Elétrons
são partículas atômicas elementares dotadas
de carga elétrica. Por convenção, a carga elétrica
de um elétron é negativa. Como cargas iguais sempre
se repelem, os elétrons tendem a se repelir entre si. Os
elétrons que integram os átomos de alguns materiais,
como os metais, são frouxamente presos a estes átomos.
Como resultado, podem se movimentar quase que livremente no interior
destes materiais. É a este movimento de elétrons através
de um material com estas características que se dá
o nome de "corrente elétrica". E o material, por
isto mesmo, é denominado de condutor de eletricidade.
O que faz os elétrons se movimentarem, ou seja, o que provoca
a corrente elétrica, é uma "diferença
de potencial elétrico", uma grandeza medida em Volts.
Entre os pólos de uma pilha comum, por exemplo, há
uma diferença de potencial de 1,5 Volts. O polo negativo
repele os elétrons, já que tem a mesma carga que eles,
enquanto o positivo os atrai. Como resultado, unindo-se estes pólos
por dois fios metálicos ligados aos terminais de uma lâmpada,
os elétrons fluirão através do fio em virtude
da diferença de potencial entre os pólos da pilha,
provocando uma corrente elétrica que acenderá a lâmpada.
Agora imagine duas placas metálicas situadas próximas
uma da outra e separadas por um material isolante, ou seja, não
condutor de eletricidade. O que acontecerá se cada uma delas
for ligada por algum tempo a um dos pólos de uma pilha? Bem,
o polo positivo atrairá elétrons de uma das placas
e o polo negativo os repelirá na direção da
outra. A pilha, então, funcionará como uma bomba (no
sentido de bomba d'água), "bombeando" elétrons
de uma placa para a outra. Como resultado a segunda placa ficará
saturada com elétrons removidos da primeira. Que, por sua
vez, exibirá uma notável carência de elétrons.
Ou seja: criou-se uma diferença de potencial elétrico
entre as placas. Elas estão, então, carregadas de
eletricidade: a segunda placa, prenhe de elétrons, tem "carga
elétrica negativa" enquanto a primeira, onde escasseiam
elétrons, tem "carga elétrica positiva".
Os elétrons não podem voltar à primeira placa
porque não há como atravessar o material isolante
que a separa da segunda. Mas se as placas forem ligadas através
de dois fios conectados aos terminais de uma lâmpada, os elétrons
poderão fluir entre as placas através destes fios,
provocando uma corrente elétrica que acenderá a lâmpada.
Mas como o número de elétrons acumulados na segunda
placa é limitado, esta corrente só fluirá até
que o equilíbrio seja restabelecido, ou seja, até
que todos os elétrons removidos da primeira placa retornem
a ela. Neste ponto, diz-se que as placas estão descarregadas.
Estas placas e o isolante que as separa formam então um dispositivo
que pode então assumir dois estados: carregado e descarregado.
Um dispositivo assim chama-se "capacitor". Que pode ser
improvisado com dois pedaços destas folhas de alumínio
utilizadas para embalar alimentos, empilhadas uma sobre a outra
e separadas por uma folha de jornal à guisa de isolante.
Pegue dois pedaços de fio, desencape uma extremidade de cada
um deles e a prenda a uma das folhas aluminizadas com fita adesiva.
Encoste por alguns momentos as outras extremidades dos fios aos
pólos de uma pilha e voilá: seu capacitor estará
carregado. Eu testei: quando carregado, meu capacitor improvisado
exibiu apenas uma diferença de potencial de 0,5V entre suas
placas. Insuficiente para acender uma lâmpada, mas bastante
para ser medida com um voltímetro.
E o que tem isto a vem com as memórias? Ora, tem tudo. Pois
informações podem ser armazenadas sob a forma de bits
em capacitores. Basta convencionar que um capacitor carregado representa
o bit "um" e descarregado o bit "zero". Desta
forma, cada conjunto de oito capacitores pode representar um byte.
É claro que os capacitores utilizados para implementar as
memórias de nossos micros não se parecem nem um pouco
com o que improvisei com folhas de alumínio estendidas sobre
a mesa. Pelo contrário: são dispositivos microscópicos,
tão pequenos que dezenas de milhões deles cabem nos
chips comuns de memória (para os preciosistas: cada capacitor
elementar usado nas memórias RAM modernas tem uma capacitância
de 30 a 50 femtofarads). Mas seu funcionamento é idêntico:
aplica-se uma diferença de potencial elétrico a seus
microscópicos terminais e eles carregam-se. Conectam-se os
terminais e eles descarregam-se. E assim, carregando e descarregando
minúsculos capacitores, nossos micros manipulam todas as
informações armazenadas na memória RAM. Controlar
estas cargas é uma tarefa das mais simples para a CPU. A
memória RAM é lida verificando o estado de cada capacitor
elementar. E é escrita ou alterada modificando este estado.
Como um capacitor é um dispositivo eletrônico muitíssimo
mais simples que um transistor, memórias deste tipo são
muito mais baratas que as memórias estáticas que vimos
semana passada.
Mas, em contrapartida, apresentam um grave inconveniente. Que discutiremos
na próxima semana.
B.
Piropo
