Fluido elétrico
Leiden, 1746. Pieter van Musschenbroek carrega água numa garrafa com uma máquina elétrica, agarra a garrafa e o fio — e leva um choque tão forte que escreve que não o aceitaria uma segunda vez por todo o reino de França. A eletricidade, afinal, pode acumular-se num frasco como um líquido.
Franklin, em Filadélfia, explicou-o com um único fluido. Existe em todos os corpos. O corpo que tem mais do que o normal está carregado positivamente, o que tem menos, negativamente. O atrito não cria o fluido, apenas o transfere. O fluido como substância desapareceu com a descoberta do eletrão, mas os sinais mais e menos e a conservação da carga ficaram para sempre.
| Notação | fluid · electric fire · medida Fr |
| Como se avaliava | pelo comprimento da faísca, pela força do choque, pelo afastamento das folhas do eletroscópio |
| O que se supunha | um líquido sem peso · excesso é mais, falta é menos · conserva-se |
| Introdução e abandono | dois fluidos de Du Fay, 1733 · um fluido de Franklin, 1747 · o eletrão de Thomson, 1897 |
| Notação atual | carga Q, coulombs · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C exatamente |
| Valores típicos | 15 µC — garrafa de Leiden · 15 C — relâmpago · 1 Fr = 2,08·10⁹ eletrões |
01 · Definição
Mais é excesso, menos é falta
Esfregue uma vareta de vidro com seda. Segundo Franklin, o fluido passou da seda para o vidro: o vidro ficou com excesso, mais, a seda com falta, menos. O que aumentou num corpo diminuiu outro tanto no outro. A soma não muda.
Franklin escolheu o sinal ao acaso, e escolheu mal: nos fios correm na realidade eletrões, e eles têm sinal menos. Por isso, segundo os manuais, a corrente vai do mais para o menos, e os eletrões em sentido contrário. Mas a regra principal do fluido é certa: a carga conserva-se em qualquer experiência.
Quanto passou
Dois recipientes, vidro e seda; a linha tracejada é o nível normal do fluido. O cursor indica quantas vezes se passou a seda pelo vidro. O azul acima da linha tracejada é excesso, mais. O vermelho abaixo é falta, menos. A barra em baixo é a soma das cargas, sempre a zero. Debaixo dos recipientes, como se escreve hoje: os eletrões passaram do vidro para a seda.
Carregar a garrafa e esperar a faísca
A ação principal é o botão «Rodar a máquina». À esquerda, um globo de vidro esfrega numa almofada e gotas azuis de fluido correm pelo fio até à armadura interior da garrafa. Quanto mais fluido, maior a tensão. À direita fica o descarregador: duas bolas de latão, com o intervalo definido pelo cursor. Quando a tensão chega à rutura do ar, cerca de 3 kV por milímetro, salta uma faísca amarela e a garrafa esvazia-se. O ecrã à direita regista a tensão ao longo do tempo. O tempo é real.
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02 · Conversão
| {n} | {v} | {note} |
O franklin é a carga que repele uma carga igual à distância de 1 cm com a força de 1 dine. São 3,335 64·10⁻¹⁰ C, cerca de dois mil milhões de eletrões. A unidade recebeu o nome de Franklin em 1941.
O ampere-hora é a carga que passa numa hora com uma corrente de 1 A: 3600 C. A bateria de um telemóvel de 4000 mA·h guarda 14 400 C — quase mil relâmpagos em carga, mas a uma tensão de apenas 4 V.
03 · Ordens de grandeza
04 · Instrumentos de medição
05 · Regras de escrita
06 · Unidades vizinhas
07 · Secção histórica
O fluido media-se pelo que havia à mão: o comprimento da faísca, a força do choque, o número de garrafas de uma bateria. Em 1785 Coulomb deu pela primeira vez uma lei da força, e a carga passou a ser uma grandeza com unidade. No sistema CGS a unidade passou a ser o franklin, no SI o coulomb, através do ampere e do segundo.
Desde 2019 tudo convergiu na «gota de fluido»: a carga elementar e está fixada exatamente, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Um coulomb são cerca de 6 241 509 074 460 762 607,776 cargas elementares, e os dígitos podem contar-se até onde se quiser. O fluido revelou-se granular.
Catálogo de grandezas
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Uma gota de ácido muda a cor do sumo, o sal tinge a chama, a água congela com uma pancada. Por baixo, todas as fichas do Simetrium, por disciplina e por ordem alfabética.
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