Varia??o de fluxo magn?tico criando for?a eletromotriz
Autor e Co-autor(es)
Edson Lu?s Nunes, Jos? ?ngelo de Faria e Jos? Marcelo Gomes
Estrutura Curricular
| Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
|---|---|---|
| Educa??o de Jovens e Adultos - 2? ciclo | Ci?ncias Naturais | Vis?es de mundo |
| Educa??o Profissional | Controle e Processos Industriais | T?cnico em Eletroeletr?nica |
| Educa??o Profissional | Controle e Processos Industriais | T?cnico em Eletromec?nica |
| Educa??o Profissional | Controle e Processos Industriais | T?cnico em Eletr?nica |
| Educa??o Profissional | Controle e Processos Industriais | T?cnico em Eletrot?cnica |
| Educa??o Profissional | Infra-estrutura | T?cnico em Manuten??o Metro-Ferrovi?ria |
| Ensino M?dio | F?sica | Equipamentos el?tricos e telecomunica??es |
| Ensino M?dio | F?sica | Oscila??es, ondas, ?ptica e radia??o |
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
- como produzir corrente elétrica.
- Que a variaçao de fluxo magnético dentro de uma espira, causa o movimento das cargas elétricas.
- Como é o funcionamento de um gerador de energia elétrica.
Duração das atividades
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
Noções de campo magnético de ímãs.
Ter conhecimento que o campo magnético provoca força magnética em fios passando corrente .
Estratégias e recursos da aula
A. Como pode ser criada a corrente elétrica
Inicialmente o professor pode exibir a animação a seguir, onde a
variação de fluxo magnético induz uma corrente elétrica
contrária, gerando um campo magnético de pólo oposto que tem o objetivo
de impedir a variação de fluxo. Reproduza o vídeo do site a seguir:
http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/eletromagnetismo/lei_de_faraday_e_lei_de_lenz
Em seguida apresente o filme que complementa o primeiro.
http://www.youtube.com/watch?v=joZwfVk45wg&feature=related
Atividade 1 - Verificação que a variação de fluxo em uma espira, produz corrente elétrica
Após a exibição dos filmes os alunos deverão organizar em grupos e apresentar uma explicação para o fenômeno da indução, por meio de uma demonstração experimental semelhante a apresentada na parte final do segundo filme e representada na figura 1.Para dar condições aos alunos o professor deve preparar o material que necessitam. Prepare para cada grupo, que deverá ter no máximo cinco alunos, o seguinte :
- 30 centímetros de fio de cobre fino, flexível e encapado,
- um ímã em forma de bastão(preferencialmente) , podendo ser de outro formato caso não tenha o bastão,
- um medidor de corrente elétrica (amperímetro ou multímetro).
O aluno deverá, usando um ímã e uma espira circular ligada a um amperímetro, apresentar uma simples demonstração do fenômeno de indução, que pode ser realizada na sala de aula. Aproxima-se ou afasta-se o ímã da espira e observa-se uma variação da corrente registrada pelo amperímetro.
Figura 1. Indução eletromagnética causada pela variação de fluxo
magnético em uma espira, figura obtida do site:
http://vsites.unb.br/iq/kleber/EaD/Eletromagnetismo/LeiFaraday/Lenz.gif
B. Explicação da lei de Indução de Lenz
Atividade 2. Relato da indução, criação de corrente elétrica ao variar o fluxo magnético.
O fenômeno observado no filme é reproduzido na experiência, deve ser explicado por cada grupo. Cada grupo deverá expor o que entendeu sobre a origem da corrente elétrica quando se varia o fluxo de campo magnético.
Baseie na explicação teórica dada no seguinte texto: http://www.ufsm.br/gef/Eletro13.htm
C. Transformando Energia Mecânica em Energia Elétrica.
Nesta etapa discutiremos as aplicações da lei de Lenz no cotidiano do aluno. Inicie esta parte exibindo o filme: http://www.youtube.com/watch?v=f9aaCCH0MKk&feature=PlayList&p=FD6177EFDDE519EE&playnext_from=PL&playnext=1&index=21
Figura 2. Foto de um esquema simples de geração de energia elétrica, onde o ímã ao girar, provoca a variação no fluxo de campo magnético numa bobina e gera uma corrente que acende a lâmpada. Imagem obtida do site: http://3.bp.blogspot.com/_4nWIiP0ZJyo/Sku1XudXQ6I/AAAAAAAAAEU/ZEQHmzx16W4/s400/esquema+gerador.jpg
Atividade 3. As aplicações da indução no cotidiano
Após assistirem o filme sobre geradores, os alunos já terão idéia da grande aplicabilidade do conceito estudado. Agora peça aos alunos, divididos em grupos de 5, que listem aparelhos, situações e sistemas que utilizam os conhecimentos dados pela lei de Lenz, para que funcionem bem. Discuta a enorme aplicabilidade deste conhecimento no cotidiano.
Oriente os alunos para que busque informações sobre as aplicações em: http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/carlos_roberto/materiais/Instrumentos_de_medidas_Eletricas2.pdf e http://www.sofisica.com.br/conteudos/cotidiano/inducao.php
Recursos Complementares
Uma usina hidroelétrica simples para propriedades rurais pode ser
construída com base no filme a seguir.
http://www.youtube.com/watch?v=rYhskVbxEi8&feature=related
A construção de um gerador com garrafa PET é proposta no site a seguir.
http://www.youtube.com/watch?v=NR2DIWXsApc&NR=1&feature=fvwp
A lei de Lenz é discutida no texto ilustrado a seguir, onde as espiras
criam campos contrários que tendem a impedir a variação de fluxo
magnético dos ímãs.
http://www.brasilescola.com/fisica/a-lei-lenz.htm
Avaliação
Após estudar este tópico, o aluno deverá saber:
- como a variação de fluxo pode produzir uma corrente elétrica.
- como é o funcionamento do gerador elétrico.
- como é possível transformar energia mecânica em energia elétrica.
- as diversas formas de geração de energia elétrica.