segunda-feira, 22 de setembro de 2008

A faisca oscilante

O oscilador de Hertz é um circuito RLC com fraco factor de amortecimento. O condensador é constituido pelas duas grandes esferas, ou por duas placas metálicas como também chegou a usar, e a indutância é apenas a dos segmentos das hastes metálicas em série com arco entre os faiscadores. A resistência é também a dos segmentos metálicos juntamente com a do arco. O enrolamento secundário da bobine de Ruhmkorff tem uma impedância elevadíssima e na prática não afecta o circuito oscilante, apenas serve para fornecer a carga do condensador.
Mas como sabia Hertz que o seu faiscador iria produzir correntes oscilatórias de alta frequência?

Desde 1856 que Lord Kelvin tinha demonstrado teoricamente que a descarga de um condensador era oscilante, e tinha já apresentado a famosa fórmula de Kelvin para calcular a sua frequência, em função da capacidade e da indutância do circuito. Alguns anos mais tarde Feddersen monta uma belíssima experiência com a qual demonstra o carácter oscilatório das faíscas obtidas por descarga de condensador.
Édouard Branly, um outro grande precursor da TSF, descreve no seu livro "Lá télégraphie sans fil" de 1922 a experiência de Feddersen:
"Em 1860, Feddersen, fazendo reflectir num espelho rotativo M uma faísca E de descarga de condensador, oferece, pela primeira vez, uma demonstração experimental precisa e incontestável do carácter oscilatório da corrente eléctrica de descarga de um condensador. A faísca era vertical e deflagrava no ar (fig. 31). O eixo de rotação OO' do espelho rotativo era vertical como o espelho M. A imagem da faísca, recebida num écran P, era igualmente vertical e espalhada horizontalmente, perpendicularmente ao traço luminoso. Recebida sobre uma chapa fotográfica e revelada, esta imagem, em vez de formar um rasto luminoso contínuo, exibia ao longo do seu comprimento um pequeno número de bandas luminosas equidistantes, separadas por bandas escuras. Havia portanto várias descargas, dando lugar a faíscas distintas; a persistência das impressões no nosso olho fazia vê-las em contínuo, quando não havia recurso ao espelho rotativo. A fotografia indicava, pelo aspecto das bandas, que elas partiam alternadamente, de uma e depois da outra, das bolas do faíscador. As correntes mudavam portanto alternadamente de sentido e, tal como as bandas luminosas, diminuiam rapidamente de intensidade. "
Foi este o importante passo experimental dado para se conseguirem obter correntes oscilatórias de alta frequência, que iriam ser necessárias para a produção de ondas electromagnéticas. Durante anos, as faíscas foram usadas como principal meio de geração de alta frequência, mesmo muito depois do aparecimento da válvula electrónica e da telefonia sem fios.

Por curiosidade, dadas as fracas capacidades usadas por Hertz nos seus osciladores as frequências que obteve variavam entre os 50 e os 500 MHz. Estas frequências tão altas que possuíam comprimentos de onda à escala de um laboratório, foram essenciais para a verificação das propriedades das ondas eléctricas.

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