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CAMPO MAGNÉTICO PRODUZINDO FORÇA EM FIOS PASSANDO CORRENTE.

 

14/05/2010

Autor e Coautor(es)
DANIEL RODRIGUES VENTURA
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VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Luís Nunes, Isnard Domingos Ferraz, José Ângelo de Faria e José Marcelo Gomes

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Oscilações, ondas, óptica e radiação
Educação Profissional Informação e Comunicação Técnico em Sistemas de Comutação
Ensino Médio Física Equipamentos elétricos e telecomunicações
Educação Profissional Informação e Comunicação Técnico em Sistemas de Transmissão
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
  • Verificar a ação do campo magnético em fios passando corrente.
  • Entender as forças magnéticas entre fios passando corrente elétrica.
Duração das atividades
50 min
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
  • campo magnético de ímãs
  • campo magnético criado por um fio passando corrente
  • força magnética em cargas em movimento
Estratégias e recursos da aula

 A. FIOS CONDUZINDO CORRENTE ELÉTRICA CRIAM UM CAMPO MAGNÉTICO

Inicie esta atividade exibindo a experiência do site "ponto ciência" onde um fio passando corrente interage com o campo magnético de um ímã. Esta atividade pode ser acessada pelo endereço: http://www.pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=413&INTERACAO+ENTRE+CAMPO+MAGNETICO+E+CORRENTE+ELETRICA#top 

ou diretamente no endereço : http://www.youtube.com/watch?v=SbMCgPZ_okU&feature=player_embedded 

Após assistirem o filme discuta as seguintes hipóteses e peça para, em grupo, confeccionarem uma explicação para o ocorrido seguindo um dos caminhos propostos abaixo:

Hipóteses:

  • Carga em repouso sofre ação do campo magnético?
  • Carga em movimento pode sofrer a ação do campo magnético?
  • Carga movimentando paralelamente as linhas de campo magnético, sofre a ação do campo magnético?
  • Carga movimentando perpendicularmente as linhas de campo magnético, sofre a ação do campo magnético?
  • Corrente elétrica passando em fio equivale a cargas em movimento?
  • Em um fio passando corrente próximo a um ímã, sempre atuará uma força magnética?
  • Em um fio passando corrente  magnética quando próximo a um ímã?

O que causou esta força?

Temos dois caminhos para esta discussão:

Primeiro Caminho

  • No fio há cargas em movimento?
  • Cargas em movimento experimentam força magnética?

Figura 1. Fio passando corrente,  inserido numa região onde há campo magnético, imagem obtida no site:
 http://www.ufsm.br/gef/Eletro10a.gif

Proponha aos alunos uma explicação para a existência da força magnética sobre fios passando corrente. Uma explicação para a existência da força pode ser obtida no texto, "Força sobre Condutor de Corrente", que pode ser acessado no site: http://www.ufsm.br/gef/Eletro10.htm  .

 

Segundo Caminho   

  • Um fio condutor passando corrente, cria um campo magnético?
  • O campo gerado pelo fio passando corrente, pode interagir com o de outro fio? 

Observe pela figura 2 , que  o fio passando corrente  vertical e para cima, cria um campo envolta do fio no sentido anti-horário, para um observador que olha de cima da mesa.

Figura 2. Orientação do campo magnético envolta de um fio que passa corrente vertical para cima. Imagem obtida em: http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/PHYSICA/Tema_b2/bs2.jpg

O filme a seguir, indica como é o campo magnético envolta do fio e como as bússolas se orientam próximo a ele.

http://www.youtube.com/watch?v=8hXwViR6NuY&feature=related 

 A explicação que os alunos darão para a existência da força magnética entre o ímã  e o fio que é atravessado por corrente, pode ser fundamentada nos passos anteriores e reforçada com o segiunte texto: "Força e Campo Magnético". Este texto pode ser acessado no site:
http://www.formacaosolidaria.org.br/blog/wp-content/uploads/2009/08/eletro18.pdf 

B. A FORÇA MAGNÉTICA ENTRE DOIS FIOS PASSANDO CORRENTE

Induza os alunos a concluirem que pode ocorrer atração entre fios passando corrente elétrica, direcionando as questões que aparecem no final desta seção.

Nesta etapa após a leitura e estudo do seguinte texto, "Condutores retilíneos e paralelos - regra da mão direita Força atrativa e força repulsiva" que poderá ser acessado em: http://educacao.uol.com.br/fisica/condutores-retilineos-e-paralelos-regra-da-mao.jhtm  

e observação da figura seguinte , figura 3, que  ilustra a força magnética entre fios percorridos por corrente elétrica finalize com as questões a seguir.

 

Figura 3. Força entre fios paralelos passando corrente, imagem obtida do site:
http://www.deducoeslogicas.com/gravidade/segredo_arquivos/fig2.jpg 


 Questões:

  • Fio conduzindo corrente cria ou não um campo magnético?
  • Fio conduzindo corrente, no interior de um campo magnético, experimenta uma força magnética?
  • A força entre os fios será sempre atrativa? Quando a força entre os condutores, passando corrente, será atrativa?
  • Quando a força entre os condutores, passando corrente, será repulsiva?
Recursos Complementares

O FILME A SEGUIR, DETALHA O CAMPO CRIADO POR CONDUTORES PERCORRIDOS POR CORRENTE ELÉTRICA: http://www.youtube.com/watch?v=axud8v0ThqU&feature=related 

EXPERIMENTO DE ATRAÇÃO MAGNÉTICA ENTRE CONDUTORES COM CORRENTES PARALELAS:
 http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/cd/resumos/T0518-2.pdf 

Avaliação

AO FINAL DESTA AULA O ALUNO DEVERÁ SABER:

  • que um fio conduzindo corrente, cria um campo magnético;
  • que um fio conduzindo corrente, imerso num campo magnético, experimenta uma força magnética;
  • que a força entre os condutores passando corrente, poderá ser atrativa ou repulsiva;
  • que a força entre os condutores passando corrente, será atrativa quando as correntes tiverem mesmo sentido.
  • que a força entre os condutores passando corrente, será repulsiva  quando as correntes tiverem  sentidos contrários.
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