Termoeletricidode

Versão 1.0 

             Em 1826, Seebeck observou que aquecendo-se a junção de um circuito fechado, feito de dois metais diferentes (por exemplo antimônio e bismuto), ocorria um fluxo de corrente elétrica. A explicação desse fenômeno escapa aos objetivos desta publicação, mas suas propriedades básicas são as seguintes: l) o fluxo da corrente é sempre o mesmo para qualquer diferença de temperatura constante desde que os metais sejam os mesmos; 2) o fluxo da corrente e assim a voltagem disponível é proporcional à diferença de temperatura entre as junções; e 3) se várias junções forem dispostas em série, as voltagens se adicionam.

             A segunda propriedade é empregada na medição de temperatura em lugares inacessíveis, e é uma das mais úteis. Um termopar é um circuito fechado de dois metais, tais como cobre-constantã, cujas junções estão dispostas, uma no objeto a ser medido e outra a uma temperatura de referência conhecida, geralmente 0°C, com um banho de gelo fundido. Medindo-se a diferença de potencial entre as junções, encontra-se a temperatura do objeto.

             As diferenças muito pequenas de temperatura podem ser medidas com uma termopilha baseada na propriedade 3 e que consiste em várias junções ligadas eletricamente em série, mas termicamente em paralelo. Obtém-se assim grande variação de potencial para uma pequena mudança de temperatura. 

           O efeito de Peltier é o corolário desse fenômeno. Quando uma corrente atravessa um circuito fechado, formado por dois trechos de metais diferentes, uma das junções torna-se mais fria e a outra, mais quente. Esse efeito pode ser anulado pelo aquecimento normal de uma corrente que passa por um fio, a menos que grandes números de junções estejam termicamente dispostas em paralelo.

Seu emprego é limitado à pequena refrigeração e aos equipamentos de ar condicionado. Uma aplicação útil consiste em colocar uma junção de referência a 0°C, em um termopar. Quando a água se resfria e há a formação de gelo, a expansão em volume do líquido aí contido interrompe o processo, ativando o microinterruptor e, à medida que o líquido se contrai pelo aquecimento, o interruptor se fecha e o resfriamento recomeça.

Fluxo de eletricidade estática

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A eletricidade estática é a mais antiga forma conhecida da eletricidade. Quando um objeto carregado é aproximado de outro colocado no chão, uma pequena centelha salta entre o intervalo de um e de outro. Essa centelha é um fluxo de corrente elétrica.

Quase todas as pessoas estão familiarizadas com esse fenômeno.

Quem, em uma ou outra ocasião, caminhando sobre um tapete espesso não recebeu um choque ao tocar um objeto metálico ou outra pessoa? Essa sensação torna-se ainda mais forte quando os tapetes são de fibras artificiais, principalmente de náilon.

A eletrificação estática representa um grande perigo para a indústria, onde uma simples fagulha é muitas vezes a causa de grave explosão, como, por exemplo, nas refinarias de petróleo. Os anfiteatros dos hospitais, onde se realizam operações, também correm perigo, pois quase todos anestésicos gasosos são altamente explosivos. A eletricidade estática ainda oferece riscos nos veículos espaciais, que empregam combustíveis voláteis.

Grande número de substâncias antiestáticas foram desenvolvidas para combater tais situações. Sendo más condutoras, causam a perda da carga em lugar de seu gradativo acúmulo, que leva ao desprendimento da centelha. Uma atmosfera seca oferece mais perigo, visto que o ar seco é um bom isolador; porém, se a atmosfera estiver úmida, a carga elétrica foge porque a umidade é boa condutora de eletricidade.

As cargas estáticas podem ser úteis e são as melhores e mais simples fontes geradoras de altas voltagens para f ins científicos. Um gerador van de Graaf opera por meio de uma carga que é espalhada em uma correia isoladora em movimento e levada ao topo de uma cúpula metálica. A carga oposta é expelida para fora da cúpula e levada pela correia até a ter-

ra. Esse processo é contínuo e como a carga não foge, podem_ se acumular voltagens muito

grandes, até cerca de 4 milhões de volts (4MV); entretanto não se produzem correntes muito

grandes, pois a correia só consegue transportar pequena quantidade de carga de cada vez.

Assim, os geradores desse tipo são normalmente usados para raios-X e para aceleração de

partículas em desintegradores de átomos, onde importam altas voltagens e não correntes.

                                                             Gerador van de Graaf

Como funciona um radioceptor

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As ondas de rádio se propagam à velocidade aproximada de 300.000 km/s; durante o trajeto, os respectivos campos eletromagnético e eletrostático se mantém em ângulos retos. Nessa propagação, há que distinguir duas características inter-relacionadas: comprimento de onda e frequência. Se uma onda oscila, isto é, se varia de positivo para negativo e vice-versa, 300.000 vezes num segundo, a distância entre duas cristas consecutivas da onda será de 1.000 metros. Portanto. a um comprimento de onda de 1.000 metros corresponde a frequência de 300.000 ciclos por segundo. De acordo com o Sistema Nacional de Metrologia, que adota no caso uma convenção internacional, dá-se ao ciclo por segundo a denominação de hertz (Hz).

Assim, 300.000 ciclos por segundo são 300.000 Hz, ou 300 kHz. Frequências muito altas se expressam em megahertz (MHz), que equivale a 1.000 kHz ou 1.000.000 de Hz. Nessas condições, diz-se que a onda de t.000 m tem frequência de 300 kHz.

Um fio estendido pode interceptar uma parte da onda de rádio (fig. 137). A voltagem do sinal, passando pela bobina L1, induz corrente na bobina L2 que, sintonizada pelo capacitor variável VC1, seleciona a frequência desejada.

Receptores portáteis podem usar um tipo de antena de quadro em miniatura (figura 138). A onda induz uma tensão no enrolamento dessa antena. que é igualmente sintonizada por urn capacitor (VCl), de sorte a selecionar a emissora desejada. Os receptores portáteis de reduzidas dimensões geralmente têm no seu interior uma bobina enrolada em barra de ferrite, que funciona como antena (figura 139). A sintonização é feita de maneira idêntica (capacitor VCI). Um enrolamento menor X-X alimenta um transistor. As antenas de quadro e as enroladas em barra de ferrite são ambas direcionais. Elas detectam melhor o sinal quando o eixo (imaginário) que passa através dos enrolamentos é colocado em posição perpendicular à direção em que se encontra o transmissor. Basta girar o receptor. até encontrar intensidade ótima de sinal. Este fenômeno é aplicado em equipamentos próprios para localizar transmissores, cuja posição é desconhecida.

Frase do Nikola Tesla

“Deixe que o futuro diga a verdade avalie cada um de acordo com o seu trabalho e realizações o presente pertence a eles mas o futuro pelo qual sempre trabalhei pertence a mim” 

                                                                                                                 Nikola Tesla (1856 – 1943)

Gravação de "vídeo-tope"

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As frequências que devem ser registradas, quando se pretende gravar imagem de TV numa fita magnética, são muito mais altas que as frequências de som. Com o tipo normal de gravador, a velocidade da fita deveria ser tão grande que torna isso impraticável.

Um método para superar este problema e empregar cabeças igualmente distanciadas no perímetro de um volante que gira. Passando se por essas cabeças gravadoras uma fita de 1,5 cm, 2,5 cm ou5 cm de largura, as trilhas gravadas com as imagens ficam inclinadas em certo ângulo (Figura 200).

A velocidade da fita dependerá do que se quer gravar. Poderá ser de 40 cm por seg. ou 20 cm por seg., sendo que esta última, quando usada com Cabeças rotativas, dá uma velocidade efetiva de 22 m/seg.

Reprodução estereofônica

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O som estereofônico parece ter direção e profundidade como se estivéssemos presentes a um concerto sinfônico. Este efeito depende de mudanças na intensidade e fase dos sons vindos de direções diferentes (figura 198). O mesmo efeito e obtido usando-se dois conjuntos separados, cada qual constituído de microfone, amplificador e alto-falante. Uma pessoa colocada entre os alto-falantes, em posição correspondente ao terceiro vértice de um triângulo, tem a impressão de estar presente a uma execução ao vivo.

O disco estereofônico tem dois canais, um para a direita e outro para esquerda, colocados num sulco, e obtidos de dois microfones (um direito e outro esquerdo), ou então de microfone bidirecional.

 A agulha de um toca-discos estereofônico pode vibrar em duas direções. Vibração numa das direções muda o campo magnético na bobina da saída direita: na outra direção, faz o mesmo quanto à saída esquerda. Cada saída vai para seu próprio amplificador e alto-falante (figura 198).

Em fitas estereofônicas, duas ou quatro trilhas alimentam separadamente os dois canais (figura 199). A gravação é feita a partir de duas fontes e amplificadores. Quando se toca a fita, o som é capitado simultaneamente das duas trilhas com alto-falantes e amplificadores individuais.

Para se obterem melhores resultados, o equipamento estereofônico pode ter amplificadores de alta-fidelidade, circuitos que dão distorção muito pequena numa faixa bem grande de frequências.

Radioastronomia

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Observações realizadas diretamente por telescópios comuns ficam restrita as frequências. Exposições fotográficas registram as observações. Luz visível e raios semelhantes são absorvidos pelas nuvens, mas as radiações de radiofrequência têm maior comprimento de onda e não são impedidas de passar. Galáxias e sistemas remotos geram "ruídos" de rádio - isto é, emissões irregulares de radiofrequência. Uma antena direcional pode localizar o ponto de onde provêm estas emissões. O refletor (236) pode ter vários metros de diâmetro e concentra os sinais na antena. Os sinais são levados a um receptor muito sensível e são registrados. Em geral, estas fontes de ruído de rádio se localizam perto de sistemas observados opticamente (237). Fontes de ruído de rádio foram localizadas a distâncias enormes, muito além do que poderia ser alcançado com telescópio ótico e onde nenhum corpo celeste pôde ser observado ou fotografado. Portanto, dessa maneira conseguem-se informações além da faixa que pode ser observada oticamente. Radiotelescópios já conseguiram localizar galáxias a distâncias que vão além de 4 500 milhões de anos-luz.