Eletricidade não existe!

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Funciona com eletricidade
O termo eletricidade abrange um conjunto de proposições com muitos significados. Infelizmente esses significados são contraditórios, e isso conduz ao fato real de que não há nenhuma única substância ou energia que possa atender ao que é chamado de "eletricidade".  Eletricidade não existe!
Quando lemos quantidade de eletricidade ou simplesmente eletricidade, o texto em questão pode estar se referindo a quantidade de partículas carregadas (portadores de cargas elétricas), ou a energia elétrica, ou a potenciais elétricos, ou a forças elétricas, ou a campos elétricos, ou a cargas elétricas em desequilíbrio, ou a potência elétrica ou, até mesmo, sobre fenômenos elétricos. Todos esses tópicos são encontrados em textos didáticos sob a palavra "eletricidade". Uma vergonha!

Parte desse problema desapareceria se nós usássemos a palavra Eletricidade apenas para designar um campo da Ciência ou uma classe de fenômenos, da mesma maneira que usamos os termos "Física" ou "Óptica" ou "Termologia".
Fazem (os autores) isso ocasionalmente. Não é raro encontrarmos livros com títulos do tipo: FÍSICA - VOLUME 3 - ELETRICIDADE. Porém, com a mesma freqüência, retornam ao seu uso inadequado e passam a seus alunos situações elétricas destituídas de significado. As duas frases que coloco abaixo são equivalentes e ambas igualmente bobas:

"ópticas" saem das lâmpadas e passam através das lentes.
"eletricidade" sai dos geradores e passa através dos fios, resistores e motores.

Vejamos alguns exemplos de erros cometidos pelo uso dos significados contraditórios (e que pululam pelos livros didáticos e compêndios técnicos):

Erro 1
(Fato) - Nos circuitos elétricos de corrente alternante, os portadores de carga meneiam para frente e para trás, mas a energia avança continuamente. Isso é análogo à propagação sonora no ar; a energia sonora avança continuamente, enquanto as partículas oscilam para frente e para trás tentando reproduzir o movimento da fonte.
(Erro) - Usando a palavra inadequadamente, acabaremos afirmando que a eletricidade (usada como portadores de carga elétrica) nos circuitos de AC, fica oscilando para frente e para trás, em cada ponto do circuito e, ao mesmo tempo, a eletricidade (usada como energia) caminha rapidamente para a frente! Isso é o mesmo que afirmar que o som e o vento são a mesma coisa!

Erro 2
(Fato) - A fonte gera f.e.m.; essa mantém entre seus terminais uma d.d.p. O campo elétrico se estabelece no condutor e aplica forças locais nos portadores de carga; os átomos locais reagem favorecendo a conversão da energia elétrica em térmica.
(Erro) - Nos livros. Quando uma bateria elétrica faz acender uma lâmpada, explicam (tais livros) que o caminho da eletricidade é sair da bateria, passar pelos fios, entrar na lâmpada, sair da lâmpada e voltar à bateria. A seguir, citam que o fluxo de eletricidade da bateria para a lâmpada é totalmente convertido em luz. E então? A lâmpada consome eletricidade ou a eletricidade flui até a lâmpada e volta novamente?
O senso de crítica dos estudantes não é tão aguçado para perceberem isso. Professores e autores é que devem providenciar para que não ocorram tais contradições.

Erro 3
Aparece em livros: Há duas formas de eletricidade. São elas a positiva e a negativa.
                É verdade?
                Vejamos algumas respostas:

NÃO, as duas formas de eletricidade são a estática (em repouso numa região) e a móvel (corrente elétrica).
NÃO, há muitas outras formas de eletricidade: a triboeletricidade, a bioeletricidade, a myoeletricidade, a piezeletricidade.
NÃO, eletricidade é uma forma de energia.

Qual é o correto?

Todos e nenhum, porque a palavra eletricidade é usada com múltiplas definições contraditórias. Nenhuma delas é correta porque não há nenhuma eletricidade que possa ser ao mesmo tempo carga, energia e fenômeno. E todos são corretos (segundo alguns autores) porque a palavra eletricidade é comumente usada para designar igualmente esses conceitos distintos. Para tais autores, com certeza, falar cronômetro ou cronímetro dá na mesma, voltômetro ou voltímetro dá na mesma, paquômetro ou paquímetro dá na mesma, amperômetro ou amperímetro dá na mesma, quilo ou quilograma dá na mesma, tensão elétrica ou voltagem dá na mesma, intensidade de corrente ou amperagem dá na mesma, hodômetro ou velocímetro da na mesma ... tudo dá na mesma! É uma festa!
Vocês não acham que o devido rigor científico nos textos, palestras e aulas conseguiria consertar isso? Professores e autores têm se esmerado? Editoras têm verificado esses erros? O MEC tem vistoriado tais livros?

Boa ciência não se faz com terminologia relaxada e raciocínio malconexo.

"A eletricidade que flui pelos fios é produzida por baterias ou geradores"
Correntes elétricas em fios de cobre (por exemplo) são fluxos ordenados de elétrons, e esses elétrons vêm dos átomos de cobre. Os elétrons estavam no metal antes mesmo da bateria ter sido conectada. Eles estavam lá até mesmo antes do cobre ter sido extraído do minério e transformado em fios!

Baterias e dínamos NÃO criam esses elétrons, apenas os ‘bombeiam’; os elétrons comportam-se como um ‘fluido’ preexistente dentro dos fios. Também NÃO produzem nenhuma eletricidade. Para explicarem os circuitos elétricos seria mais cômodo para tais autores imaginarem que todos os fios estão preenchidos com um tipo de 'eletricidade líquida'.

O gerador eletromecânico recebe elétrons do circuito externo por um dos terminais, simultaneamente os cospe pelo outro e ainda, ao mesmo tempo, força sua passagem pela bobina de fio de cobre em seu interior.
Os elétrons do circuito completo (interno e externo) movem-se como uma correia móvel que passa por duas polias. Um dínamo ou bateria age como uma bomba, mas não provê a substância que é bombeada. Um gerador assemelha-se a um coração pulsando: move o sangue, mas não cria sangue. Quando um gerador pára ou quando o circuito é aberto, todos os elétrons param onde estão e assim os fios continuam cheios de elétrons (exatamente o quanto tinham antes). Será que as capacitâncias do circuito alteram essa afirmação?

Em tempo: Quantos não são os livros que citam "dínamos de bicicleta" como sendo geradores de corrente contínua? Será que tais autores nunca abriram um desses "dínamos"? Quando será que aprenderão que "dínamo" de bicicleta não é um dínamo e sim um alternador. Será que já experimentaram fazer um rádio a pilhas funcionar ligados diretamente com tais "dínamos"?
Sem dúvida, os alternadores de bicicleta podem ser usados para alimentar circuitos como rádios portáteis, pequenas TVs etc. Mas, para tanto deve ser providenciado um 'retificador de corrente'; um simples circuito eletrônico dotado de diodos e capacitores intercalado entre o alternador e o aparelho que funciona com corrente contínua. Quantos foram os alunos que saíram frustrados de suas feiras de ciências escolares pois,  'conforme disse o professor', o rádio de 4 pilhas (6V) poderia funcionar usando o dínamo da bicicleta?

"A eletricidade que flui dentro dos fios caminha à velocidade da luz"
Nos metais, a corrente elétrica é, em média, um fluxo de elétrons comandados pelo campo elétrico que se estabelece. Muitos livros reivindicam que esses elétrons fluem à velocidade da luz. Isso é incorreto.

Elétrons fluem, nos parâmetros humanos, com inacreditável lentidão; coisa de mm/s. Nos parâmetros atômicos podem ser considerados como "The Flash".
Para nós, milímetros por segundo (velocidade do elétron em fio de cobre) é uma lentidão, mas se levarmos em conta o tamanho de um elétron é uma brutal velocidade.

Nos circuitos elétricos, é a energia elétrica que desloca-se rapidamente, não os elétrons. Quando elétrons são bombeados em uma certa região do circuito, elétrons do interior dos condutores são forçados a fluir e a energia propaga-se rapidamente pelo circuito todo. Vamos tentar entender isso.
Imagine uma roda de bicicleta (de uma bicicleta que foi apoiada no chão pelo guidão e selim). Podemos imaginar que uma região qualquer dela (a roda) simula um gerador, outra região simula o consumidor (região onde se aplicam os freios, por exemplo) e as demais regiões os condutores. Se dermos um empurrão na região gerador, a roda inteira move-se como um todo (a transferência do 'movimento' para todas as partes da roda dá-se numa velocidade incrivelmente alta!) e é assim que transmitimos energia mecânica quase que instantaneamente a todas as partes da roda. Mas a própria roda não se moveu rapidamente! O material da roda está na mesma situação dos elétrons do fio; a energia elétrica propaga-se como o empurrão, a onda de energia mecânica que enviamos a todas as partes da roda. A energia mecânica move-se com incrível rapidez à todas as partes da roda, mas os átomos da roda não tiveram que viajar com rapidez para lugar nenhum!