Autor: Roberto das Neves
Se você buscar as respostas para estas
questões, através de livros científicos e professores, você terá uma resposta
muito bem elaborada, mas, no final das contas, você acabará percebendo que
recebeu um montão de informações, que na verdade, não lhe darão o completo
conhecimento para realmente entender e compreender o que é eletricidade e o que
é luz.
Então, tomei a liberdade para tentar
explicar o que são e como elas funcionam, de uma forma bem didática, tendo em
vista o real funcionamento da natureza, para que as pessoas tenham uma noção
mais realista sobre eletricidade e luz.
Comecemos pela eletricidade, com a
frase: “corrente elétrica”.
Esta frase foi cunhada, para explicar
que a eletricidade, tal qual uma corrente de água, ou, um fluxo de água, se
desloca por uma via.
Ou seja, uma nascente de água,
geralmente nasce em um ponto alto, como um morro, ou uma montanha, e, através
da gravidade, essa água começa a se mover para lugares mais baixos, ela forma
um fluxo de água, formando pequenos rios, que vão se alargando, conforme a
quantidade de água aumente. Então, um fluxo de água, é uma corrente de água.
A água é formada por moléculas,
moléculas são formadas por átomos. Um átomo é a união entre prótons e elétrons,
ou, prótons, nêutrons e elétrons.
Essa formação dos átomos consiste em:
um núcleo, que é formado por prótons de carga positiva e nêutrons sem carga, e
esse núcleo, é orbitado por elétrons de carga negativa. A interação entre o
positivo do próton e o negativo do elétron é que torna essa “montagem” do
átomo, uma configuração estável, com o elétron orbitando o próton e ou, também,
orbitando prótons e nêutrons.
Uma corrente de água é o fluxo das
moléculas de água (que são compostas por átomos), que se move de um ponto mais
alto, para um ponto mais baixo, devido à gravidade.
Então, você agora sabe por que a água
se movimenta nos rios.
Com a eletricidade, acontece uma coisa
totalmente diferente.
A eletricidade se move, mas não por
causa da gravidade.
Enquanto que na água, são os átomos
que se movem devido à força gravitacional, na eletricidade, quem se move são os
elétrons.
Imagine um fio de cobre. Esse fio é
formado por átomos, bilhões de átomos, que estão formando milhões de filas,
umas ao lado das outras, e essas filas percorrem todo o comprimento do fio.
Todos esses átomos possuem elétrons,
que estão todos eles, girando em órbita dos seus núcleos, os prótons e
nêutrons, sempre em uma mesma direção.
Uma vez que todos os elétrons estão
girando em uma mesma direção em torno de seus núcleos, isso significa que o
cobre é um condutor de eletricidade, ou, melhor dizendo, é um condutor de
elétrons.
Um material não condutor de
eletricidade é um material formado por átomos que estão todos eles,
enfileirados e juntinhos, porém, que não possuem elétrons girando em uma única
e mesma direção. Nele, os elétrons estão, cada um deles, girando em direções
diferentes em torno de seus núcleos, ou seja, uma baderna de movimentos
orbitais.
Então, agora você sabe o que significa
um material capaz de conduzir elétrons (um condutor) e um material incapaz de
conduzir elétrons (um não condutor).
Podemos agora, explicar o que é e como
funciona a eletricidade.
Antes, devemos lembrar que, a palavra
eletricidade, deriva da palavra elétron, então, eletricidade significa: a
capacidade do elétron se mover, através da troca de órbitas, com outros
elétrons, ou, um fluxo de elétrons.
Uma vez que, no fio de cobre, todos os
átomos possuem elétrons que giram em torno de seus núcleos, todos eles em uma
mesma direção, o que aconteceria se, nesse fio, você injeta-se bilhões de
elétrons que não pertencem a outros átomos, ou seja, elétrons livres, leves e
soltos?
Uma parte desses elétrons percorreria
o fio de cobre, passando pelos espaços existentes entre os átomos, enquanto
que, outra parte desses elétrons, seria atraída pelos átomos, obrigando-os a
girarem em torno dos seus núcleos.
Só que, já existem elétrons orbitando
os núcleos.
O que acontece então?
Parte desses elétrons livres entrará
em filas, empurrando os elétrons que já estavam girando em torno dos núcleos,
fazendo com que esses elétrons passem de uma órbita de um núcleo, para outra,
sempre em uma direção e em filas, pois, todos eles estão orbitando os núcleos
em uma mesma direção, a outra parte desses elétrons livres, que não foram
capturados pelos núcleos, atravessará o caminho delimitado pelo fio entre os
átomos.
Então, temos filas de núcleos, que
estão parados, orbitados por elétrons, que estão em movimento, girando em torno
de seus núcleos parados, que, ao serem empurrados por elétrons livres, farão
esses elétrons que estavam orbitando seus núcleos, passarem de uma órbita em
torno de um núcleo, para outra orbita em torno de outro núcleo que esteja na
frente da fila.
Quanto mais elétrons livres você
injetar, mais rapidamente ocorrerá a troca de órbitas entre eles, e os elétrons
livres gerarão o fluxo dos elétrons, ou, a corrente de elétrons, ou ainda, a
corrente elétrica, gerando assim, calor, por causa desse movimento, e esse
movimento afetará todos os outros elétrons livres que não foram capturados
pelas órbitas dos núcleos, esses elétrons livres, serão afetados pela colisão
com os átomos capturados.
E quando e por que, esse movimento de
elétrons gera luz?
Um fio de cobre é projetado de tal
forma que, sua espessura seja suficiente para aguentar o fluxo de elétrons, sem
aquecer muito e derreter.
Para fazer com que esses elétrons em
movimento gerem calor e luz, na verdade, o processo é muito simples.
Pegue uma lâmpada e observe como ela é
feita. Ela possui um filamento de metal bem fininho, geralmente na forma de uma
mola.
Isso significa que esse fiozinho é
composto por bem menos átomos, por ser bem mais fino que um fio de cobre.
Isso faz com que as filas de elétrons
que estão se deslocando pelos bilhões de átomos que compõe o fio de cobre, e os
elétrons livres que não foram capturados pelos átomos, sejam obrigados a
percorrer uma área muito afunilada, contendo um fio fininho, um filamento, com
bem menos átomos que o fio de cobre.
Para que todos esses bilhões de
elétrons no fio de cobre passem por esses poucos átomos do fiozinho do
filamento, eles serão obrigados a orbitar mais rapidamente em torno dos poucos
núcleos dos átomos parados, que estão no caminho dentro do filamento, passando
muito mais rapidamente de órbita para órbita, de um núcleo para outro e
espremendo a passagem dos elétrons livres que não foram capturados pelos
núcleos dos átomos.
Essa tremenda velocidade, gerará muito
calor no filamento, e os elétrons livres colidirão com os elétrons que estão
orbitando os átomos muito velozmente. Os átomos livres viajam na velocidade da
luz e serão espalhados e expulsos do filamento, gerando a luz na lâmpada nesse
processo.
Então, a luz nada mais é do que
elétrons livres viajando a velocidades altíssimas, que ficaram quentes, devido
ao choque e atrito com os elétrons que se movimentam passando de um núcleo de
um átomo para outro em velocidades altíssimas.
Esse filamento, também foi projetado,
tal qual o fio de cobre, para que ele possa suportar o tranco do afunilamento
da passagem dos elétrons. Por isso, ele não derrete totalmente e se quebra,
cortando o fluxo dos elétrons.
Esses elétrons livres que estão viajando
pelo fio, também tem uma propriedade, descoberta por Tesla:
A sua direção de deslocamento pode ser
mudada.
E daí surgiu a definição de
deslocamento dos elétrons pelo fio, que pode ser: AC: corrente alternada ou DC:
corrente contínua.
Mas, descobriram também, que existem
certos tipos de gás, que também possuem a propriedade de serem formados por
átomos cujos elétrons, giram da mesma forma que os elétrons do fio de cobre, ou
seja, eles giram todos em uma mesma direção.
Isso possibilitou a criação de lâmpadas
que, em vez de usarem filamentos, usam gás, que se aquece, por conterem menos
átomos que o fio de cobre.
A passagem dos elétrons livres pelo
fio de cobre se afunila ao passar pelo gás contido na lâmpada, forçando os
elétrons a trocarem de órbita mais rapidamente nas órbitas dos núcleos do gás,
porque esses átomos estão em menor quantidade do que no fio de cobre, ao ponto
do gás se aquecer e gerar luz por causa do fluxo de elétrons livres, tal qual
acontece com o filamento.
Deu pra captar o que é eletricidade e
o que é luz, até agora?
Então, como você captura e injeta
elétrons em um fio de cobre em quantidade suficiente para que ele gere
eletricidade?
Pelas minhas explicações, você
percebeu que existem elétrons que fazem parte de núcleos que formam os átomos,
mas, percebeu também, que existem grandes quantidades de elétrons viajando
livres leves e soltos, por todo o universo e que não estão atrelados a nenhum
átomo.
Para captura-los, é muito simples,
basta que você coloque em movimento giratório, um disco de metal, e ligar esse
disco a um fio. O movimento giratório atrairá esses elétrons, pois criará uma
ligação magnética ente o disco e o ambiente que está repleto de elétrons.
As turbinas das hidrelétricas são
basicamente isso.
Até agora, eu expliquei o que é a
eletricidade artificial, mas, a eletricidade existe também naturalmente, e você
vê isso, através dos raios nas tempestades.
Em nossa atmosfera, existem bilhões de
elétrons livres, e existem também, bilhões de elétrons fazendo parte de átomos
que compõe o ar que respiramos, compondo gases de dezenas de tipos, gotículas
de vapor de água, etc., etc., etc.
A água é um bom condutor de elétrons,
ou, um condutor de eletricidade.
Acontece que, uma vez ou outra, alguns
desses elétrons livres, se encontram com átomos pertencentes a um grupo de
moléculas e ocorre o mesmo tipo de encadeamento de eventos explicado na geração
de eletricidade no fio de cobre.
Mas, enquanto que no fio de cobre, os
átomos estão todos eles juntinhos e em filas ordenadas, na natureza, eles estão
em filas desordenadas.
Você percebe isso ao ver um raio, ele
não segue uma linha reta, originada na nuvem e indo até o chão, ele segue uma
linha que vai formando vários ângulos até atingir o chão, ou simplesmente,
segue outras direções, até encontrar uma área que não possua um grupo de átomos
e moléculas que possuam grupos de átomos que tenham elétrons girando todos em
uma mesma direção. Quando ele não encontra um grupo desses para dar
continuidade ao seu movimento, o movimento para, se apaga.
O elétron não emite fótons
de luz, o elétron é o próprio fóton de luz.
Se o elétron, viajando livremente pelo espaço, na velocidade
de 300.000 metros por segundo, não colidir com outras partículas, ele não gerará o efeito de luz.
Somente quando
os elétrons encontram em seu caminho áreas contendo regiões com massa: nuvens de
partículas, poeira estelar, planetas, satélites, etc., ele interage, pelo
atrito, pela colisão, com essas massas, gerando luz visível, tornando tais
massas, visíveis aos nossos sentidos.
Bom, então é isso. Espero que tenha conseguido sucesso em
tentar lhes explicar o que é eletricidade e o que é luz.
Mas, cá entre nós, sei que um montão de cientistas e
professores, irão dar pulos de raiva, rodar à baiana, afirmando que não é nada
disso...
Fica ao critério de vocês, julgar tudo aquilo que expliquei...
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