, e consequentemente um campo elétrico, então um campo elétrico variável deve induzir um campo magnético.

4° Equação de Maxwell - Lei de Faraday: Essa lei descreve as características do campo elétrico originando um fluxo magnético variável. Os campos magnéticos originados são variáveis no tempo, gerando assim campos elétricos do tipo rotacionais.

Referências

[1] CAVALCANTE, Kleber G. A História do Eletromagnetismo. Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-historia-eletromagnetismo.htm. Acesso em 04 de junho de 2021.

[2] História da eletricidade. Só Física, 2008. Disponível em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/HistoriaDaFisica/historiadaeletricidade.php. Acesso em 04 de ju

nho de 2021.

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[3] TEIXEIRA, Mariane M. Magnetismo. Mundo Educação, 2021. Disponível em: https://https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/magnetismo.htm. Acesso em 04 de junho de 2021.

[4] UFRGS, Eletricidade e Magnetismo – Uma pequena cronologia. Disponível em: https://www.ufrgs.br/eletromagnetismo/material-suplementar/historia-do-eletromagnetismo/. Acesso em 05 de junho de 2021.