Grátis 166 pág.
- Denunciar
Pré-visualização | Página 15 de 50
pelo fio causa efeito similar ao de um ímã, pois a corrente modifica a direção da agulha da bússola. Professor: este experimento pode ser feito em sala de aula utilizando um fio de cobre conectado a uma pilha e você pode utilizar o experimento, ou a própria atividade para discutir que uma corrente elétrica num condutor está associada a um campo magnético que interage com a agulha (que também é um ímã). Outro aspecto importante que você pode explorar é que o campo magnético da Terra continua existindo, porém sua ação na bússola é superada pela ação do campo magnético associado à corrente que percorre o condutor. b. Caso a intensidade da corrente elétrica desse experimento se intensifique, o que você imagina que ocorrerá? O aumento na corrente elétrica leva ao aumento na intensidade do campo magnético; logo, exercera maior efeito sobre a bússola. c. Se a agulha for colocada a distâncias cada vez maiores em relação ao fio, o que pode- rá acontecer com a orientação da agulha? Quanto mais distante do fio, menor será a interação entre a agulha da bússola e o campo mag- nético gerado pela corrente; a bússola tenderá a indicar a orientação do campo magnético da Terra. Atividade Prática 1: Atividade Prática Material: • Prego de ferro com aproximadamente 10 cm; • Fio de cobre esmaltado; • Pilha de 1,5 V; • Bússola; • Estilete; • Objetos metálicos e não metálicos, como clipes e borrachas, por exemplo. Montagem: Com o estilete, raspe aproximadamente 3 cm das extremidades do fio de cobre, para permitir o contato com a bateria;Faça uma bobina enrolando o fio de cobre no prego, como mostra a figura. Obs: A pilha não deve permanecer ligada por mais de 5 segundos seguidos, para não descarregar, visto que a corrente elétrica que percorre o circuito é muito alta. Elaborado para o material Elaborado para o material CADERNO DO PROFESSOR114 Professor: o objetivo deste experimento é fazer com que os estudantes percebam que é possível criar um ímã com o uso da eletricidade sendo possível intensificá-lo utilizando um núcleo de ferro, que em nosso caso, utilizaremos um prego. A corrente elétrica gera um campo magnético no sentido perpendicular a uma seção reta do prego fazendo com que apareçam polaridades norte e sul definidos. Ficando a ponta do prego com uma polaridade e a cabeça do prego com outra, como se fosse um ímã natural. 2. Aproxime a bússola do conjunto (prego e bobina) e observe o que ocorre. Ligue as extre- midades do fio a uma pilha. O objetivo desta atividade é fazer com que os estudantes analisem a posição da agulha da bússola antes do conjunto ser conectado à pilha. Oriente-os para aproximar a bússola da bobina, de modo que a agulha fique na posição perpendicular ao eixo d a bobina. a. O que ocorre se aproximarmos uma bússola do pre- go? Espera-se que os estudantes observem que ao aproximar a bússola do conjunto conectado à pilha a agulha da bússola mudará de posição. b. Por que a agulha sofre desvio ao ser aproximada do experimento? Quando a corrente elétrica passa por um fio gera um campo magnético o que faz com que a agulha da bússola mude de posição. c. Aproxime o prego dos objetos metálicos e não metálicos. O que ocorre? Os materiais ferromagnéticos são atraídos pelas extremidades do prego. d. Agora aproxime os objetos dos extremos do prego. O que se pode dizer sobre a in- tensidade do campo magnético? É a mesma em todos os pontos? Justifique. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes observem que, ao aproximar os materiais metálicos da cabeça do prego, a atração será maior. e. Quais as grandezas físicas influenciam na intensidade do campo magnético? Intensidade da corrente elétrica, distância do fio ao ponto e meio no qual o campo mag- nético está imerso. 3. Retire o prego da bobina e aproxime novamente a bússola. a. Ocorreu alguma diferença com a deflexão da agulha? Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes percebam que sem o prego a intensidade do campo magnético diminui. Elaborado para o material FÍSICA 115 b. Por que o eletroímã fica mais forte quando o prego está dentro da bobina? Quando um núcleo de ferro (prego) é colocado no interior da bobina, os domínios magné- ticos do ferro são forçados a se alinharem com o campo magnético da bobina, reforçando a intensidade do campo. Professor: após os estudantes discutirem estes questionamentos, volte ao início da Atividade 2 e questione-os sobre como é possível aumentar a intensidade de um ímã. Discuta também que eletroímãs são suficientemente fortes para erguer automóveis em depósitos de ferro velho. A intensidade desses eletroímãs é limitada pelo aquecimento da bobina com pas- sagem da corrente elétrica (devido à resistência elétrica de suas espiras) e pela saturação do alinhamento dos domínios magnéticos do núcleo. Os eletroímãs mais poderosos que não utilizam nenhum núcleo de ferro, usam bobinas supercondutoras por onde circulam altos valo- res de corrente elétrica. Sugestão de atividade para a sala Ambiente de Informática: Explore, com este simulador, as interações entre uma bússola e uma barra de ímã, observando como é possível usar uma bateria e fios para fazer um ímã. 1. Marque a caixa de seleção “Mostrar medidor de campo” e posicione-o em cima das quatro espiras. Anote o valor do vetor campo magnético . 2. Altere a quantidade de espiras e anote os valores do vetor campo magnético de acordo com o número de espiras (de um a quatro). O que acontece com o valor do campo magnético quando alteramos o número de espiras? 3. Altere a tensão da pilha e observe o valor do campo magnético. Que diferença a voltagem faz na intensidade do campo magnético do eletroímã? Atividade: //www.rededosaber.sp.gov.br/portais/Portals/84/docs/tcc/REDEFOR_1ed_TCC_ Ana%20Claudia%20Cossini%20Martins.pdf. Acesso em 10 dez 2019 Simulador disponível em: //phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/magnets-and- electromagnets. Acesso em 10 dez 2019 Para saber mais: A partir do século XIX, a busca pela relação entre fenômenos elétricos e magnéticos tornou-se programa de pesquisa para muitos cientistas. Uma das leis do eletromagnetismo foi desenvolvida pelo físico francês André-Marie Ampère e ficou conhecida como “Lei de Ampère”. Qualitativamente, essa lei diz que um fio percorrido por uma corrente elétrica cria em torno de si um campo magnético, cujo sentido depende do sentido da corrente elétrica, utilizando a regra da mão direita. Quanti- tativamente, ela mostra que a intensidade do campo magnético em um dado ponto do espaço é proporcional à intensidade da corrente que o cria, da distância do ponto ao fio e do meio material. Elaborado para o material CADERNO DO PROFESSOR116 No caso de um fio condutor retilíneo, o módulo é dado por , em que i é a intensidade da corrente, d é a distância do ponto ao fio μ0, é a permeabilidade do vácuo e vale 4π.10-7 T.m/A (T é a unidade de campo magnético, m é metro e A é ampere, unidade de corrente). Elaborado para o material Atividade prática 2: Material: • Fio de cobre esmaltado, aproximadamente 8 m (número 25); • Ímã; • Lixa • Galvanômetro ou multímetro. Montagem: • Faça uma espiral (bobina) e dê 300 voltas com o fio. Você pode usar um cano tipo PVC como molde para fazer a espiral; • Lixe as pontas da bobina e conecte-as no galvanômetro ou multímetro; • Caso use o multímetro, selecione a função “Amperímetro” (A) e o menor fundo de escala para corrente, ou então a função “Voltímetro” (V) e o menor fundo de escala para voltagem com corrente alternada. • Observe se há indicação de passagem de corrente elétrica; Retire e coloque o ímã dentro da espiral, repetindo o movimento várias vezes. Também pare o ímã dentro e fora da bobina. Atividade disponível em: //sites.usp.br/nupic/wp-content/uploads/sites/293/2016/05/BlocoV- Eletromagnetismo.pdf. Acesso em: 11 maio 2020. Professor: o objetivo desta atividade é discutir com os estudantes a Lei de Faraday, na qual a corrente elétrica pode ser produzida