Francis Ronalds - Francis Ronalds

Sir Francis Ronalds FRS
Sir Francis Ronalds crop.jpg
Retrato de Sir Francis Ronalds pintado em 1867
Nascer ( 1788-02-21 )21 de fevereiro de 1788
Cidade de Londres , Inglaterra
Faleceu 8 de agosto de 1873 (1873-08-08)(85 anos)
Battle, East Sussex , Inglaterra
Conhecido por Telégrafo elétrico
Câmera de gravação contínua
Instrumentos de desenho em perspectiva
Carreira científica
Campos Física , Engenharia elétrica , Mecânica aplicada , Meteorologia , Fotografia, Arqueologia

Sir Francis Ronalds FRS (21 de fevereiro de 1788 - 8 de agosto de 1873) foi um cientista e inventor inglês e, indiscutivelmente, o primeiro engenheiro elétrico . Ele foi nomeado cavaleiro por criar o primeiro telégrafo elétrico em uma distância substancial. Em 1816, ele colocou um comprimento de 13 quilômetros de fio de ferro entre armações de madeira no jardim de sua mãe e enviou pulsos usando geradores eletrostáticos .

Educação e família

Nascido de Francis Ronalds e Jane (née Field), queijeiros atacadistas, em suas instalações comerciais em Upper Thames Street , Londres, ele frequentou a escola do ministro unitarista Eliezer Cogan antes de ser aprendiz de seu pai aos 14 anos pela Drapers 'Company . Ele dirigiu o grande negócio por alguns anos. A família mais tarde residiu em Canonbury Place e Highbury Terrace, ambos em Islington , Kelmscott House em Hammersmith, Queen Square em Bloomsbury, em Croydon e em Chiswick Lane.

Vários dos onze irmãos e irmãs de Ronalds também levaram vidas dignas de nota. Seu irmão mais novo, Alfred, foi o autor do livro clássico The Fly-fisher's Entomology (1836) antes de migrar para a Austrália e seu irmão Hugh foi um dos fundadores da cidade de Albion, no meio-oeste americano. Suas irmãs se casaram com Samuel Carter - um advogado ferroviário e MP - e o refinador de açúcar Peter Martineau, filho de Peter Finch Martineau . Outra irmã, Emily, sintetizou o interesse da família pela reforma social por meio de suas colaborações com os primeiros socialistas Robert Owen e Fanny Wright .

O viveiro Hugh Ronalds era seu tio, e seus sobrinhos incluíam o professor de química Edmund Ronalds , o artista Hugh Carter , o advogado John Corrie Carter e o comerciante de madeira e benfeitor James Montgomrey . Thomas Field Gibson , um comissário real para a Grande Exposição de 1851, era um de seus primos.

Primeiras ciências elétricas e engenharia

Ronalds conduzia experimentos elétricos em 1810: aqueles com eletricidade atmosférica foram descritos no texto de George Singer , Elements of Electricity and Electro-Chemistry (1814). Ele publicou seus primeiros artigos na Revista Filosófica em 1814 sobre as propriedades da pilha seca , uma forma de bateria que seu mentor Jean-André Deluc ajudou a desenvolver. No ano seguinte, ele descreveu o primeiro relógio elétrico .

Outras invenções nesse período inicial incluíam um eletrógrafo para registrar as variações da eletricidade atmosférica ao longo do dia; uma máquina de influência que gerava eletricidade com mínima intervenção manual; e novas formas de isolamento elétrico, uma das quais anunciada por Singer. Ele também já estava criando o que se tornaria a renomada Biblioteca Ronalds de livros elétricos e gerenciando sua coleção com talvez o primeiro catálogo de fichas práticas .

Suas contribuições teóricas incluíram um delineamento inicial dos parâmetros agora conhecidos como força e corrente eletromotriz; uma apreciação do mecanismo pelo qual as pilhas secas geram eletricidade ; e a primeira descrição dos efeitos da indução no retardo da transmissão do sinal elétrico em cabos isolados.

Telégrafo elétrico

Experiência de Ronalds com 13 quilômetros de fio de ferro

O trabalho mais lembrado de Ronalds hoje é o telégrafo elétrico que ele criou aos 28 anos de idade. Ele estabeleceu que os sinais elétricos podiam ser transmitidos a grandes distâncias com 13 quilômetros de fios de ferro amarrados em isoladores no gramado de sua mãe em Hammersmith. Ele descobriu que o sinal viajava incomensuravelmente rápido de uma ponta a outra (mas ainda acreditava que a velocidade era finita). Prenunciando uma futura era elétrica e comunicação de massa, ele escreveu:

Elementos do telégrafo elétrico subterrâneo construído por Francis Ronalds em 1816

eletricidade, pode realmente ser empregada para um propósito mais prático do que a gratificação da pesquisa inquisitiva do filósofo ... pode ser compelida a viajar  ... muitas centenas de milhas sob nossos pés  ... e  ... ser produtiva de  ... muito benefício público e privado  ... por que  ... adicionar aos tormentos da ausência aqueles algozes dilatórios, canetas, tinta, papel e mensagens? Deixe-nos ter escritórios de conversação elétrica , comunicando-se uns com os outros em todo o reino  ... dê-me material suficiente, e eu irei eletrificar o mundo.

Ele complementou sua visão com um sistema de telégrafo funcional construído no jardim de sua mãe em Hammersmith. Foi infame rejeitado em 5 de agosto de 1816 por Sir John Barrow , Secretário do Almirantado , como sendo "totalmente desnecessário". A comercialização do telégrafo só começou duas décadas depois no Reino Unido, liderada por William Fothergill Cooke e Charles Wheatstone , que tinham ligações com os trabalhos anteriores de Ronalds.

Grand Tour

O período de 1818–20 foi a " Grande Viagem" de Ronalds à Europa e ao Oriente Próximo. Embarcando em sua viagem sozinho, ele encontrou várias pessoas ao longo do caminho, incluindo seu amigo Sir Frederick Henniker , o arqueólogo Giovanni Battista Belzoni , o artista Giovanni Battista Lusieri , o comerciante Walter Stevenson Davidson, o Rev. George Waddington , o numismata italiano Giulio Cordero di San Quintino e Geólogo espanhol Carlos de Gimbernat . O diário de viagem e os esboços de Ronalds foram publicados na web. Em seu retorno, ele publicou suas observações sobre eletricidade atmosférica feitas em Palermo, Sicília, e perto da erupção da cratera do Vesúvio.

Projeto mecânico e fabricação

Em seguida, Ronalds se concentrou em engenharia mecânica e civil e design. Duas ferramentas de topografia que ele projetou e usou para auxiliar na produção de planos de levantamento foram uma roda de topógrafo modificada que registrava as distâncias percorridas em forma gráfica e um setor de reflexão dupla para desenhar a separação angular de objetos distantes. Ele também inventou um precursor do localizador de fogo, patenteado em 1915, para identificar a localização de um incêndio e vários acessórios para o torno . Alguns desses dispositivos foram fabricados para venda pelo ferramenteiro Holtzapffel . Há algumas evidências que sugerem que ele ajudou Charles Holtzapffel nos primeiros estágios da preparação do renomado tratado da família Holtzapffel sobre torneamento.

Máquinas de perspectiva e tripé

Em 23 de março de 1825, patenteou dois instrumentos de desenho para a produção de esboços em perspectiva . O primeiro produziu uma vista em perspectiva de um objeto diretamente dos desenhos da planta e elevações. A segunda máquina permitia que uma cena ou pessoa fosse rastreada da vida no papel com considerável precisão; ele e o Dr. Alexander Blair usaram-no para documentar os monumentos neolíticos importantes em Carnac , França, com "precisão quase fotográfica". Ele também criou o onipresente tripé portátil com três pares de pernas articuladas para apoiar sua prancheta de desenho no campo. Ele mesmo fabricou esses instrumentos e várias centenas deles foram vendidos. Um de seus primeiros clientes foi o engenheiro de minas John Taylor .

Em 1840, ele aplicou seu conhecimento de perspectiva no desenvolvimento de aparelhos mais complexos para auxiliar na representação precisa de panoramas cilíndricos , que eram uma exibição popular na época.

Observatório Kew

Ronalds fundou o Observatório de Kew para a Associação Britânica para o Avanço da Ciência em 1842 e permaneceu como Diretor Honorário da instalação até o final de 1853. Foi pela qualidade de suas realizações lá que Kew sobreviveu aos primeiros anos e se tornou um dos mais importantes observatórios meteorológicos e geomagnéticos do mundo. Isso ocorreu apesar dos esforços contínuos de George Airy , Diretor do Observatório de Greenwich , para minar o trabalho em Kew.

Câmera de gravação contínua

A primeira câmera de sucesso para fazer registros contínuos de instrumentos científicos, construída por Francis Ronalds em 1845. Este exemplo é um eletrógrafo medindo eletricidade atmosférica

A inovação mais notável de Ronalds em Kew, em 1845, foi a primeira câmera de sucesso a fazer gravações contínuas de um instrumento 24 horas por dia. O primeiro-ministro britânico, Lord John Russell, concedeu-lhe um prêmio financeiro em reconhecimento à importância da invenção para a ciência observacional.

Ele aplicou sua técnica em eletrógrafos para observar a eletricidade atmosférica , barógrafos e termo-higrógrafos para monitorar o clima e magnetógrafos para registrar os três componentes da força geomagnética . Os magnetógrafos foram usados ​​por Edward Sabine em sua pesquisa geomagnética global, enquanto o barógrafo e o termo-higrógrafo foram empregados pelo novo Met Office para auxiliar em suas primeiras previsões meteorológicas . Ronalds também supervisionou a fabricação de seus instrumentos para outros observatórios ao redor do mundo (o Observatório Radcliffe sob o comando de Manuel John Johnson e o Observatório Colaba na Índia são dois exemplos) e alguns continuaram em uso até o final do século XX.

Instrumentos meteorológicos e observações

Outros instrumentos criados em Kew incluíam uma versão aprimorada do higrômetro aspirado de Regnault que foi utilizado por muitos anos; uma pipa meteorológica precoce ; e o relógio de tempestade usado para monitorar mudanças rápidas nos parâmetros meteorológicos durante eventos extremos.

Para observar a eletricidade atmosférica, Ronalds criou um sofisticado aparato de coleta com um conjunto de eletrômetros ; o equipamento foi posteriormente fabricado e vendido por fabricantes de instrumentos de Londres. Um conjunto de dados de cinco anos de duração foi analisado e publicado por seu colega observatório William Radcliffe Birt .

O fenômeno agora conhecido como corrente induzida geomagneticamente foi observado em linhas telegráficas em 1848, durante o primeiro pico de manchas solares depois que a rede começou a tomar forma. Ronalds se esforçou para empregar seu equipamento de eletricidade atmosférica e magnetógrafos em um estudo detalhado para entender a causa das anomalias, mas não tinha recursos suficientes para completar seu trabalho.

Últimos anos

A última estada de Ronalds no exterior em 1853-1862 foi ao norte da Itália, Suíça e França, onde ajudou outros observatórios na construção e instalação de seus instrumentos meteorológicos e continuou coletando livros para sua biblioteca. Algumas de suas idéias documentadas neste período diziam respeito à iluminação elétrica e uma combinação de leme e hélice para navios que foi afiada no século XX.

Ele morreu em Battle , perto de Hastings, aos 85 anos, e está enterrado no cemitério de lá. A Biblioteca Ronalds foi legada à recém-formada Society of Telegraph Engineers (que logo se tornaria a Instituição de Engenheiros Elétricos e agora a Instituição de Engenharia e Tecnologia ) e a bibliografia que a acompanha foi reimpressa pela Cambridge University Press em 2013.

Ronalds tinha uma natureza muito modesta e retraída e pouco fez para divulgar seu trabalho ao longo de sua vida. Durante seus últimos anos, no entanto, suas principais realizações se tornaram bem conhecidas e reverenciadas na comunidade científica, auxiliadas em particular por seus amigos Josiah Latimer Clark e Edward Sabine e seu cunhado Samuel Carter . Ele foi nomeado cavaleiro com 82 anos de idade. Colegas da Society of Telegraph Engineers o consideravam como "o pai da telegrafia elétrica", enquanto sua câmera de gravação contínua era considerada "de extrema importância para meteorologistas e físicos, e ... empregado em todos observatórios de primeira classe ". Seu retrato foi pintado por Hugh Carter . Placas comemorativas foram instaladas em duas de suas antigas casas e uma estrada foi batizada em sua homenagem em Highbury . Ronalds Point, na Antártica, recebeu o nome de Francis Ronalds.

Referências