Resenha: Ampère e seus estudos

Análise do significado e da evolução do conceito de força de Ampère, juntamente com a tradução comentada de sua principal obra sobre eletrodinâmica

 

João Paulo de Castro Martins Chaib

 

          A tese de Doutorado na Unicamp do aluno João Paulo Martins de Castro Chaib comenta a vida e os estudos de André-Marie Ampère, apresentando suas bases para o início das pesquisas, experiências, teorias e descobertas, além de uma obra publicada pelo físico traduzida para o português.  O trabalho de Chaib é de difícil entendimento para leigos em eletrodinâmica e pessoas sem conhecimento prévio dos trabalhos de Ampère.

           O texto visa analisar o caminho percorrido por Ampère para chegar à sua força e é dividido em cinco partes, sendo analisada nessa resenha somente a primeira, “Ampère e o Significado de sua Força entre Elementos de Corrente”, em especial o segundo capítulo, que trata especificamente da “Força de Ampère e o significado de seus termos”.

          O autor inicia o capítulo 2, divido em subitens, descrevendo outras leis de físicos famosos, como a força gravitacional de Isaac Newton e lei de força entre duas cargas pontuais descrita por Coulomb. Algo que chama atenção nessa parte é o fato de que o autor coloca que Ampère, a respeito da força elétrica de Coulomb, considerava a existência de força negativa, caso ela fosse de repulsão (cargas com mesmos sinais) e positiva, caso fosse de atração (cargas com sinais opostos).

            Após essa breve explicação, Chaib começa a se aprofundar nos estudos sobre a força de Ampère, dizendo esta ter sido obtida em 1822 e ser mais complexa do que a dos outros físicos citados a cima, mostrando sua fórmula e o significado de cada fator:

 

Sendo n, k e h constantes cujos valores determinados por Ampère são dados por: n= 2, k= -1/2, h= k-1 = -3/2.

          Esse primeiro subitem termina com o autor dando ênfase, como ele mesmo diz, a uma declaração de admiração por parte de James Clerk Maxwell, um físico e matemático britânico, pelo trabalho de Ampère: " A investigação experimental pela qual Ampère estabeleceu as leis da ação mecânica entre correntes elétricas é um dos feitos mais brilhantes na ciência. O conjunto de teoria e experiência parece como que se tivesse pulado, crescido e armado, do cérebro do ‘Newton da eletricidade’. Ele é perfeito na forma, e de precisão irrefutável, e está resumido em uma fórmula a partir da qual todos os fenômenos podem ser deduzidos, e que tem de sempre permanecer como a fórmula cardeal [mais importante] da eletrodinâmica." [Max54, Vol. 2, artigo 528, pág. 175].

        Antes de iniciar o possível caminho que Ampère seguiu para obter a lei dada, o autor apresenta os elementos principais da força entre elementos de corrente, a fim de facilitar o entendimento do leitor sobre as partes seguintes do texto, como por exemplo a explicação dos fenômenos magnéticos em termos da interação entre correntes elétricas.

 

           Portanto, o subitem 2.2 trata da concepção de corrente elétrica para Ampère, o qual começou a estudar sobre isso a partir do momento em que tomou conhecimento do trabalho fundamental de Ørsted (que concluiu que as cargas elétricas em movimento criam, numa região do espaço próximo a elas, um campo magnético, comprovando, assim, o aparecimento de um campo magnético juntamente com a passagem da corrente elétrica) durante a apresentação de Arago na Academia Francesa de Ciências em 4 e 11 de setembro de 1820. Diante disso, Ampère passou a se dedicar integralmente ao tema, o que ficou comprovado em uma carta, citada no texto, que ele enviou ao seu filho "[...] Desde que escutei falar pela primeira vez da bela descoberta do Sr. Oersted, professor em Copenhagen, sobre a ação das correntes galvânicas sobre a agulha imantada, tenho pensado sobre isso continuamente, não tenho feito outra coisa que não escrever uma teoria abrangente sobre estes fenômenos [...]".

Essa carta é importante não só para informar que Ampère já estava pensando na formulação de uma lei, mas também pelo fato de que descontrai um pouco um texto, pois a partir dela, percebe-se a sua vida além da parte da física. Outra importância destacada pelo autor é o reconhecimento do termo utilizado por Ampère (correntes galvânicas) para designar o que acontecia ao ligar um fio aos terminais de um pilha voltaica.

         

            Cheio de exemplos, para reforçar aquilo que está sendo dito, Chaib cita, novamente, um trecho de algum artigo, dessa vez, trata-se do primeiro artigo publicado por Ampère sobre eletrodinâmica, no qual ele denomina atração e repulsão voltaica a atração e repulsão entre condutores com corrente constante. Nessa mesma época, por volta de 1820, Ampère substitui o termo "correntes galvânicas" por "corrente elétrica", que corresponde ao movimento da eletricidade que ocorre no interior da pilha, do polo cobre (polo negativo) ao polo zinco (polo positivo). Portanto, dessa forma, estava definido o sentido real da corrente elétrica (do - para o +).

              Essa segunda parte do capítulo 2 termina com a declaração de Chaib a respeito de outras concepções de Ampère, como por exemplo: “em cada ponto no interior de um fio com corrente existiriam dois fluxos de cargas elétricas, um de cargas positivas e outro de cargas negativas, circulando com velocidades contrárias em relação ao condutor” (figura a baixo) e que a corrente elétrica estaria confinada, apenas, no interior dos fios.

 

 

             O terceiro subitem inicia-se com uma retomada do segundo, porém com um acréscimo. Apesar de Ampère ter definido que as cargas movem-se, em relação ao fio ,em velocidades opostas, ele adotou as cargas positivas como referencia ao termo "corrente elétrica". Por isso, é que hoje utilizamos, como sentido usual, do positivo para o negativo.

           Posteriormente, Chaib faz uma breve retomada histórica na qual revela que na época que Ampère descobriu tais fatos não se conhecia elétrons, e não se supunha, também, que em uma corrente metálica geralmente somente as cargas negativas se deslocam em relação ao condutor. Porém, o autor nos mostra que, apesar de hoje termos conhecimentos muito mais aprofundados (como os ditos a cima) o sentido adotado é o que Ampère designou para seus experimentos.

Em seguida ele explica que uma das grandes descobertas de Ampère se deu pelo fato de ele colocar uma espécie de bússola perto da corrente elétrica, a qual indicaria o sentido e a direção da corrente elétrica, a fim de comprovar sua existência, pois até aquele momento só havia aparelhos que mediam a intensidade da tensão. O funcionamento dessa bússola se dá da seguinte maneira: “Enquanto existir qualquer interrupção no circuito, a agulha imantada permanece na sua situação ordinária [ao longo do meridiano magnético]; mas ela se afasta desta situação logo que a corrente se estabelece, tanto mais quanto maior for a energia [da pilha], e ela nos fornece a direção [da corrente] de acordo com este fato geral: [...] o polo austral da agulha ´e levado para a esquerda da corrente que age sobre a agulha”.

 

            A esse instrumento que mede a direção, intensidade e sentido da corrente elétrica, Ampère deu o nome de “galvanômetro”, o qual, por sua vez, só chegou a ser construído por Nobili. Chaib prossegue os parágrafos seguintes se aprofundando extremamente na construção e funcionamento do galvanômetro. Para compreender estes parágrafos, há a necessidade de um conhecimento aprofundado em campo magnético da Terra, magnetismo e eletromagnetismo. Finalizando o subcapitulo com um comentário de Ampère sobre os temas designados a cima, concluindo que a agulha imantada assume uma direção constante do Sul ao Norte (devido à presença do magnetismo terrestre), mas quando submetida a uma corrente elétrica, com o eixo desta agulha perpendicular a ela, a agulha gira de modo que seu polo austral seja levado à esquerda da corrente.

 

 

Bibliografia:

·         CAVALCANTE, Kleber. Experimento de Oersted. Disponível em:<http://www.brasilescola.com/fisica/experimento-oersted.htm> Acessado em: 24/05/2013.

·        CHAIB, João. Análise do significado e da evolução do conceito de força de Ampère, juntamente com a tradução comentada de sua principal obra sobre eletrodinâmica. Disponível em:< http://webbif.ifi.unicamp.br/tesesOnline/teses/IF90.pdf> Acessado em: 22/05/2013.