Efeito Armstrong - Armstrong effect

Máquina Hidrelétrica Armstrong

O efeito Armstrong é o processo físico pelo qual a eletricidade estática é produzida pela fricção de um fluido. Foi descoberto pela primeira vez em 1840, quando uma faísca elétrica resultou de gotículas de água sendo varridas pelo escapamento de vapor de uma caldeira. O efeito tem o nome de William Armstrong , que mais tarde se tornou o primeiro Barão Armstrong, que foi uma das várias pessoas envolvidas na descoberta do efeito e na investigação dos processos envolvidos. Usando este princípio, Armstrong passou a inventar o que chamou de Máquina Hidrelétrica Armstrong , que, apesar do nome, gerava eletricidade estática e não energia hidrelétrica .

Descoberta

Em Seghill , perto de Newcastle upon Tyne, no norte da Inglaterra, a ferrovia Cramlingham Colliery tinha um motor sinuoso de 28 cavalos (21 kW) para transportar os vagões de carvão. Em setembro de 1840, Patterson, o motorista do motor, percebeu um leve vazamento de vapor ao lado da válvula de segurança . Temendo que a pressão da caldeira estivesse muito alta, ele enfiou a mão na nuvem de vapor de resfriamento para liberar a válvula e sentiu um formigamento nos dedos ao tocá-la. Ele não conseguia ver claramente o que estava acontecendo, então inicialmente pensou que tinha acertado os dedos. No entanto, nos dias seguintes, ele fez experimentos simples e acabou contando a seus colegas, que experimentaram o mesmo fenômeno. Patterson descobriu então que, movendo o dedo lentamente em direção à válvula, ele podia ver uma faísca. A notícia disso se espalhou boca a boca, e uma teoria era que a caldeira corria o risco de explodir porque o fogo fora da caldeira estava de alguma forma penetrando dentro dela. O construtor do motor decidiu que era seguro, mas disse a dois associados, Hugh Pattinson e Henry Smith, que descobriram que o efeito aumentava para a criação de faíscas de ⅜ polegada (10 mm) se uma escavadeira de metal fosse mantida no vapor e na ponta de uma lâmina de canivete perto da válvula.

Armstrong, que na época era um advogado com interesse em ciência e engenharia, envolveu-se e escreveu a Michael Faraday sobre Patterson: "Ele ficou muito surpreso com o aparecimento de uma faísca brilhante, que passou entre a alavanca e sua mão, e foi acompanhado por uma violenta torção em seus braços, totalmente diferente de tudo que ele tinha experimentado antes. " Faraday respondeu, dizendo que não tinha certeza se o efeito era devido à evaporação ou se tinha alguma causa química, e sugerindo mais experimentos que poderiam ser realizados. Faraday publicou essas cartas, junto com uma de Pattinson, na London and Edinburgh Philosophical Magazine . Uma longa correspondência se seguiu. Em novembro de 1840, Armstrong conseguiu criar faíscas de 2 polegadas (50 mm) e determinou que as faíscas foram criadas onde o vapor foi liberado na atmosfera e não estavam emergindo mais para trás na caldeira. Durante este tempo, Pattinson criou faíscas de 4 polegadas (100 mm), mas depois desistiu das investigações. Foi então que percebeu-se que o efeito já havia sido observado muito antes por Alessandro Volta, que registrou que uma cinza incandescente produzia um distúrbio elétrico quando jogada na água em uma panela de metal.

Desenvolvimento da técnica - Máquina Hidrelétrica Armstrong

Armstrong continuou seu trabalho durante 1842, encontrando um efeito semelhante com ar comprimido em vez de vapor, e construindo um "aparato de evaporação" com um bico de fricção especialmente projetado capaz de produzir faíscas de 12 polegadas (300 mm). A carga elétrica no vapor era positiva, embora Faraday descobrisse que adicionar terebintina à água produzia uma polaridade negativa. Em 1843, Armstrong projetou um gerador eletrostático em escala real com pernas eletricamente isolantes. Essas máquinas, com 46 jatos de vapor, ele chamou de "geradores hidrelétricos". Um foi criado na Royal Polytechnic Institution de Londres e outro foi exportado para os EUA. Essas eram máquinas temíveis, fazendo um barulho ensurdecedor, e as faíscas de 560 mm (22 polegadas) nocautearam um cachorro que se aproximou demais e matou um homem grande. Em sua época, era a forma mais poderosa de gerar eletricidade estática e era notável por não ter peças móveis. Em uma demonstração no Newcastle's Lit and Phil , a multidão era tão grande que Armstrong não conseguiu entrar pela porta e teve que entrar por uma janela, o que exigiu duas escadas. Como resultado de seus esforços, por recomendação de Faraday e Charles Wheatstone , ele foi eleito membro da Royal Society em 1846. Continuando com seus interesses científicos e de engenharia, ele se tornou um importante industrial em engenharia hidráulica e artilharia militar e geração de eletricidade .

Aplicações práticas

Quando ele tinha 82 anos, Armstrong recuperou seu interesse pela eletrostática. Nessa época, a máquina de Wimshurst foi inventada e Armstrong confirmou que esse era o design superior para criar eletricidade estática para seus experimentos. A principal aplicação prática da máquina de Armstrong tinha sido um espetáculo para atrair multidões. No entanto, nos tempos modernos, o efeito Armstrong é aproveitado em alguns sprays de tinta para polarizar a tinta, reduzindo assim a quantidade de tinta necessária e permitindo que ela adira melhor em ângulos agudos. Por outro lado, o efeito teve consequências danosas, em parte porque era obscuro e pouco conhecido. Em 1969, três petroleiros foram danificados por explosões em seus tanques enquanto eram limpos com jatos de água de mangueiras de alta pressão. Em uma escala muito menor, um vazamento de uma lata de spray aerossol pode inflamar os gases que escapam dela se forem inflamáveis.

Referências

Leitura adicional