Charles Proteus Steinmetz

Charles Proteus Steinmetz, pseudônimo de Karl August Rudolf Steinmetz (Wrocław, Silesia, Alemanha, 9 de abril de 1865 — Schenectady, Nova Iorque, 26 de outubro de 1923) foi um matemático, engenheiro eletricista e professor no Union College. Ele fomentou a expansão e desenvolvimento da corrente alternada (iniciada por Nikola Tesla) que tornou possível a expansão do sistema elétrico de potência nos Estados Unidos, formulando teorias matemáticas para engenheiros. Ele fez novas descobertas no entendimento da histerese que ajudou os engenheiros a projetar melhor os aparatos dos equipamentos eletromagnéticos, em especial, os motores elétricos para uso na indústria.

Karl Steinmetz
Nascimento	9 de abril de 1865 Wrocław
Morte	26 de outubro de 1923 (58 anos) Schenectady
Nacionalidade	alemão
Prêmios	Medalha Elliott Cresson (1913),[1] National Inventors Hall of Fame (1977)
Carreira científica
Campo(s)	matemática, engenharia elétrica

Engenharia elétrica

Steinmetz é conhecido por sua contribuição em três grandes campos da teoria dos sistemas de corrente alternada (AC): histerese, análise de estado estacionário e transientes.^[2]

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.^[3]

Teoria dos circuitos estacionários AC

O trabalho de Steinmetz revolucionou a teoria e a análise de circuitos CA, que haviam sido realizados usando métodos complicados e demorados baseados em cálculo. No artigo inovador, "Complex Quantities and Their Use in Electrical Engineering", apresentado em uma reunião de julho de 1893 publicado no American Institute of Electrical Engineers (AIEE), Steinmetz simplificou esses métodos complicados para "um simples problema de álgebra". Ele sistematizou o uso da representação de fasores de números complexos em textos de ensino de engenharia elétrica, em que a letra minúscula "j" é usada para designar o operador de rotação de 90 graus na análise de sistemas CA. Seus livros seminais e muitos outros artigos da AIEE "ensinaram toda uma geração de engenheiros a lidar com fenômenos de CA".^[4][5][6]

Teoria dos transientes AC

Steinmetz também avançou muito na compreensão dos relâmpagos. Seus experimentos sistemáticos resultaram no primeiro laboratório criado "relâmpagos artificiais", o que lhe rendeu o apelido de "Forjador de Trovões". 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.^[7][8]

Publicações

Algumas publicações importantes:

• Theory and calculation of alternating current phenomena, com a colaboração de Ernst J. Berg, 1897.
• The Natural Period of a Transmission Line and the Frequency of lightning Discharge Therefrom, em: The Electrical World, 27 de agosto de 1898, pp. 203–205.
• Theoretical elements of electrical engineering, McGraw publishing company, 1902.
• Theory and calculation of transient electric phenomena and oscillations, McGraw publishing company, 1911.

Patentes

Quando faleceu, Steinmetz tinha mais de 200 patentes:^[9]

• Steinmetz, Patente E.U.A. 533 244, "System of distribution by alternating current." Jan. 29, 1895.
• Steinmetz, Patente E.U.A. 559 419, "Inductor dynamo."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 583 950, "Three phase induction meter."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 594 145, "Inductor dynamo."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 714 412, "Induction motor."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 717 464, "System of electrical distribution."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 865 617, "Induction motor."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 1 025 932, "Means for producing light." Mai. 7, 1912.
• Steinmetz, Patente E.U.A. 1 042 986, "Induction furnace."
• Steinmetz, Patente E.U.A. 1 230 615, "Protective device."
• Steinmetz, Patente E.U.A. RE11 576, "Inductor dynamo."

Referências

1. «Laureates» (pdf) (em inglês). The Franklin Institute. Consultado em 1 de julho de 2015. Cópia arquivada em 1 de julho de 2015
2. See also IEC Electropedia's: hysteresis, steady state of a system, complex number and transient behaviour.
3. «The Magnetic Force of Charles Proteus Steinmetz». IEEE Power Engineering Review. 16 (9): 7. 1996. doi:10.1109/MPER.1996.535476
4. «Steinmetz, Putting it in Perspective - R, L, and C Elements and the Impedance Concept» (PDF). Zabreb School of Engineering. Arquivado do original (PDF) em 2014
5. Bedell, Frederick (1942). «History of A-C Wave Form, Its Determination and Standardization». Transactions of the American Institute of Electrical Engineers. 61 (12): 865. doi:10.1109/T-AIEE.1942.5058456
6. «The history of induction motors in America | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore». ieeexplore.ieee.org. doi:10.1109/proc.1976.10329. Consultado em 2 de fevereiro de 2024
7. «Charles Proteus Steinmetz (1865-1923)». Open Tesla Research (em inglês)
8. «Steinmetz, Forger of Thunderbolts; CHARLES PROTEUS STEINMETZ: A Biography. By John Winthrop Hammond. Illustrated. 488 pp. New York and London: The Century Company. $4.». The New York Times (em inglês). 2 de novembro de 1924. ISSN 0362-4331. Consultado em 2 de fevereiro de 2024
9. «Biografia» (em inglês)