Fenômenos eletromagnéticos e conversão de energia

Eletromagnetismo é a parte da Eletricidade que estuda certos fenômenos nos quais intervêm corrente elétrica e campo magnético: podemos chamar a esses fenômenos, fenômenos eletromagnéticos.

Os fenômenos eletromagnéticos que à primeira vista parecem muito numerosos, na realidade são três únicos fenômenos:

1o) Uma corrente elétrica, passando por um condutor, produz um campo magnético ao redor do condutor, como se fosse um ímã;

2o) Um condutor, percorrido por corrente elétrica, colocado em um campo magnético, fica sujeito a uma força;

3o) Suponhamos um condutor fechado, colocado em um campo magnético; a superfície determinada pelo condutor é atravessada por um fluxo magnético; se, por uma causa qualquer esse fluxo variar, aparecerá no condutor uma corrente elétrica; esse fenômeno é chamado indução eletromagnética.

Fenômenos eletromagnéticos e conversão de energia

Atividade: Analisar o comportamento dos fenômenos relacionados a produção de corrente alternada através do fluxo eletromagnético em uma esfera.

-Área de conhecimento:Física

-Docente: Rogério Feijó

-Conteúdos da aula: Imã, pilha, espira, sentido magnético, produção de corrente alternada

Duração da aula: 2 aulas

Objetivo

- O público alvo destina-se aos alunos do último ano do ensino médio.

- Facilitar a compreensão dos fenômenos eletromagnéticos através de um aplicativo que se encontra no site http://phet.colorado.edu/en/simulation/faraday

- Abordar conceitos básicos dos imãs, seus pólos e propriedades magnéticas

- Entender o Fenômeno de Faraday, dando ênfase que através de um campo magnético variável produz-se corrente elétrica

- Introdução breve das idéias de Ørsted, salientando que correntes elétricas geram campos eletromagnéticos

- Matematização dos conceitos de Faradey e Ørsted através das equações de Maxwell

Procedimentos

Atividade inicial

- Após o conteúdo teórico do professor, os alunos irão acessar o aplicativo disponibilizado no endereço http://phet.colorado.edu/en/simulation/faraday é nessário ter o aplicativo Java instalado.

Desenvolvimento

- Será sugerido aos alunos que façam as atividades que estarão detalhadas no guia de atividades, em algumas tabulações tais como pickup coil ( conceito Faraday), electromagnet (conceito Örsted), Transformer e Generator.

Fechamento

- Após o término da aula, o professor questionará os alunos se esta atividade foi aproveitada, em quais circunstâncias acontecem tais fenômenos e como podemos aplicá-los.

Recursos

- Utilização de computadores

- instalação do programa java (essencial), ultima versão atualizada em 5 de fevereiro de 2016.

- Recurso educacional aberto, REA, disponível no site da universidade de Colorado diponível em http://phet.colorado.edu/en/simulation/faraday

Avaliação

- A avaliação será feita mediante a observação do professor, em relação ao interesse dos alunos. Analisando quais foram as maiores dificuldades encontradas pela maioria dos alunos.

Guia de Atividades

1. Acessem o microcomputador e entrem no site http://phet.colorado.edu/en/simulation/faraday Logo em seguida clique em RUN
2. Aberto o programa, cliquem na bússola e tentem arrastá-la, movendo-a para qualquer posição.
   1. Por que a bússola se move mais rápido quando está perto do ímã ?
   2. Teoricamente, cite duas maneiras em que não haveria forças entre a bússola e o ímã.
3. Vamos agora para a segunta etapa, cliquem na aba Pickup Coil (bobina)
   1. Ao atravessarmos o ímã para a bobina, o que acontece com a lâmpada ?
   2. Aumentando-se o número de bobinas (Loops) o que aconteceria com a lâmpada e por quê?
4. Clique agora na aba Eletromagnetismo (Eletromagnet)
   1. Quais serão os efeitos observáveis no nivelador, quando sua tensão aumentar ?
   2. Quando invertermos a polaridade da pilha o que acontece com a bússola, o fluxo de corrente e o campo magnético?
5. Clicando-se na aba Transformador (Transformer) observe as questões logo abaixo:
   1. O que acontecerá com a lâmpada se movermos a pilha ligada a uma bobina em direção à lâmpada? Obs: antes de fazê-lo tentem imaginar o que aconteceria se tal fato fosse realizado.
   2. Agora realize o exercício anterior e descreva se o que aconteceu realmente correspondeu a suas expectativas
6. Na aba Gerador (Generator) observe os imagens e responda:
   1. Diante de toda a experiência de vocês, ao abrir a torneira para que caia uma pequena quantidade de água o que acontecerá com as imagens ?
   2. Cite alguns exemplos de geração de energia em relação ao exercício anterior.