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PRODUTO EDUCACIONAL: ENSINO DE TÓPICOS DO
ELETROMAGNETISMO UTILIZANDO RECURSOS TECNOLÓGICOS
E MÉTODOS ATIVOS DE APRENDIZAGEM
Carlos Raul da Silva Lopes Neves
APRESENTAÇÃO
O produto em questão foi desenvolvido para ser aplicado no Ensino Médio
tratando sobre tópicos fundamentais do Eletromagnetismo, buscando alterar o
contexto tradicional em sala de aula inserindo os alunos na construção do seu
conhecimento e auxiliando-os a concretizar os conceitos físicos abstratos.
A sequência didática proposta foi estruturada seguindo os pressupostos
teóricos de Ausubel e Vygotsky. Ela foi desenvolvida tendo como base principal a
utilização dos métodos ativos Ensino sob Medida (EsM) e Instrução por Colegas
(IpC), através do quiz online do aplicativo Kahoot, no entanto também utilizou-se
outros recursos de ensino, tais como, simulações computacionais, textos de apoio e
plataforma virtual. Para a elaboração desta, optou-se por um referencial teórico que
valorizasse as concepções trazidas pelos alunos, o diálogo e principalmente a
autonomia do aluno de aprender para que se tornasse possível um ambiente de
aprendizagem diferente do tradicional, dando assim condições para uma
aprendizagem significativa.
ORGANIZAÇÃO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA
A sequência didática foi desenvolvida com a finalidade de lecionar os
seguintes conteúdos: (I) carga elétrica e eletrização, (II) campo elétrico e força
elétrica, (III) corrente elétrica e resistores, (IV) imã e campo magnético e (V) indução
eletromagnética. Cada tópico é aplicado em duas aulas com 50 minutos de duração
cada, totalizando 1h e 40 min.
Para aplicação desta sequência didática utiliza-se 6 (seis) encontros onde no
primeiro encontro é apresentado aos alunos quais são os recursos tecnológicos
utilizados, métodos de ensino e as tarefas prévias que deverão ser realizadas, já nos
outros 5 encontros é aplicado cada tópico do eletromagnetismo listado
anteriormente.
A aplicação deste produto requer que o aluno assuma a responsabilidade de
se preparar para a aula, realizando tarefas anteriores à aula, como a leitura do texto
de apoio e a utilização de simulações virtuais sobre fenômenos físicos. Após o
estudo desse material, focado nos tópicos mais importantes a serem discutidos em
aula, os alunos devem responder eletronicamente, dentro de uma semana, um
questionário prévio. As respostas dos alunos às tarefas preparatórias serão de
grande importância para que o professor prepare o novo questionário a ser
respondido em sala e organize sua aula, focando nas principais dificuldades
manifestadas pelos alunos (NOVAK et al., 1999; MAZUR, 1997).
Durante a aplicação dos questionários aplicados em sala através do Kahoot,
deve se seguir as seguintes orientações:
I) Se mais de 70% dos estudantes votarem na resposta correta da questão,
seguir para uma nova questão.
II) Se o percentual de acertos obtidos na primeira votação estiver entre 30% e
70%. Agrupe os alunos em pequenos grupos (2-5 pessoas), preferencialmente que
tenham escolhido respostas diferentes, pedindo que eles tentem convencer uns aos
outros usando as justificativas pensadas ao responderem individualmente.
III) Se menos de 30% das respostas estiverem corretas. Revisitar o conceito
explicado, através de nova exposição dialogada buscando aclará-lo, apresentando
outra questão conceitual ao final da explanação e recomeçando o processo.
Conta-se também com um site1 onde é disponibilizado os textos de apoio,
simulações computacionais desenvolvidas pelo Phet e códigos para acesso aos
questionários desenvolvidos no aplicativo do Kahoot.
Tabela de Organização da Sequência Didática
ENCONTROS CONTEÚDOS RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
ESPERADOS
ESTRATÉGIAS
1º Encontro: Apresentação aos alunos da metodologia aplicada, recursos tecnológicos a serem utilizados e aplicação do 1º questionário.
Todos os conteúdos a serem aplicados ao longo da sequência didática.
- Apresentação oral sobre os métodos ativos EsM e IpC. - Explicação da utilização do Kahoot e do Phet. - Envio do link de acesso à plataforma virtual onde estão disponíveis os textos de apoio, os códigos de acesso para os questionários prévios do Kahoot e as simulações
1 https://nevescarlosraul.wixsite.com/jovemdafisica
computacionais de cada encontro.
2º Encontro: Carga elétrica e Eletrização
Princípio da atração e repulsão
Princípio da conservação das cargas elétricas
Condutores e Isolantes
Processos de eletrização
- Compreender o princípio da conservação das cargas e como ocorrem os processos de eletrização de um corpo. - Diferenciar os materiais condutores e isolantes - Aplicar o conceito de atração e repulsão das cargas elétricas
- Apresentação e debate dos resultados do 1º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Aplicação da simulação computacional Balões e Eletricidade Estática do Phet Simulations. - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do texto de apoio, código de acesso para o questionário prévio no Kahoot e link do jogo interativo chamado Hóquei no campo elétrico do Phet Simulations.
3º Encontro: Força elétrica e Campo elétrico
Lei de Coulomb
Conceito de campo elétrico
Cálculo do campo elétrico
Linhas de Forças
- Aplicar a lei de Coulomb e o movimento de cargas elétricas, sob ação de campos elétricos; - Compreender o conceito de campo elétrico e linha de força. .
- Apresentação e debate dos resultados do 2º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Debate sobre a simulação Hóquei no campo elétrico do Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do texto de apoio e código de acesso para o novo questionário prévio do Kahoot - Solicitação para montagem de um circuito simples através da simulação chamada Kit para Montar Circuito DC -
Lab Virtual do Phet Simulations, disponível na plataforma virtual.
4º Encontro: Corrente elétrica, resistor elétrico e associação de resistores
Conceito e cálculo de corrente elétrica
Conceito de resistor, gráfico de resistor ôhmico e não-ôhmico
Associação de resistores
- Identificar e descrever o sentido da corrente elétrica real e convencional; - Calcular e reconhecer as grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida; - Identificar em um circuito elétrico simples quando ocorre a passagem de corrente elétrica. - Diferenciar os tipos de resistores e suas aplicações no cotidiano
- Apresentação e debate dos resultados do 3º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Debate sobre a simulação Kit para Montar Circuito DC - Lab Virtual do Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do código de acesso para o novo questionário prévio no Kahoot e link da simulação Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday do Phet Simulations.
5º Encontro: Ímã e Campo magnético
Propriedades dos ímãs
Conceito de campo magnético
Campo magnético terrestre
Linhas de campo magnético
Experiência de Oersted
Cálculo do campo magnético
- Identificar as características de um ímã; - Compreender a inexistência de monopolos magnéticos; - Diferenciar polos magnéticos e geográficos; - Compreender o funcionamento de uma bússola; - Destacar a relação entre fenômenos elétricos e magnéticos da experiência de Oersted; - Aplicar a regra da mão direita para os diferentes condutores
- Apresentação e debate dos resultados do 4º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Debate sobre a simulação Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do código de acesso para o último questionário prévio no Kahoot e link da simulação Gerador do Phet Simulations.
percorridos por corrente elétrica.
6º Encontro: Indução Eletromagnética
Fluxo Magnético
Lei de Lenz
Transformador
Geração de energia elétrica
- Explicar o conceito de fluxo magnético e relacionar as grandezas envolvidas - Compreender a lei de Lenz - Aplicar os conceitos de indução eletromagnética para explicar o funcionamento dos transformadores de tensão - Compreender a geração de energia elétrica.
- Apresentação e debate dos resultados do 5º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo utilizando a simulação Lei de Faraday do Phet Simulations - Debate sobre a simulação Gerador do Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Link da pesquisa de avaliação das aulas.
UNIDADE 1: CARGA ELÉTRICA E ELETRIZAÇÃO
TEXTO DE APOIO 1
PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA:
Princípio da atração e repulsão
• Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se.
• Cargas elétricas de sinais opostos atraem-se.
Fonte: pH, 2014.
Princípio da conservação das cargas elétricas
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de
cargas positivas e negativas é constante.
Corpo Eletrizado
É o corpo que possui excesso de elétrons (carga negativa) ou falta de elétrons
(carga positiva).
O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica
elementar e simbolizado por e. A unidade de medida adotada internacionalmente
para a medida de cargas elétricas é o coulomb (C).
Podemos definir a carga elétrica de um corpo (Q) pela relação:
Q = n.e
Onde:
Q= Carga elétrica, medida em coulomb no SI
n= quantidade de cargas elementares, que é uma grandeza adimensional e têm
sempre valor inteiro (n=1, 2, 3, 4 ...)
e= carga elétrica elementar (1,6.10−19 C)
CONDUTORES E ISOLANTES
Condutores elétricos
Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.
Isolantes elétricos ou dielétricos
Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de
movimentação.
Elétrons livres: elétrons mais afastados do núcleo atômico, ligados fracamente
a ele. Os elétrons livres são os responsáveis pela condução de eletricidade nos
metais.
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Eletrização por atrito
Os corpos atritados adquirem cargas de mesmo valor absoluto e de sinais
opostos:
Fonte: Ramalho, 2009.
Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao
ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente. Esta lista é
chamada série triboelétrica:
Fonte: pH, 2014.
Eletrização por contato
Os condutores adquirem cargas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem
mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada
pela média aritmética das cargas iniciais:
Fonte: Ramalho, 2009.
Eletrização por indução
O condutor induzido adquire carga de sinal oposto à do condutor indutor. A
figura seguinte apresenta a sequência dos procedimentos no caso de o indutor ter
carga positiva.
O processo é dividido em três etapas:
I) Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente
neutro:
Fonte: Só Física
II) O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.
Fonte: Só Física
III) Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do
sinal oposto ao indutor.
Fonte: Só Física
Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado
com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.
Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.
KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e
Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.
MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrostática. São Paulo: Saraiva,
2015.
Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 2. Editora Abril, 2014.
SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São
Paulo: Atual, 2005.
SÓ FÍSICA. Disponível em:
Acesso
em: 02 de junho de 2018.
QUESTIONÁRIO PRÉVIO 1
Questão 1 – Qual o nome da carga positiva?
a) Elétron
b) Próton
c) Nêutron
d) Pósitron
Questão 2 – Qual o nome da carga negativa?
a) Elétron
b) Próton
c) Nêutron
d) Pósitron
Questão 3 – Qual o nome da carga elétrica de valor nulo?
a) Elétron
b) Próton
c) Nêutron
d) Pósitron
Questão 4 – Um corpo carregado positivamente possui:
a) mesma quantidade de prótons e nêutrons
b) maior quantidade de elétrons do que nêutron
c) maior quantidade de prótons do que de elétrons
d) maior quantidade de elétrons que de nêutrons
Questão 5 – Um corpo carregado negativamente possui:
a) mesma quantidade de prótons e nêutrons
b) maior quantidade de elétrons do que de prótons
c) maior quantidade de prótons do que de elétrons
d) maior quantidade de elétrons que de nêutrons
Questão 6 – Após o processo de eletrização por atrito, os corpos ficam com cargas
de:
a) cargas de mesmo sinal
b) cargas de sinais opostos
c) cargas de sinal positivo
d) cargas de sinal negativo
Questão 7 – A eletrização por contato só é possível se os corpos forem:
a) isolantes
b) neutros
c) carregados
d) condutores
Questão 8 – Após a eletrização por contato, os corpos ficam com cargas de:
a) cargas de mesmo sinal
b) cargas de sinais opostos
c) cargas de sinal positivo
d) cargas de sinal negativo
Questão 9 – Na eletrização por indução o induzido deve ser:
a) condutor
b) Isolante
c) semicondutor
d) anti condutor
Questão 10 – Para que ocorra atração entre corpos é necessário que:
a) um corpo seja isolante
b) um corpo seja condutor
c) um corpo seja descarregado
d) um corpo seja carregado
GABARITO
1- B
2- A
3- C
4- C
5- B
6- B
7- D
8- A
9- A
10- D
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET: BALÕES
Foto da utilização da simulação Balões do Phet
Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/balloons
QUESTIONÁRIO EM SALA 1
Questão 1 – Quando os materiais adquirem cargas elétricas:
a) eles se repelem
b) eles ficam eletrizados
c) não acontece nada
d) eles perdem carga elétrica
Questão 2 – O que acontece com cargas de sinais iguais?
a) se atraem
b) se repelem
c) Não acontece nada
d) Aumentam de intensidade
Questão 3 – Qual dos materiais abaixo pode conduzir cargas elétricas?
a) Metal
b) Granito
c) Plástico
d) Madeira
Questão 4 – O núcleo é formado de que?
a) Só nêutrons
b) Elétrons
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/balloons
c) Prótons e nêutrons
d) Não existe núcleo no átomo
Questão 5 – Qual carga circula ao redor do núcleo do átomo?
a) Prótons e nêutrons
b) Elétrons e nêutrons
c) Elétrons
d) Prótons
Questão 6 – Qual é a principal função de um condutor elétrico.
a) Oferecer baixa resistência a passagem de cargas elétricas
b) Impedir a passagem de carga elétrica
c) Gerar energia
d) nenhum
Questão 7 – O que é um corpo eletricamente neutro?
a) aquele que possui 1 volt de carga elétrica
b) É um condutor elétrico
c) É o corpo que possui mesma quantidade de prótons e elétrons
d) Não existe corpos eletricamente neutros
Questão 8 – Quando realizamos um aterramento nas residências para onde a
eletricidade é conduzida?
a) Para o ar
b) Para a corrente elétrica do poste
c) Para o solo
d) O fio terra não conduz eletricidade
Questão 9 – Qual nome do filósofo-físico a descobrir que quando objetos são
atritados contra o outro, adquirem a propriedade de atrair objetos leves?
a) J.J. Thomson
b) Lavoisier
c) Tales de Mileto
d) Charles Coulomb
Questão 10 – Qual é o conceito de carga elétrica?
a) Quantidade de elétrons em um corpo
b) Propriedade da matéria
c) É o que é transportado pela corrente
d) É o que se converte em energia elétrica em um circuito.
GABARITO
1- B
2- B
3- A
4- C
5- C
6- A
7- C
8- C
9- C
10- B
UNIDADE 2: FORÇA ELÉTRICA E CAMPO ELÉTRICO
TEXTO DE APOIO 2
Lei de Coulomb:
A intensidade da força de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes
é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos das cargas e
inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.
Fonte: Ramalho, 2009.
F = 𝐤.|𝐐𝟏.𝐐𝟐|
𝐝𝟐
K=constante eletrostática do meio onde estão as cargas
No vácuo: k = 9.109 N.m²/C².
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de carga elétrica é o
coulomb (símbolo C).
Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão utiliza-se o
produto de suas cargas, ou seja:
Q1.Q2 > 0 forças de repulsão
Q1.Q2 < 0 forças de atração
Conceito de Campo Elétrico
Uma carga elétrica puntiforme (Q) origina, na região que a envolve, um
campo de forças chamado campo elétrico. Uma carga elétrica puntiforme de prova
(q), colocada num ponto P dessa região, fica sob ação de uma força elétrica (Fe). A
carga elétrica (q) “sente” a presença da carga (Q) por meio do campo elétrico que Q
origina. Portanto, a força elétrica (Fe) é devida à interação entre o campo elétrico da
carga Q e a carga elétrica q.
Fonte: Ramalho, 2009.
Analogamente, a carga elétrica de prova q também produz um campo elétrico
que age sobre a carga elétrica Q.
Assim o campo elétrico desempenha o papel de transmissor de interações
entre as cargas elétricas.
Vetor campo elétrico (�⃗� )
A força elétrica (Fe) que age na carga elétrica (q) é dada pelo produto de dois
fatores:
• um escalar, que é a carga elétrica q;
• outro vetorial, que caracteriza a ação da carga Q, ou da distribuição de cargas, em
cada ponto P do campo. Este fator é indicado por E⃗⃗ e recebe o nome de vetor campo
elétrico em P.
Assim, podemos escrever:
Fe = q.E
• Se q é positiva (q>0), Fe e E têm o mesmo sentido.
• Se q é negativa (q
Fonte: Ramalho, 2009.
Unidade de intensidade do vetor campo elétrico no SI: newton por coulomb
(N/C).
Campo Elétrico de uma carga puntiforme fixa
Fonte: Ramalho, 2009.
• Intensidade: 𝐄 =𝐤 .|𝐐|
𝐝²
• Direção: da reta que une a carga ao ponto P.
• Sentido: de afastamento se Q positiva (Q>0); de aproximação se Q negativa
(Q
Linhas de força
Linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos. São
orientadas no sentido do vetor campo elétrico.
Fonte: Ramalho, 2009.
Campo Elétrico Uniforme
O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as linhas de força
são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FERRARO, Nicolau Gilberto; RAMALHO, Francisco Junior; SOARES, Paulo Toledo.
Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.
KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e
Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.
MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrostática. São Paulo: Saraiva,
2015.
Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 2. Editora Abril, 2014.
SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São
Paulo: Atual, 2005.
SÓ FÍSICA. Disponível em:
Acesso
em: 02 de junho de 2018.
QUESTIONÁRIO PRÉVIO 2
Questão 1 – A força elétrica é diretamente proporcional:
a) ao valor das cargas
b) a distância
c) ao tempo
d) ao condutor
Questão 2 – Sobre a força elétrica, se a distância entre cargas é dobrada?
a) a força é dobrada
b) a força diminui 2 vezes
c) a força diminui 3 vezes
d) a força diminui 4 vezes
Questão 3 – Uma carga positiva gera um campo elétrico de:
a) afastamento
b) nulo
c) aproximação
d) maior que zero
Questão 4 – Uma carga negativa gera um campo elétrico de:
a) afastamento
b) nulo
c) aproximação
d) maior que zero
Questão 5 – Num ponto de distancia D de uma carga geradora negativa, o campo
elétrico é:
a) diretamente proporcional a distância D
b) diretamente proporcional ao ponto
c) diretamente proporcional a carga de prova
d) diretamente proporcional a carga geradora
Questão 6 – O que acontece com cargas de sinais iguais?
a) se atraem
b) se repelem
c) Não acontece nada
d) Aumentam de intensidade
Questão 7 – O que acontece com cargas de sinais opostos?
a) se atraem
b) se repelem
c) Não acontece nada
d) Aumentam de intensidade
Questão 8 – Conceitualmente, o campo elétrico pode ser entendido como?
a) Um alteração no espaço
b) Uma onda admensional
c) Uma região do espaço
d) Uma região onde se manifesta a força elétrica
Questão 9 – Sabendo que a partícula possui carga positiva, analise a figura
fornecida:
a) a partícula tende a ficar em repouso, primeira lei de Newton
b) a partícula entra em MRUV acelerado, segunda lei de Newton
c) a partícula descreve um movimento retilíneo uniforme
d) a partícula entra em MRUV retardado, segunda lei de Newton
Questão 10 – Com base nos seus conhecimentos, associe as cargas elétricas de
cada imagem.
a) elétron e elétron; próton e próton.
b) elétron e próton; próton e próton
c) próton e próton; elétron e elétron
d) próton e elétron; prótron e prótron
GABARITO
1- A
2- D
3- A
4- C
5- D
6- B
7- A
8- D
9- B
10- D
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET: HÓQUEI NO CAMPO ELÉTRICO
Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/electric-hockey
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/electric-hockey
QUESTIONÁRIO EM SALA 2
Questão 1 – A figura mostra 3 cargas elétricas de mesmo sinal. A força resultante
sobre a carga A será:
a) vertical para baixo, somente se as cargas forem negativas
b) vertical para cima, somente se as cargas forem positivas.
c) Vertical para cima, qualquer que seja o sinal.
d) Vertical para baixo, qualquer que seja o sinal das cargas.
Questão 2 – Para que a força resultante sobre a carga q3 tenha sentido da
esquerda para direita, os sinais de q1 e q2 são, respectivamente:
a) Negativo, negativo
b) Negativo, positivo
c) Positivo, negativo
d) Positivo, positivo
Questão 3 – Sabendo-se que as três cargas estão em equilíbrio e que q2 é positiva,
as cargas de q1 e q2 são, respectivamente:
a) Positiva, positiva
b) Positiva, negativa
c) Negativa, positiva
d) Negativa, negativa
Questão 4 – Analise as figuras e descubra as cargas elétricas de Q e q.
a) Figura 1: Q é POSITIVO e q é NEGATIVO
b) Figura 2: Q é NEGATIVO e q é POSITIVO
c) Figura 3: Q é NEGATIVO e q é NEGATIVO
d) Em todas as figuras: q é POSITIVO
Questão 5 – Sabendo-se que os módulos da cargas são iguais, o campo elétrico
resultante no centro do hexágono aponta para:
a) E
b) D
c) B
d) é nulo
Questão 6 – Para que a imagem seja possível, qual será o sinal de A e B,
respectivamente:
a) positivo e negativo
b) negativo e negativo
c) negativo e positivo
d) positivo e positivo
Questão 7 – Os pontos onde há maior possibilidade de o elétron(e) e o nêutron(n)
atingirem o anteparo são, respectivamente:
a) A e B
b) A e C
c) B e C
d) C e B
Questão 8 – Indique a imagem que melhor representa as linhas de campo entre as
cargas +6 C e -2C, representadas na figura.
a) imagem a
b) imagem b
c) imagem c
d) Nenhuma das imagens
Questão 9 – Os sinais das cargas 1 e 2 são, respectivamente:
a) negativo e negativo
b) negativo e positivo
c) positivo e positivo
d) positivo e negativo
Questão 10 – Quais são as unidades no SI de força elétrica e campo elétrico,
respectivamente:
a) V (volt), N/C (newton por coulomb)
b) F (farad), A (ampère)
c) N (newton), C (coulomb)
d) N (newton), N/C (newton por coulomb)
GABARITO
1- C
2- C
3- D
4- C
5- C
6- D
7- A
8- C
9- D
10- D
UNIDADE 3: CORRENTE ELÉTRICA E RESISTORES ELÉTRICOS
TEXTO DE APOIO 3
Corrente Elétrica (i)
Um condutor metálico, que tem a característica de ter elétrons livres, quando é
conectado a um polo positivo, e em sua outra extremidade a um polo negativo,
esses elétrons inicialmente livre e desordenados iniciam um movimento ordenado.
Assim podemos definir como movimento ordenado de cargas elétricas.
Sentido da Corrente Elétrica: Para o sentido da corrente temos que
diferenciar o sentido real do sentido convencional.
Fonte: Info Escola
Observando os elétrons que passam por uma secção transversal de um fio
podemos medir a quantidade média de elétrons que passam pelo fio, assim a
intensidade média da corrente elétrica i num condutor em um intervalo de tempo Δt,
é definido como:
𝐢 = 𝐐
𝚫𝐭
Assim para o sistema internacional temos que a corrente elétrica será definida
como ampère (A), daí:
A = [C/s]
Ampère é definido como Coulomb por segundo.
Resistência Elétrica
Se fizermos uma ligação com diferentes fios condutores, a uma mesma fonte
de energia, veremos que as correntes obtidas serão diferentes umas das outras.
Isso se dá pelo fato de o próprio fio oferecer “dificuldades” à passagem da corrente
elétrica. Com a finalidade de medir essa “dificuldade”, definiu-se uma nova
grandeza: a resistência do condutor.
Os resistores são elementos de circuito que consomem energia elétrica,
convertendo-a em energia térmica. A conversão de energia elétrica em energia
térmica é chamada de Efeito Joule.
Os resistores podem ser encontrados em vários objetos, como por exemplo,
no chuveiro, na lâmpada, etc. A figura abaixo nos mostra como os resistores são
representados em um circuito elétrico.
Fonte: Brasil Escola
A resistência elétrica (R) pode ser definida pelas seguintes equações:
R = 𝐔
𝐢
ou
U = R.i
Na 1º Lei de Ohm acima, temos:
U = é a diferença de potencial (ddp) [V]
i = é a intensidade da corrente elétrica [A]
R = é a resistência elétrica [Ω]
A unidade, adotada pelo SI é o Ohm (Ω).
2º Lei de Ohm:
Esta lei descreve as grandezas que influenciam na resistência elétrica de um
condutor.
A resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é
proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção, e é
inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais
também depende de sua temperatura.
Sendo expressa por:
R = ⍴.𝐋
𝐀
Onde:
ρ= resistividade, depende do material do condutor e de sua temperatura (Ω.m)
L= largura do condutor (m)
A= área da secção transversal (m²)
Associação em Série
Associar resistores em série significa ligá-los em um único trajeto, ou seja:
Fonte: Só Física
Como existe apenas um caminho para a passagem da corrente elétrica esta é
mantida por toda a extensão do circuito. Já a diferença de potencial entre cada
resistor irá variar conforme a resistência deste, para que seja obedecida a 1ª Lei de
Ohm, assim:
U1 = R1.i
U2 = R2. I
U3 = R3.i
U4 = R4.i
Esta relação também pode ser obtida pela análise do circuito:
Fonte: Só Física
Sendo assim a diferença de potencial entre os pontos inicial e final do circuito é
igual à:
U = U1 + U2 + U3 + ... + Un
Analisando esta expressão, já que a tensão total e a intensidade da corrente
são mantidas, é possível concluir que a resistência equivalente é:
Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn
Ou seja, um modo de se resumir e lembrar-se das propriedades de um
circuito em série é:
Tensão ou ddp (U) = se divide
Corrente (i) = se conserva
Resistência equivalente (Req) = soma algébrica das resistências em cada resistor
Associação em Paralelo
Ligar um resistor em paralelo significa basicamente dividir a mesma fonte de
corrente, de modo que a ddp em cada ponto seja conservada.
Usualmente as ligações em paralelo são representadas por:
Fonte: Só Física
Como mostra a figura, a intensidade total de corrente do circuito é igual à soma
das intensidades medidas sobre cada resistor, ou seja:
i = i1 + i2 + i3 + ... + in
Pela 1ª lei de ohm:
𝐢 = 𝐔
𝐑𝟏+
𝐔
𝐑𝟐+
𝐔
𝐑𝟑+. . . +
𝐔
𝐑𝐧
E por esta expressão, já que a intensidade da corrente e a tensão são
mantidas, podemos concluir que a resistência total em um circuito em paralelo é
dada por:
𝟏
𝐑𝐭=
𝟏
𝐑𝟏+
𝟏
𝐑𝟐+
𝟏
𝐑𝟑+. . . +
𝟏
𝐑𝐧
Casos especiais:
I) Dois resistores diferentes
𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏. 𝐑𝟐
𝐑𝟏 + 𝐑𝟐
II) Vários resistores iguais
𝐑𝐞𝐪 = 𝐑
𝐍
Sendo N igual ao número de resistores iguais que estão repetidos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.
Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.
INFOESCOLA. Disponível em:
Acessado em: 03 de junho de 2018.
JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que são resistores?"; Brasil Escola. Disponível em
. Acesso em
03 de junho de 2018.
KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e
Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.
MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,
2015.
Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 3. Editora Abril, 2014.
SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São
Paulo: Atual, 2005.
SÓ FÍSICA. Disponível em:
Acesso em: 03 de junho de 2018.
QUESTIONÁRIO PRÉVIO 3
Questão 1 – O material que conduz melhor a eletricidade é a(o):
a) Ar
b) Metal
c) Plástico
d) Água
Questão 2 – Considerando, uma bateria, lâmpada incandescente e lâmpada
fluorescente. A corrente elétrica no interior de cada aparelho será constituída de:
a) íons - elétrons - elétrons
b) elétrons e íons – íons - elétrons
c) íons – elétrons – elétrons e íons
d) elétron – elétron – elétron
Questão 3 – Qual é o conceito de corrente elétrica?
a) é o movimento ordenado de cargas elétricas
b) é a resistência a passagem de elétrons
c) é a energia dada ao circuito
d) é a força eletromotriz
Questão 4 – Qual alternativa informa uma das funções dos resistores?
a) Transformar energia elétrica em energia térmica
b) Impedir a passagem de corrente elétrica
c) Gerar energia para o circuito
d) Armazenar energia elétrica
Questão 5 – Quais são as unidades no SI de corrente elétrica e resistência elétrica,
respectivamente:
a) V (volt), A (ampère)
b) A (ampère), Ω (ohm)
c) J (joule), C (coulomb)
d) V (volt), J (joule)
Questão 6 – Qual dos aparelhos abaixo não é chamado de resistor?
a) Chuveiro
b) Ferro de passar
c) Torradeira
d) Ventilador
Questão 7 – Qual ou quais dos gráficos abaixo informa um resistor ôhmico:
a) I, II e III
b) I e II
c) II e III
d) I
Questão 8 – O que acontece se um condutor for ligado a apenas um dos polos de
uma pilha?
a) Curto circuito
b) Nada, pois não há diferença de potencial (ddp)
c) Um choque elétrico
d) Um estouro
Questão 9 – O que acontece se um condutor for ligado do polo positivo de uma
bateria diretamente ao seu polo negativo?
a) Curto circuito
b) Nada, pois isso é algo normal
c) Um choque elétrico
d) Movimentação de prótons
Questão 10 – O pássaro abaixo está pousando em um condutor elétrico. Ele irá
levar choque?
a) Não, pois seus pés não possuem sangue
b) Sim, pois a tensão é alta
c) Não, pois ele está em um único condutor
d) Sim, pois há ddp entre seus pés.
GABARITO
1- B
2- C
3- A
4- A
5- B
6- D
7- D
8- B
9- A
10- C
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET:
Kit para montar Circuito DC – Laboratório Virtual
Associação de resistores em paralelo
Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-
lab
QUESTIONÁRIO EM SALA 3
Questão 1 – O que acontece se uma das lâmpadas de um pisca-pisca, conectado
em série, queimar?
a) As demais continuam acesas
b) Metade fica acesa e as demais ficam apagadas
c) As demais se apagam
d) as demais entram em curto
Questão 2 - Os circuitos elétricos de residências são normalmente montados em:
a) paralelo, pois a ddp é dividida para todos os aparelhos
b) série, pois a mesma corrente ligara os aparelhos
c) paralelo, pois cada aparelho terá sua corrente independente
d) série, pois a ddp será a mesma para todos os aparelhos
Questão 3 – Num circuito, dois resistores estão ligados em série e possuem
resistências diferentes, logo:
a) i1=i2 e V1 ≠ V2
b) i1≠i2 e V1 ≠ V2
c) i1=i2 e V1 = V2
d) i1=i2 e V1 > V2
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab
Questão 4 – Qual é o nome do dispositivo capaz de medir corrente elétrica?
a) Voltímetro
b) Dinamômetro
c) Manômetro
d) Amperímetro
Questão 5 – Qual é o nome do dispositivo capaz de medir a resistência elétrica?
a) Barômetro
b) Ohmímetro
c) Voltímetro
d) Resistímetro
Questão 6 – Qual dos dispositivos abaixo é capaz de medir ddp (diferença de
potencial) em um circuito?
a) Multímetro
b) Ohmímetro
c) Pontímetro
d) Amperímetro
Questão 7 – Com base no gráfico, informe o valor da resistência elétrica.
a) 1,0 Ω
b) 40 Ω
c) 22 Ω
d) 10 Ω
Questão 8 – Determine o valor de U e i no gráfico, respectivamente:
a) 15 V e 2 A
b) 12 V e 1 A
c) 14 V e 1,5 A
d) 18 V e 2 A
Questão 9 – Informe o resistor equivalente entre os pontos A e B do circuito abaixo:
a) 30 Ω
b) 11 Ω
c) 7 Ω
d) 2 Ω
Questão 10 – Informe o valor da corrente no resistor 1 (R1) e no resistor 2 (R2).
a) i1 = 1,3 A e i2= 1,3 A
b) i1 = 6 A e i2= 3 A
c) i1 = 4 A e i2= 2 A
d) i1 = 3,6 A e i2= 7,2 A
GABARITO
1- C
2- C
3- A
4- D
5- B
6- A
7- D
8- B
9- B
10- C
UNIDADE 4: ÍMÃ E CAMPO MAGNÉTICO
TEXTO DE APOIO 4
As propriedades magnéticas foram observadas por civilizações antigas da
Ásia Menor. Os povos dessa região perceberam que algumas pedras atraíam
outras. Essas pedras eram constituídas por óxido de ferro e são conhecidas como
ímãs naturais. É possível, no entanto, transformar certos materiais, tais como, ferro,
níquel e ligas metálicas em ímãs por meio do processo de imantação. Esses ímãs
são conhecidos como ímãs artificiais.
PROPRIEDADES DOS ÍMÃS
I) Atraem fragmentos de ferro (limalha).
No caso de um ímã em forma de barra, os fragmentos de ferro aderem às
extremidades, que são denominadas polo do ímã.
Fonte: Ramalho, 2009.
II) Orientam-se aproximadamente na direção norte-sul geográfica do lugar.
Polo norte (N) do ímã é a região que se volta para o norte geográfico e polo
sul (S), a que se volta para o sul geográfico.
Fonte: Ramalho, 2009.
III) Exercem entre si forças de atração ou de repulsão.
A experiência mostra que polos de mesmo nome se repelem e polos de
nomes contrários se atraem.
Fonte: Ramalho, 2009.
IV) Inseparabilidade dos polos
Cortando-se um ímã transversalmente, cada parte constitui um ímã completo.
Fonte: Ramalho, 2009.
CAMPO MAGNÉTICO (�⃗⃗� )
Um ímã origina um campo magnético na região que o envolve. Uma agulha
magnética colocada nessa região “sente” a presença do ímã por meio do campo que
ele origina.
Para se caracterizar a ação do campo, associa-se a cada ponto do campo um
vetor denominado vetor indução magnética, que é indicado por B.
A direção e o sentido
Ao colocarmos uma pequena agulha magnética num ponto P de um campo
magnético originado por um ímã, ela se orienta assumindo uma certa posição de
equilíbrio. A direção do campo magnético em P é a direção definida pelo eixo NS da
agulha magnética. O sentido do campo magnético é aquele para o qual o polo N da
agulha magnética aponta.
Fonte: Ramalho, 2009.
Intensidade
A intensidade do vetor indução magnética B é determinada por meio da força
magnética que age numa determinada carga elétrica q, lançada do ponto P do
campo magnético.
No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de intensidade do vetor
indução magnética B⃗⃗ denomina-se Tesla (símbolo T).
Linha de Indução
É toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B⃗⃗ e orientada no seu
sentido. As linhas de indução saem do polo norte e chegam ao polo sul.
Fonte: Ramalho, 2009.
Campo Magnético Uniforme
É aquele no qual, em todos os pontos, o vetor B tem a mesma direção, o
mesmo sentido e a mesma intensidade. As linhas de indução de um campo
magnético uniforme são retas paralelas igualmente espaçadas e igualmente
orientadas.
Fonte: Ramalho, 2009.
CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR CORRENTE ELÉTRICA
O físico dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu, em 1820, que a
passagem da corrente elétrica por um fio condutor também produz fenômenos
magnéticos, tais como o desvio da agulha de uma bússola colocada nas
proximidades de um condutor.
Os fenômenos magnéticos não constituem, portanto, fenômenos isolados;
eles têm relação íntima com os fenômenos elétricos.
Chave aberta Chave fechada
Fonte: Ramalho, 2009.
Assim, além do campo magnético dos ímãs, também a corrente elétrica
origina um campo magnético, uma vez que ímãs e correntes produzem os mesmos
efeitos.
Portanto, um ímã ou um condutor percorrido por corrente originam na região
do espaço que os envolve um campo magnético. O campo magnético desempenha
o papel de transmissor das interações magnéticas.
Campo Magnético de um condutor retilíneo
O vetor indução magnética B num ponto P, à distância R do fio, tem as
seguintes características:
• Direção: tangente à linha de indução que passa pelo ponto P.
• Sentido: determinado pela regra da mão direita.
• Intensidade: 𝐁 = µ .𝐢
𝟐 𝛑 𝐑
Onde R é o raio da circunferência formada, i é a corrente elétrica e μ é a
permeabilidade magnética do vácuo.
No Sistema Internacional, ela vale: µ = 4.π.10-7 T.m/A
Regra da mão direita: o polegar da mão direita indica o sentido convencional da
corrente elétrica; e os outros dedos, ao envolverem o condutor por onde passa a
corrente, dão o sentido das linhas de campo magnético.
Fonte: Brasil Escola
Campo Magnético no centro de uma espira circular
O vetor indução magnética B no centro O da espira tem as seguintes
características:
• Direção: perpendicular ao plano da espira.
• Sentido: determinado pela regra da mão direita.
• Intensidade: B = µ .𝐢
𝟐 𝐑
Fonte: Brasil Escola
Campo Magnético no interior de um solenoide
No interior do solenoide, o vetor indução magnética B tem as seguintes
características:
• Direção: do eixo geométrico do solenoide.
• Sentido: determinado pela regra da mão direita.
• Intensidade: 𝐁 = µ 𝐍 𝐢
𝐥
Onde N é o número de espiras e l é o comprimento do solenoide.
Fonte: Ramalho, 2009.
Polaridade de uma espira e de um solenoide
Fonte: Ramalho, 2009.
Eletroímã
Eletroímã é um aparelho constituído de ferro, ao redor do qual é enrolado um
condutor. Ao passar corrente elétrica, o ferro se imanta; quando a corrente cessa, o
ferro perde a imantação. A inversão do sentido da corrente inverte a polaridade do
ferro.
Na figura abaixo se tem um eletroímã e um imã com suas respectivas linhas
de campo.
Fonte: Mundo Educação.
No eletroímã as linhas de campo entram em uma extremidade e saem na
outra, já no imã, elas entram em um polo (polo sul) e saem no outro (polo norte) de
maneira praticamente igual.
Por apresentar comportamento semelhante ao de um imã quando percorrido
por uma corrente elétrica, que esse dispositivo ficou conhecido como eletroímã.
Aplicações: guindaste eletromagnético e campainha elétrica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CAVALCANTE, Kleber G. "Campo Magnético no Centro de uma Espira
Circular"; Brasil Escola. Disponível em . Acesso em 03 de junho de 2018.
CAVALCANTE, Kleber G. "A Regra da Mão Direita"; Brasil Escola. Disponível em
. Acesso em 03 de
junho de 2018.
FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.
Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.
FERREIRA, Nathan Augusto. “Eletroímã”; Mundo Educação. Disponível em:
. Acesso em 03 de
junho de 2018.
KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e
Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.
MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,
2015.
Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 3. Editora Abril, 2014.
SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São
Paulo: Atual, 2005.
QUESTIONÁRIO PRÉVIO 4
Questão 1 – Um ímã possui?
a) um polo positivo e um polo negativo
b) um polo norte e um polo sul
c) dois polos positivos
d) dois polos de mesmo sinal
Questão 2 – Um ímã em forma de barra possui maior campo magnético:
a) em sua extremidades
b) a uma distância muito grande do imã
c) na sua parte esterna próximo ao meio
d) no seu polo positivo
Questão 3 – Sobre as propriedades dos ímãs, podemos dizer que o polo sul de um
imã natural:
a) atrai o polo sul de outro ímã, desde que ele seja artificial
b) repele o polo norte de um ímã também natural
c) atrai o polo norte de todos os ímãs, naturais ou artificiais
d) atrai o polo sul de outro ímã, sejam naturais ou artificiais
Questão 4 – Uma bússola pode ajudar uma pessoa a se orientar devido a
existência, no planeta Terra, de:
a) um campo magnético
b) um mineral chamado magnetita
c) ondas eletromagnéticas
d) um campo polar
Questão 5 – Aproximadamente uma barra imantada de uma pequena bilha de aço,
observa-se que a bilha:
a) é atraída pelo polo norte e repelida pelo polo sul
b) é atraída pelo polo sul e repelida pelo polo norte
c) é atraída por qualquer dos polos
d) é repelida por qualquer dos polos
Questão 6 – Quando você move um prego para uma posição mais distante de um
ímã, sua atração ao ímã:
a) fica mais fraca
b) continua a mesma
c) torna-se uma repulsão
d) fica mais forte
Questão 7 - Polos magnéticos sempre ocorreram:
a) em grupos de quatro
b) em grupos de três
c) isoladamente
d) em pares
Questão 8 – Quando um imã em forma de barra é partido ao meio, observa-se que:
a) separamos o polo norte do polo sul
b) damos origem a dois novos ímãs
c) obtemos ímãs unipolares.
d) os corpos não mais possuem a propriedade magnética
Questão 9 – Um polo magnético A de uma imã atrai um polo B, que por sua vez
atrai uma polo sul, concluímos:
a) que A é um polo sul
b) que a e B possuem mesmo sinal
c) que A é um polo norte
d) que B não é um imã
Questão 10 – As linhas de indução de um ímã:
a) entram no polo norte e saem no polo sul
b) entram e saem no mesmo polo
c) entram no polo sul e saem no polo norte
d) entram no polo norte e saem no polo norte
GABARITO
1- B
2- A
3- C
4- A
5- C
6- A
7- D
8- B
9- A
10- C
QUESTIONÁRIO EM SALA 4
Questão 1 – Por mais que cortemos um ímã, nunca conseguiremos separar seus
polos. Qual o nome deste fenômeno?
a) Desintegrabilidade dos polos
b) Magnetibilidade dos polos
c) Separabilidade dos polos
d) Inseparabilidade dos polos
Questão 2 – A unidade do campo magnético no sistema internacional é?
a) Ampere
b) Tesla
c) Volt
d) Ohm
Questão 3 – As linhas de indução de um imã, DENTRO DELE...
a) passam perpendicular aos polos.
b) não possuem uma orientação definida.
c) vão do polo sul para o polo norte.
d) vão do polo norte para o polo sul.
Questão 4 – Quanto ao Planeta Terra, podemos afirmar:
a) O norte geográfico é o norte magnético
b) O sul geográfico é o norte magnético
c) O sul geográfico é o sul magnético
d) Não possui propriedades magnéticas
Questão 5 – Verifica-se experimentalmente que P atrai S e repele T; Q repele U e
atrai S. Então, é possível concluir que:
a) PQ e TU são ímãs
b) PQ e RS são imãs
c) RS e TU são imãs
d) as três são imãs
Questão 6 – Quando uma barra de material ferromagnético é magnetizada, são:
a) acrescentados elétrons à barra
b) retirados elétrons da barra
c) acrescentados ímãs elementares à barra
d) ordenados os ímãs elementares da barra
Questão 7 - Ao passar corrente elétrica, as linhas de indução de seu campo
magnético seguem o esquema:
Questão 8 - Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente
elétrica constante. Podemos afirmar que o campo magnético ao seu redor:
a) tem o mesmo sentido da corrente elétrica.
b) é paralelo ao fio.
c) aponta para o fio.
d) diminui à medida que a distância em relação ao condutor aumenta.
Questão 9 – Determine o sentido do campo magnético gerado no centro da espira
abaixo:
a) paralelo a espira para direita
b) perpendicular ao plano da espira, para fora.
c) perpendicular ao plano da espira, para dentro.
d) paralelo a espira para esquerda
Questão 10 - Se a corrente elétrica é de 5,0 A, o campo magnético no ponto P
distante 0,20 m do fio, vale: (μ= 4π10-7 T)
a) 1,0.10-5 T, orientado como a corrente i.
b) 1,0.10-5 T, perpendicular ao plano do papel, para fora.
c) 5,0.10-6 T, orientado contra a corrente i.
d) 5,0.10-6 T, perpendicularmente ao plano do papel, para dentro.
GABARITO
1- D
2- B
3- C
4- B
5- A
6- D
7- D
8- D
9- B
10- D
UNIDADE 5: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
TEXTO DE APOIO 5
FLUXO MAGNÉTICO (Φ)
Fluxo magnético através de uma espira de área A imersa num campo
magnético uniforme de indução (B) é, por definição:
Φ = B.A.cosθ
Fonte: Ramalho, 2009.
Em que θ é o ângulo entre o vetor B e a normal (n) à espira. A unidade de
fluxo no SI é o weber (símbolo Wb).
Por isso, podemos interpretar o fluxo magnético Φ como sendo a grandeza
que mede o número de linhas de indução que atravessam a superfície da espira.
INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
Toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia com o tempo,
surge, no circuito, uma força eletromotriz (fem) induzida.
Lei de Lenz
A lei de Lenz permite determinar o sentido da corrente elétrica induzida: o
sentido da corrente elétrica induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que
lhe deu origem.
Fonte: Ramalho, 2009.
Na figura a, enquanto o polo norte do ímã se aproxima da espira, a corrente
induzida tem um sentido tal que origina, na face da espira voltada para o ímã, um
polo norte. Esse polo opõe-se à aproximação do ímã e, portanto, à variação do fluxo
magnético, que é a causa da fem induzida indica no amperímetro que tem valor zero
no centro.
Fonte: Ramalho, 2009.
Já na figura b, ao se afastar o ímã, a corrente induzida origina, na face da
espira voltada para o ímã, um polo sul, que se opõe ao afastamento do ímã.
Lei de Faraday-Neumann
A lei de Faraday-Neumann permite determinar a fem induzida: a fem induzida
média em uma espira é igual ao quociente da variação do fluxo magnético pelo
intervalo de tempo em que ocorre, com sinal trocado:
𝛆 = −𝚫𝚽
𝚫𝐭
Para um condutor retilíneo deslizando com velocidade v sobre um condutor
dobrado em forma de U e imerso num campo magnético uniforme de indução B, a
fem induzida é dada por: 𝛆 = B.L.v
Fonte: Ramalho, 2009.
TRANSFORMADOR
O transformador é um aparelho que permite modificar uma ddp alternada
aumentando-a ou diminuindo-a conforme a conveniência.
Fonte: Ramalho, 2009.
𝐔𝐩
𝐔𝐬=
𝐍𝐩
𝐍𝐬
Np é o número de espiras do primário
Ns é o número de espiras do secundário
Up é a ddp do primário
Us é a ddp do secundário
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.
Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.
KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e
Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.
MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,
2015.
Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 3. Editora Abril, 2014.
SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São
Paulo: Atual, 2005.
QUESTIONÁRIO PRÉVIO 5
Questão 1 – O que é a Indução Eletromagnética?
a) É uma força magnética.
b) É uma força elétrica.
c) É uma força mecânica.
d) É uma Força eletromotriz induzida.
Questão 2 – Lei de Lenz: se houver diminuição do fluxo magnético a corrente irá
criar um campo magnético:
a) Com o sentido oposto.
b) Parado.
c) Com o mesmo sentido do fluxo.
Questão 3 – Esta fórmula representa o cálculo de que Lei?
a) Lei de Faraday-Neumann.
b) Lei de Lenz.
c) Lei de Newton.
d) Lei do Avogadro.
Questão 4 – Lei de Lenz: se houver aumento do fluxo magnético a corrente irá criar
um campo magnético:
a) Com o sentido oposto ao sentido do fluxo.
b) Parado.
c) Com o mesmo sentido do fluxo.
Questão 5 – O que é o efeito Joule?
a) Choque entre prótons.
b) Choque entre nêutrons.
c) Choque entre elétrons da corrente elétrica e outras partículas do condutor
Questão 6 – O que o efeito Joule origina?
a) Calor.
b) Frio
c) Água
Questão 7 – O que são Transformadores?
a) Dispositivos para medir a tensão elétrica.
b) Dispositivos que criam tensão.
c) Dispositivos capazes de aumentar e reduzir valores de tensão
Questão 8 – Constituintes de um Transformador:
a) Núcleo e duas bobinas.
b) Núcleo e quatro bobinas.
c) Núcleo e seis bobinas.
d) Núcleo e uma bobina.
Questão 9 – O que faz a bobina primária?
a) Que transforma corrente elétrica.
b) Que acumula tensão elétrica.
c) Que multiplica a tensão recebida.
d) Que recebe a tensão da rede.
Questão 10 – O que faz a bobina secundária?
a) É por onde sai à tensão transformada.
b) Acumula a tensão transformada.
c) Dissipa a tensão inutilizada.
GABARITO
1- D
2- C
3- A
4- A
5- C
6- A
7- C
8- A
9- D
10- A
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET: Gerador
Gerador do Phet
Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/generator
QUESTIONÁRIO EM SALA 5
Questão 1 – A respeito do fluxo magnético em um condutor elétrico podemos
afirmar que a força eletromotriz induzida:
a) será nula quando o fluxo for constante.
b) será nula quando a variação em função de tempo for linear.
c) produz uma corrente que reforça a variação do fluxo.
d) produz uma corrente permanente.
Questão 2 – A corrente elétrica induzida em uma espira circular será:
a) sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.
b) no mesmo sentido da variação do fluxo magnético.
c) nula, quando o fluxo magnético que atravessa for constante.
d) tão maior quanto for à resistência da espira.
Questão 3 – As figuras abaixo representam uma espira e um imã próximos. A que
NÃO corresponde à indução:
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/generator
a) a espira se move para cima e o imã para baixo.
b) a espira e o imã se aproximam.
c) a espira e o imã se afastam.
d) a espira e o imã se movem com mesma velocidade para direita.
Questão 4 – Qual o valor do campo magnético formado em uma espira de raio 10
cm perpendicular ao fluxo de 1Wb?
a) 34,8 T
b) 23,85 T
c) 31,83 T
d) 30,83 T
Questão 5 – A indução eletromagnética é caracterizada pela produção de?
a) corrente elétrica alternada.
b) corrente elétrica continua.
c) corrente elétrica induzida.
d) nenhuma das opções.
Questão 6 – Qual o valor do fluxo, em uma espira retangular de 40 cm² dentro de
um campo de 0,4 T perpendicular a espira?
a) 16 T
b) 1,6.10-3 Wb
c) 1,6 Wb
d) 1,6.10-3 Wb
GABARITO
1- A
2- C
3- D
4- C
5- C
6- B
PESQUISA DE SATISFAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL
Questão 1 - Quando estava fora da escola, teve dificuldades em acessar os
recursos tecnológicos, como Kahoot, materiais de apoio e site do Phet?
a) Sim
b) Não
c) Um pouco
Questão 2 - Em sua opinião, as questões respondidas nos questionários prévios
eram:
a) Fáceis
b) Médias
c) Difíceis
Questão 3 - Em sua opinião, as questões respondidas nos questionários em aula
eram:
a) Fáceis
b) Médias
c) Difíceis
Questão 4 - Esta proposta de trabalho colaborou na sua aprendizagem sobre
eletromagnetismo?
a) Muito
b) Médio
c) Pouco
d) Indiferente
Questão 5 - Através dessa proposta de aula, foi possível concluir que seu
engajamento nas aulas:
a) Aumentou
b) Permaneceu o mesmo
c) Diminuiu
Questão 6 - Com esse método, você se dedicou mais aos estudos?
a) Sim
b) Não
c) Permaneceu o mesmo
Questão 7 - Em sua opinião, o que colaborou mais no entendimento das questões
difíceis a explicação feita por um colega que acertou ou pelo professor?
a) Colega
b) Professor
c) Consegui aprender com a explicação de ambos
Questão 8 - Gostou de participar das atividades propostas?
a) Muito
b) Médio
c) Pouco
Questão 9 - Gostaria que mais aulas tivessem este formato?
a) Sim
b) Não
c) Tanto faz
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