John Ambrose Fleming

Sir John Ambrose Fleming FRS (29 de novembro de 1849 - 18 de abril de 1945) foi um engenheiro elétrico e físico inglês que inventou a primeira válvula termiônica ou tubo de vácuo, projetou o transmissor de rádio com o qual o primeiro transatlântico transmissão de rádio foi feita e também estabeleceu a regra da mão direita usada na física.

Ele era o mais velho de sete filhos de James Fleming DD (falecido em 1879), um ministro congregacional, e sua esposa Mary Ann, em Lancaster, Lancashire, e foi batizado em 11 de fevereiro de 1850. Um cristão devoto, ele já pregou em St. Martin-in-the-Fields em Londres sobre as evidências da ressurreição.

Em 1932, ele e Douglas Dewar e Bernard Acworth ajudaram a estabelecer o Evolution Protest Movement. Fleming legou grande parte de sua propriedade para instituições de caridade cristãs, especialmente aquelas para os pobres. Ele era um fotógrafo notável, pintava aquarelas e gostava de escalar os Alpes.

Primeiros anos

Ambrose Fleming nasceu em Lancaster e foi educado na Lancaster Royal Grammar School, University College School, em Londres, e depois na University College London, onde obteve um bacharelado em 1870. Ele ingressou no St John's College, Cambridge, em 1877, obtendo um DSc da Universidade de Londres em 1879 e um BA de Cambridge em 1881, antes de se tornar um membro da St John's em 1883. Ele passou a lecionar em várias universidades, incluindo a Universidade de Cambridge, University College Nottingham, e University College London, onde foi o primeiro professor de engenharia elétrica. Ele também foi consultor da Marconi Wireless Telegraph Company, Swan Company, Ferranti, Edison Telephone e, posteriormente, da Edison Electric Light Company. Em 1892, Fleming apresentou um importante artigo sobre a teoria dos transformadores elétricos para a Instituição de Engenheiros Elétricos de Londres.

Educação e casamentos

Fleming começou a estudar por volta dos dez anos de idade, frequentando uma escola particular onde gostava particularmente de geometria. Antes disso, sua mãe o ensinava e ele havia aprendido, praticamente de cor, um livro chamado Guia do Conhecimento para Crianças, um livro popular da época – mesmo quando adulto ele citava a partir dele. Seus estudos continuaram na University College School, onde, embora bem-sucedido em matemática, costumava ser o último da classe em latim.

Desde menino ele queria ser engenheiro. Aos 11 anos já tinha sua própria oficina onde construía modelos de barcos e motores. Ele até construiu sua própria câmera, o início de um interesse vitalício pela fotografia. A formação para engenheiro estava além dos recursos financeiros da família, mas ele alcançou seu objetivo por meio de um caminho que alternava os estudos com o trabalho remunerado.

Fleming matriculou-se para um bacharelado na University College London, formou-se em 1870 e estudou com o matemático Augustus De Morgan e o físico George Carey Foster. Ele se tornou um estudante de química no Royal College of Science em South Kensington em Londres (agora Imperial College). Lá ele estudou pela primeira vez a bateria de Alessandro Volta, que se tornou o tema de seu primeiro artigo científico. Este foi o primeiro artigo a ser lido para a nova Sociedade Física de Londres (agora Instituto de Física) e aparece na página um do volume um de seus Anais.

Problemas financeiros novamente o forçaram a trabalhar para viver e no verão de 1874 ele se tornou mestre em ciências no Cheltenham College, uma escola pública, ganhando £ 400 por ano. (Mais tarde, ele também lecionou na Rossall School.) Sua própria pesquisa científica continuou e ele se correspondeu com James Clerk Maxwell na Universidade de Cambridge. Depois de economizar £ 400 e garantir uma bolsa de £ 50 por ano, em outubro de 1877, aos 27 anos, ele se matriculou novamente como estudante, desta vez em Cambridge.

Ele estava entre os dois ou talvez três estudantes universitários que frequentaram o último Curso de Maxwell. As palestras de Maxwell, ele admitiu, eram difíceis de seguir. Maxwell, disse ele, muitas vezes parecia obscuro e tinha "uma maneira paradoxal e alusiva de falar". Às vezes, Fleming era o único aluno nessas palestras. Fleming se formou novamente, desta vez com um diploma de primeira classe em química e física. Ele então obteve um DSc de Londres e serviu um ano na Universidade de Cambridge como demonstrador de engenharia mecânica antes de ser nomeado o primeiro professor de física e matemática na University College Nottingham, mas saiu depois de menos de um ano.

Em 11 de junho de 1887, ele se casou com Clara Ripley (1856/7–1917), filha de Walter Freake Pratt, um advogado de Bath. Em 27 de julho de 1928 ele se casou com a popular jovem cantora Olive May Franks (n. 1898/9), de Bristol, filha de George Franks, um empresário de Cardiff.

Atividades e realizações

Depois de deixar a Universidade de Nottingham em 1882, Fleming assumiu o cargo de "eletricista" à Edison Electrical Light Company, prestando assessoria em sistemas de iluminação e nos novos sistemas de corrente alternada Ferranti. Em 1884, Fleming ingressou na University College London assumindo a cadeira de Tecnologia Elétrica, a primeira do gênero na Inglaterra. Embora isso oferecesse grandes oportunidades, ele lembra em sua autobiografia que o único equipamento que lhe foi fornecido foi um quadro-negro e um pedaço de giz. Em 1897, o Laboratório Pender foi fundado na University College London e Fleming assumiu a cadeira Pender depois que £ 5.000 foram doados como um memorial a John Pender, o fundador da Cable and Wireless.

Em 1899, Guglielmo Marconi, o inventor da radiotelegrafia, decidiu tentar a radiocomunicação transatlântica. Isso exigiria um aumento de potência dos pequenos transmissores de 200 a 400 watts que Marconi havia usado até então. Ele contratou Fleming, um especialista em engenharia de energia, para projetar o transmissor de rádio. Fleming projetou o primeiro grande transmissor de rádio do mundo, um complicado transmissor de faísca alimentado por um alternador de 25 kW acionado por um motor de combustão, construído em Poldhu na Cornualha, Reino Unido, que transmitiu a primeira transmissão de rádio através do Atlântico em 12 de dezembro de 1901.

Embora Fleming fosse o responsável pelo projeto, o diretor da Marconi Co. fez Fleming concordar que: "Se cruzarmos o Atlântico, o principal crédito será e deve ser para sempre o Sr. Marconi' s". Consequentemente, a aclamação mundial que saudou esta conquista histórica foi para Marconi, que apenas creditou Fleming junto com vários outros funcionários da Marconi, dizendo que ele fez alguns trabalhos na "usina elétrica". Marconi também esqueceu a promessa de dar a Fleming 500 ações da Marconi se o projeto fosse bem-sucedido. Fleming estava ressentido com seu tratamento. Ele honrou seu acordo e não falou sobre isso durante a vida de Marconi, mas após sua morte em 1937 disse que Marconi havia sido "muito pouco generoso".

Em 1904, trabalhando para a empresa Marconi para melhorar a recepção de rádio transatlântica, Fleming inventou o primeiro tubo de vácuo termiônico, o diodo de dois eletrodos, que ele chamou de válvula de oscilação, para o qual recebeu uma patente em 16 de novembro. Tornou-se conhecida como a válvula de Fleming. A Suprema Corte dos Estados Unidos posteriormente invalidou a patente por causa de um aviso impróprio e, adicionalmente, sustentou que a tecnologia na patente era arte conhecida quando arquivada.

Esta invenção é frequentemente considerada o início da eletrônica, pois foi a primeira válvula a vácuo. O diodo de Fleming foi usado em receptores de rádio e radares por muitas décadas depois, até ser substituído pela tecnologia eletrônica de estado sólido mais de 50 anos depois.

John Ambrose Fleming (1906)

Em 1906, Lee De Forest dos EUA adicionou uma "grade" à válvula para criar um detector de RF de tubo de vácuo amplificador chamado Audion, levando Fleming a acusá-lo de infringir suas patentes. O tubo de De Forest desenvolveu o triodo, o primeiro amplificador eletrônico. O triodo foi vital na criação de comunicações de rádio e telefone de longa distância, radares e primeiros computadores digitais eletrônicos (computadores digitais mecânicos e eletromecânicos já existiam usando tecnologia diferente). A batalha judicial por essas patentes durou muitos anos, com vitórias em diferentes estágios para ambos os lados. Fleming também contribuiu nas áreas de fotometria, eletrônica, telegrafia sem fio (rádio) e medições elétricas. Ele cunhou o termo fator de potência para descrever a verdadeira potência que flui em um sistema de alimentação CA.

Fleming se aposentou da University College London em 1927 aos 77 anos. Ele permaneceu ativo, tornando-se um defensor comprometido da nova tecnologia da televisão, que incluía servir como o segundo presidente da Television Society. Ele foi nomeado cavaleiro em 1929 e morreu em sua casa em Sidmouth, Devon, em 1945. Suas contribuições para comunicações eletrônicas e radares foram de vital importância para vencer a Segunda Guerra Mundial. Fleming foi premiado com a Medalha de Honra do IRE em 1933 pelo "papel notável que desempenhou na introdução de princípios físicos e de engenharia na arte do rádio". Uma nota do elogio na celebração do Centenário da invenção da válvula termiônica:

Há um século, em novembro de 1904, John Ambrose Fleming FRS, Pender Professor da UCL, arquivado GB 190424850 na Grã-Bretanha, para um dispositivo chamado Thermionic Valve. Quando inserido em conjunto com um galvanometer, em um circuito elétrico sintonizado, pode ser usado como um detector de rectificação muito sensível de correntes sem fio de alta frequência, conhecido como ondas de rádio. Foi um grande passo em frente na "revolução sem fio".

Em novembro de 1905, ele patenteou a "Fleming Valve" (EUA 803684). Como um diodo rectificativo, e precursor da válvula triode e muitas estruturas relacionadas, também pode ser considerado o dispositivo que deu à luz a eletrônica moderna.

Nos anos seguintes, as válvulas substituíram rapidamente os bigodes de "gato". e foram o principal dispositivo usado para criar a indústria eletrônica de hoje. Eles permaneceram dominantes até que o transistor assumiu o domínio no início dos anos 1970.

Atualmente, os descendentes da válvula original (ou tubo de vácuo) ainda desempenham um papel importante em uma variedade de aplicações. Eles podem ser encontrados nos estágios de potência de transmissores de rádio e televisão, em amplificadores de instrumentos musicais (principalmente amplificadores de guitarra e baixo), em alguns amplificadores de áudio de última geração, como detectores de radiação óptica e de comprimento de onda curto e em equipamentos sensíveis que devem ser "resistente à radiação".

Em 1941, a London Power Company comemorou Fleming nomeando um novo carvoeiro costeiro de 1.555 GRT SS Ambrose Fleming.

Em 27 de novembro de 2004, uma placa azul apresentada pelo Institute of Physics foi revelada no Norman Lockyer Observatory, Sidmouth, para marcar os 100 anos desde a invenção da válvula de rádio termiônica.

Palestras

Em 1894 e 1917, Ambrose Fleming foi convidado para dar a Palestra de Natal da Royal Institution sobre O Trabalho de uma Corrente Elétrica e Nossos Servos Úteis: Magnetismo e Eletricidade, respectivamente.

Livros de Fleming

• Lâmpadas elétricas e iluminação elétrica: Um curso de quatro palestras sobre iluminação elétrica entregue na Instituição Real da Grã-Bretanha (1894) 228 páginas, OCLC 8202914.
• O transformador de corrente alternada em teoria e prática "The Electrician" Empresa de impressão e publicação (1896)
• Ímãs e correntes elétricas E. & F. N. Spon. (1898)
• Um manual para o laboratório elétrico e sala de testes "The Electrician" Empresa de impressão e publicação (1901)
• Ondas e Ondas em Água, Ar e Aether MacMillan (1902).
• A evidência das coisas não visto Conhecimento cristão Sociedade: Londres (1904)
• Os princípios da telegrafia de ondas elétricas (1906), Longmans Green, Londres, 671 páginas.
• A Propagação de Correntes Elétricas em Condutores Telegráficos e Telefone (1908) Constable, 316 páginas.
• Um Manual Elementar de Radiotelegrafia e Radiotelefonia (1911) Longmans Green, Londres, 340 páginas.
• No fator de potência e condutividade dos dielétricos quando testados com correntes elétricas alternadas de frequência telefônica a várias temperaturas (1912) Gresham, 82 páginas, ASIN: B0008CJBIC
• As maravilhas da telegrafia sem fio: Explicado em termos simples para o leitor não técnico Sociedade para promover o conhecimento cristão (1913)
• Livro de bolso do telegrafista sem fio de notas, fórmulas e cálculos The Wireless Press (1915)
• A Válvula Termônica e seu Desenvolvimento em Radio Telegrafia e Telefonia (1919).
• Cinquenta anos de eletricidade A imprensa sem fio (1921)
• Eletrons, ondas elétricas e telefonia sem fio The Wireless Press (1923)
• Introdução à telegrafia e telefonia sem fio Sir Isaac Pitman e Sons Ltd. (1924)
• Retificadores de Mercúrio e lâmpadas de vapor Mercúrio Londres. Pitman (1925)
• O Educador Elétrico (3 volumes), The New Era Publishing Co Ltd (1927)
• Memórias de uma vida científica Marshall, Morgan & Scott (1934)
• Evolução ou Criação? (1938) Marshall Morgan e Scott, 114 páginas, ASIN: B00089BL7Y – descreve objeções a Darwin.
• Matemática para Engenheiros George Newnes Ltd (1938)
• Física para Engenheiros George Newnes Ltd (1941)