Os raios de Benjamim Franklin

      Benjamin Franklin foi um dos líderes da Revolução Americana, conhecido por suas citações e experiências com a eletricidade , religioso, calvinista e uma figura representativa do iluminismo. Correspondeu-se com membros da sociedade lunar e foi eleito membro da Royal Society. Em 1771, Franklin tornou-se o primeiro ministro dos correios dos Estados Unidos.

      Em 1748 Franklin vendeu o seu negócio e tendo adquirido uma riqueza notável, pôde dispor de mais tempo livre para os estudos. Num espaço de poucos anos fez descobertas sobre a eletricidade que lhe deram reputação internacional. Ele identificou as cargas positivas e negativas e demonstrou que os raios são um fenómeno de natureza elétrica.

      Franklin tornou esta teoria inesquecível através da experiência extremamente perigosa de fazer voar uma pipa durante uma tempestade. Nos seus escritos, ele demonstra que estava consciente dos perigos e dos modos alternativos de demonstrar que o trovão era elétrico.

      As invenções de Franklin incluíram o para-raios, o aquecedor de Franklin - um aquecedor a lenha que se tornou muito popular, debitando uma corrente de ar diretamente na área a aquecer, as lentes bifocais e o corpo de bombeiros norte-americano.

      Em 1752, Benjamin Franklin propôs uma experiência para verificar se as nuvens possuíam eletricidade. Sugeria que uma pessoa subisse no alto de uma montanha em um dia de tempestade e verificasse se de uma haste metálica isolada do chão pulariam faíscas em direção aos dedos da sua mão. Era uma experiência arriscadíssima que ele mesmo não a realizou, talvez por não haverem montanhas suficientemente altas na Filadélfia, onde morava. Quem a realizou pela primeira vez foi Thomas François Dalibard, na França, em maio de 1752. Um mês depois, sem saber do sucesso da experiência na França, Franklin conseguiu uma maneira de a realizar na Filadélfia. Em um dia de tempestade empinou uma pipa e observou faíscas pularem de uma chave amarrada próximo da extremidade da linha à sua mão.

       Ninguém até hoje conseguiu definir se há uma teoria definitiva que explique a eletrificação da nuvem. Há, no entanto, um consenso entre os pesquisadores de que a eletrificação surge da colisão entre partículas de gelo, água e granizo no interior da nuvem. Uma das teorias mais aceitas,  nos diz que o granizo, sendo mais pesado, ao colidir com cristais de gelo, mais leves, fica carregado negativamente, enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente, isso explicaria o fato de a maioria das nuvens de tempestade ter um centro de cargas negativas embaixo e um centro de cargas positivas na sua parte superior. Algumas nuvens apresentam também um pequeno centro de cargas positivas próximo à sua base.

      Os relâmpagos existem porque a concentração de cargas no centro positivo e negativo da nuvem cresce muito, o ar que os circunda já não consegue isolá-los eletricamente. Acontecem então descargas elétricas entre regiões de concentração de cargas opostas que aniquilam ou pelo menos diminuem essas concentrações. A maioria das descargas (80%) ocorre dentro das nuvens, mas como as cargas elétricas na nuvem induzem cargas opostas no solo, as descargas podem também se dirigir a ele.

      Os raios têm a sua polaridade atribuída conforme o tipo de carga que neutralizam na nuvem. Portanto, se um raio neutralizar cargas negativas na nuvem ele é um raio negativo. Na prática não podemos dizer com certeza se um raio é positivo ou negativo a não ser com o auxílio de instrumentos adequados.

      Um raio encontra-se entre 100 milhões a 1 bilhão de Volts. A corrente é da ordem de 30 mil Ampères, ou seja, a corrente utilizada por 30 mil lâmpadas de 100W juntas. Em alguns raios a corrente pode chegar a 300 mil Ampères.

      Uma maneira alternativa de estuda um raio consiste em provocá-lo para que aconteça próximo aos instrumentos de medida e no momento em que estiverem preparados. Para que isso aconteça, foguetes especialmente preparados são lançados em direção à base de uma nuvem de tempestade. Eles têm aproximadamente 1 metro de comprimento e levam consigo uma bobina de fio de cobre que se desenrola ao longo da subida. O fio de cobre atua como um gigante para-raios cuja presença induz a ocorrência do raio. A corrente elétrica do raio passa pelo fio e por instrumentos de medida na base de lançamentos.

      O grupo conclui que o autor Benjamin contribui para a sociedade atual e antiga criando aquecedor e o para-raios, hoje em dia os dois tem função muito prestativa de aquecer e proteger respectivamente.