Charles Proteus Steinmetz

Charles Proteus Steinmetz (nascido Karl August Rudolph Steinmetz, 9 de abril de 1865 – 26 de outubro de 1923) foi um matemático e engenheiro elétrico germano-americano e professor da Union Faculdade. Ele promoveu o desenvolvimento da corrente alternada que possibilitou a expansão da indústria de energia elétrica nos Estados Unidos, formulando teorias matemáticas para engenheiros. Ele fez descobertas inovadoras na compreensão da histerese que permitiram aos engenheiros projetar melhores equipamentos de aparelhos eletromagnéticos, especialmente motores elétricos para uso na indústria.

Na época de sua morte, Steinmetz detinha mais de 200 patentes. Um gênio em matemática e eletrônica, ele fez um trabalho que lhe rendeu os apelidos de "Forjador de Thunderbolts" e "O Mágico de Schenectady". A equação de Steinmetz, os sólidos de Steinmetz, as curvas de Steinmetz e o circuito equivalente de Steinmetz são todos nomeados em sua homenagem, assim como inúmeras homenagens e bolsas de estudo, incluindo o IEEE Charles Proteus Steinmetz Award, um dos mais altos reconhecimentos técnicos concedidos pelo Institute of Electrical e sociedade profissional de engenheiros eletrônicos.

Infância e educação

Steinmetz manteve uma pequena cabine com vista para o Rio Mohawk, perto de Schenectady, Nova Iorque.

Steinmetz nasceu Karl August Rudolph Steinmetz em 9 de abril de 1865, em Breslau, província da Silésia, Prússia (atual Wrocław, Polônia), filho de Caroline (Neubert) e Karl Heinrich Steinmetz. Ele foi batizado como luterano na Igreja Evangélica da Prússia. Steinmetz, que tinha apenas 1,22 m de altura quando adulto, tinha nanismo, corcunda e displasia do quadril, assim como seu pai e seu avô. Steinmetz frequentou o Johannes Gymnasium e surpreendeu seus professores com sua proficiência em matemática e física.

Depois do Gymnasium, Steinmetz foi para a Universidade de Breslau para começar a trabalhar em seu curso de graduação em 1883. Ele estava prestes a terminar seu doutorado em 1888 quando foi investigado pela polícia alemã por atividades em nome de um grupo universitário socialista e artigos que escreveu para um jornal socialista local.

Socialismo e tecnocracia

Como as reuniões socialistas e a imprensa foram proibidas na Alemanha, Steinmetz fugiu para Zurique em 1889 para escapar de uma possível prisão. O professor da Cornell University Ronald R. Kline, autor de Steinmetz: Engineer and Socialist, afirmou que outros fatores estavam mais diretamente envolvidos na decisão de Steinmetz de deixar sua terra natal, como estar em atraso com suas mensalidades na universidade e a vida em casa com o pai, a madrasta e as filhas cheias de tensão.

Confrontado com um visto expirado, ele emigrou para os Estados Unidos em 1889. Ele mudou seu primeiro nome para "Charles" para soar mais americano, e escolheu o nome do meio "Proteu", um sábio personagem corcunda da Odisséia que conhecia muitos segredos, após um epíteto de infância dado por colegas de classe que Steinmetz achou adequado ele.

Apesar de seus esforços anteriores e interesse no socialismo, em 1922 Steinmetz concluiu que o socialismo nunca funcionaria nos Estados Unidos, porque o país carecia de um "governo poderoso e centralizado de homens competentes, permanecendo continuamente no cargo", e porque "apenas uma pequena porcentagem de americanos aceita esse ponto de vista hoje".

Um membro da Aliança Técnica original, que também incluía Thorstein Veblen e Leland Olds, Steinmetz tinha grande fé na capacidade das máquinas de eliminar o trabalho humano e criar abundância para todos. Ele colocou desta forma: "Algum dia nós [iremos] fazer as coisas boas da vida para todos."

Engenharia elétrica

Steinmetz por volta de 1915

Steinmetz é conhecido por sua contribuição em três campos principais da teoria de sistemas de corrente alternada (CA): histerese, análise de estado estacionário e transientes.

Teoria da histerese AC

Pouco depois de chegar aos Estados Unidos, Steinmetz foi trabalhar para Rudolf Eickemeyer em Yonkers, Nova York, e publicou no campo da histerese magnética, ganhando reconhecimento profissional mundial. A empresa de Eickemeyer desenvolveu transformadores para uso na transmissão de energia elétrica entre muitos outros dispositivos mecânicos e elétricos. Em 1893, a empresa de Eickemeyer, juntamente com todas as suas patentes e projetos, foi comprada pela recém-formada General Electric Company, onde Steinmetz rapidamente se tornou conhecido como o mago da engenharia na comunidade de engenharia da GE.

Teoria do circuito de estado estacionário AC

O trabalho de Steinmetz revolucionou a teoria e a análise de circuitos CA, que eram realizadas usando métodos baseados em cálculos complicados e demorados. No artigo inovador, "Quantidades complexas e seu uso em engenharia elétrica", apresentado em uma reunião de julho de 1893 publicada no Instituto Americano de Engenheiros Elétricos (AIEE), Steinmetz simplificou esses métodos complicados para "um problema simples de álgebra". Ele sistematizou o uso da representação fasorial de número complexo em textos de ensino de engenharia elétrica, em que a letra minúscula "j" é usado para designar o operador de rotação de 90 graus na análise do sistema CA. Seus livros seminais e muitos outros artigos da AIEE "ensinaram toda uma geração de engenheiros a lidar com os fenômenos AC".

Teoria transitória AC

Steinmetz também avançou muito na compreensão dos raios. Seus experimentos sistemáticos resultaram no primeiro "relâmpago feito pelo homem" criado em laboratório, ganhando o apelido de "Forjador de Thunderbolts". Estes foram conduzidos em um laboratório do tamanho de um campo de futebol na General Electric, usando geradores de 120.000 volts. Ele também ergueu uma torre de raios para atrair raios naturais para estudar seus padrões e efeitos, o que resultou em várias teorias.

Vida profissional

Steinmetz atuou nas seguintes funções profissionais:

• No Union College, como presidente da engenharia elétrica de 1902 a 1913 e como membro do corpo docente até sua morte em 1923
• Membro do Conselho do Conselho de Educação Schenectady por seis anos, incluindo quatro anos como presidente do conselho
• Presidente do Conselho Comum de Schenectady
• Presidente do Instituto Americano de Engenheiros Elétricos de 1901 a 1902
• Primeiro vice-presidente da Associação Internacional de Eletricistas Municipais (IAME) {que mais tarde se tornou a Associação Internacional de Sinais Municipais (IMSA)} de 1913 até sua morte em 1923.

Ele recebeu um diploma honorário da Universidade de Harvard em 1901 e um doutorado do Union College em 1903.

Steinmetz escreveu 13 livros e 60 artigos, não exclusivamente sobre engenharia. Ele foi membro e conselheiro da fraternidade Phi Gamma Delta no Union College, cuja casa capitular foi uma das primeiras residências eletrificadas.

Enquanto servia como presidente do Conselho de Educação de Schenectady, Steinmetz introduziu inúmeras reformas progressivas, incluindo horário escolar estendido, merenda escolar, enfermeiras escolares, aulas especiais para filhos de imigrantes e distribuição de livros didáticos gratuitos.

Vida pessoal

Steinmetz posou dentro de seu automóvel Detroit Electric 1914 por trás de alguns membros de sua família adotada. Da esquerda para a direita estão os netos Midge, Billy, e Joe Hayden, e o filho adotado Joseph LeRoy Hayden.

Steinmetz sofria de cifose, assim como seu pai e seu avô. Apesar de seu amor pelos filhos e pela vida familiar, Steinmetz permaneceu solteiro, para evitar que sua deformidade na coluna fosse transmitida a qualquer filho.

Quando Joseph LeRoy Hayden, um assistente de laboratório leal e trabalhador, anunciou que iria se casar e procurar sua própria moradia, Steinmetz fez a proposta incomum de abrir sua grande casa, completa com laboratório de pesquisa, estufa e escritório para o Haydens e sua futura família. Hayden favoreceu a ideia, mas sua futura esposa desconfiava do arranjo pouco ortodoxo. Ela concordou após a garantia de Steinmetz de que poderia administrar a casa como bem entendesse.

Depois de um começo difícil, o arranjo funcionou bem para todas as partes, especialmente depois que três filhos de Hayden nasceram. Steinmetz adotou legalmente Joseph Hayden como filho, tornando-se avô dos jovens, entretendo-os com histórias fantásticas e demonstrações científicas espetaculares. O arranjo de vida incomum e harmonioso durou o resto da vida de Steinmetz.

Steinmetz fundou o primeiro clube de planadores da América, mas nenhum de seus protótipos "poderia ser digno do termo 'voo&# 39;".

Steinmetz foi um agnóstico ao longo da vida. Ele morreu em 26 de outubro de 1923 e foi enterrado no Vale Cemetery em Schenectady.

Legado

Passeio em grupo pela Estação sem fio Marconi em Somerset, Nova Jersey em 1921, incluindo Steinmetz (centro) e Albert Einstein (à sua direita)

Estátua de bronze em tamanho real de Charles Steinmetz reunião Thomas Edison

Steinmetz ganhou amplo reconhecimento entre a comunidade científica e inúmeros prêmios e honrarias durante sua vida e postumamente.

A equação de Steinmetz, derivada de seus experimentos, define a energia térmica aproximada devido à histerese magnética liberada, por ciclo por unidade de volume de material magnético. Um sólido de Steinmetz é o corpo sólido gerado pela interseção de dois ou três cilindros de raio igual em ângulos retos. Steinmetz' circuito equivalente ainda é amplamente utilizado para o projeto e teste de máquinas de indução.

Um dos maiores reconhecimentos técnicos concedidos pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos, o "IEEE Charles Proteus Steinmetz Award", é concedido por grandes contribuições à padronização no campo da engenharia elétrica e eletrônica. Outros prêmios incluem o Certificado de Mérito do Franklin Institute, 1908; a Medalha Elliott Cresson, 1913; e a Medalha Cedergren, 1914.

A série Charles P. Steinmetz Memorial Lecture foi iniciada em sua homenagem em 1925, patrocinada pela filial de Schenectady do IEEE. Até 2017, setenta e três reuniões aconteceram, realizadas quase exclusivamente no Union College, apresentando figuras notáveis, como o físico experimental ganhador do Prêmio Nobel Robert A. Millikan, o inventor do helicóptero Igor Sikorsky, o pioneiro do submarino nuclear Almirante Hyman G. Rickover (1963), Nobel- vencedor do inventor de semicondutores William Shockley e Internet "pai fundador" Leonardo Kleinrock.

A conexão de Steinmetz com a Union é celebrada ainda mais com o Steinmetz Symposium anual, um evento de um dia em que alunos de graduação da Union fazem apresentações sobre pesquisas que fizeram. Steinmetz Hall, que abriga o centro de computação do Union College, leva o nome dele.

A Bolsa Charles P. Steinmetz é concedida anualmente pela faculdade, subscrita desde a sua criação em 1923 pela General Electric Company. Uma bolsa adicional Charles P. Steinmetz Memorial foi posteriormente estabelecida na Union por Marjorie Hayden, filha de Joseph e Corrine Hayden, e é concedida a estudantes que se formam em engenharia ou física.

Um "Duplex Drive Brougham" O automóvel Detroit Electric que pertenceu a Steinmetz foi comprado pelo Union College em 1971 e restaurado para uso em cerimônias no campus. O carro Steinmetz é exibido permanentemente no corredor do primeiro andar entre o Wold Center e o edifício F.W. Olin.

Uma escola secundária pública de Chicago, Steinmetz College Prep, leva seu nome, assim como uma escola pública de Schenectady, a Steinmetz Career and Leadership Academy.

Um parque público no norte de Schenectady, Nova York, recebeu seu nome em 1931.

Em 1983, os Correios dos EUA incluíram Steinmetz em uma série de selos postais comemorando os inventores americanos.

Em maio de 2015, uma estátua de bronze em tamanho real de Charles Steinmetz encontrando Thomas Edison pelo escultor e fundidor Dexter Benedict foi inaugurada em uma praça na esquina da Erie Boulevards com a South Ferry Street em Schenectady.

Na cultura popular

Steinmetz é destaque em John Dos Passos' trilogia EUA em uma das biografias. Ele também atua como personagem principal em The Lightning Keeper de Starling Lawrence.

Steinmetz é um personagem importante no romance Electric City de Elizabeth Rosner.

Moe se refere sarcasticamente a Curly como um "Steinmetz" no curta Busy Buddies dos Três Patetas de 1944.

Steinmetz foi retratado em 1959 pelo ator Rod Steiger na série antológica de televisão da CBS, The Joseph Cotten Show. O episódio enfocou suas atividades socialistas na Alemanha.

Uma anedota famosa sobre Steinmetz diz respeito a uma consulta de solução de problemas na fábrica de Henry Ford em River Rouge. Um aspecto humorístico da história é a "conta detalhada" ele apresentou para o trabalho realizado.

“... em Schenectady, enquanto 'Abdu'l-Bahá estava sendo mostrado na General Electric Works por Steinmetz, este 'mago da eletricidade' observou-se estar absorvendo avidamente a elucidação da eletricidade de 'Abdu'l-Bahá. O Rev. Moore, clérigo unitarista que estava presente na ocasião, testemunhou para mim: 'Steinmetz'.' O autor desta declaração foi Stanwood Cobb, que relatou isto em seu: Memórias de 'Abdu'l-Bahá, que foi o Chefe dos Bahá'ís, 1892-1921 e viajou pela América do Norte em 1912 quando este incidente ocorreu.

Notas explicativas

Fontes gerais

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