Garrafa De Leyden

Um dispositivo similar foi descrito pouco antes (1745) por Ewald Georg von Kleist, na atual Alemanha.

O dispositivo original era composto por uma garrafa de vidro com água no seu interior, com uma rolha perfurada por uma haste metálica que ficava em contato com a água. Quando a garrafa era segurada pela mão de um operador e a haste posta em contato com o terminal de uma máquina eletrostática, uma grande quantidade de carga elétrica era acumulada sobre as paredes da garrafa, com polaridades opostas dentro e fora. Se o operador então tocava a haste com a outra mão, recebia um forte choque elétrico causado pela repentina descarga da garrafa.

Logo se descobriu que a água não era necessária, e que era mais eficiente cobrir as paredes interna e externa da garrafa com folha metálica, deixando a folha interna em contato com a haste metálica.

A descoberta da garrafa de Leiden levou a grandes avanços na compreensão dos fenômenos elétricos, pois se passou a ter uma forma melhor de armazenar cargas elétricas significantes em pequeno espaço. Sua evolução levou aos capacitores usados em eletricidade e eletrônica atualmente.

Para construir uma garrafa de Leyden, pode-se usar um pote, garrafa ou copo alto de plástico ou vidro, com tampa. Plásticos isolam bem melhor que vidro. O material deve ter expessura adequada, e não deve ter rachaduras ou juntas, que podem romper com a tensão. Vidro, se for usado, deve ser envernizado ou encerado, para melhorar a isolação superficial. Particularmente adequados para este uso são caixas de comprimidos efervescentes (vitamina C). A tampa com sílica gel contribúi para deixar o interior seco, e assim altamente isolante. As folhas que formam as placas do capacitor podem ser de folha de alumínio, não muito fina para maior solidez de construção e bem alisada. A placa externa deve ser colada ao pote, ou ao menos fixada com fita adesiva. A placa interna pode ser deixada solta, já que tenderá a assumir a forma correta. O terminal central deve ser de arame grosso (alumínio ou latão, mais fáceis de dobrar e com boa aparência), terminado em um gancho e uma bola. O ideal é uma bola metálica, mas uma bola de outro material qualquer também serve, já que o propósito principal é o de evitar escape de eletricidade por "efeito corona" na ponta do terminal. Fazer um anel na ponta do fio do terminal também é efetivo. O terminal central deve tocar a placa interna. Isto pode ser facilmente conseguido enrolando um arame mais fino no fio do terminal, dentro da caixa, e dobrando-o de forma que ele faça pressão contra a placa externa em dois pontos opostos. O terminal externo pode ser feito com um fio de latão enrolado como na figura. Faz-se um anel em uma das pontas, e passa-se o fio em volta da garrafa e por dentro do anel (como em um cinto). Ao dobrar a ponta para fora o anel fica firmemente preso à garrafa. Um outro anel dá o acabamento. Construções mais elaboradas são possíveis, como neste par de garrafas de Leyden feito por um antigo construtor de instrumentos francês, montadas assim, ou esta, de uma máquina eletrostática antiga.

Com caixas de comprimidos se consegue capacitâncias de uns 50 pF, mais ou menos dependendo da altura das placas metálicas, com isolação suficiente para uns 60 kV. Com potes maiores, capacitâncias de centenas de pF podem ser conseguidas, e isolações suficientes

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