COTIDIANO



Atenção: Provinha 1 (1,0 ponto) - Prazo 12/10
Responda em http://bit.ly/ele192-p1 [clique]
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- Semana 10

Aula de Laboratório: Circuitos elétricos resistivos DC.

Laboratório de Física (prédio 44). Dia 11/10 - atividade presencial (1 ponto)


- Semana 9

Exercícios de circuitos elétricos resistivos DC - associação de resistores, tensão e corrente.

Compilação do significado da disciplina e suas etapas até aqui. Introdução ao último terço do trabalho: A realidade dos Campos (interação), ou seja: campo existe - Campo e força.

Campo elétrico e campo magnético - fenômenos e experimentos (visualização e efeito no movimento).


- Semana 8

Circuitos elétricos - Aplicação das Leis de Kirchoff (sistema de equações lineares) e técnica de cálculo alternativo por meio de Associação de resistores (série e paralelo). Exercícios.

Equação do gerador. Medidas elétricas [resistência interna da pilha comercial].

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Atenção: Provinha

Atenção:Exercícios sobre resistores e circuitos elétricos (assunto em andamento) disponível.

- Semana 7

Experimento - condução de corrente elétrica na água, o mecanismo de íons livres. Experimento - hidrólise da água (+ queima de hidrogênio).

Segunda Lei de ohm - resistência elétrica em termos dos parâmetros físicos (área e comprimento) e resistividade de materiais (condutores, semicondutores e isolantes).

Modelo de Drude: interpretação microscópica (discussão qualitativa) do aquecimento dos fios, da dependência da resistência com a temperatura dos metais e da dependência da resistividade com propriedades dos materiais (como densidade).

Resistência em fios de cobre - muito baixa. Curto circuito. Curto circuito em pilhas (questão aberta sobre divergência entre corrente prevista e medida).

Circuitos resistivos/DC - símbolos e definições.

Leis de Kirchhoff: Lei das tensões e das correntes.


- Semana 6

Detalhamento: a tecnologia das baterias químicas. Bateria de Volta, bateria de Limão (e o recorde mundial), bateria de Daniell e a bateria de carro.

Soma de tensões em associações de lâmpadas em Tensão AC. Comentário sobre sistema elétrico trifásico.

Resistência elétrica - Lei de Ohm

Resistores: resistor de chuveiro, lâmpada incandescente.

Medidas elétricas: resistência, tensão e previsão de corrente pela lei de ohm.

Medidas elétricas: resistência variável (dependente da corrente/temperatura) - caso da lâmpada.


- Semana 5 -

Exercícios - resolução de dúvidas do Quizz sobre eletrostática

Cálculo de consumo em kWh (energia sistema elétrico comercial).

De volta à eletricidade: A contabilidade do "desnível" (energia disponível para a carga elétrica que flui entre os pólos de uma bateria* e a analogia com água fluindo em desnível): Tensão elétrica (J/C = V, volt). Potência e sua conexão com corrente e tensão. P = Vi. Causa e efeito conectada pela potência do dispositivo elétrico.

Exercício - corrente em chuveiro 220V versus 110V. Tensões mais altas para correntes mais baixas (mantida a potência). Comentário sobre as tensões no sistema elétrico comercial.

Tensão DC - Baterias (história) e bateria de limão (vídeo). Medida em multímetro e somas de tensão: empilhar pilhas.

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Atenção: lista de exercícios para treino (aulas 3 a 5) disponível.

*Discussão: porque você não morreu ao tomar choques de 10mil volts devido à estática. Resposta: desnível grande mas baixa quantidade de carga disponível para fluir.


- Semana 3 e 4 -

Corrente elétrica: unidade para medida física (C/s = A, ampère)

O problema da conexão entre causa (força elétrica) e efeito (corrente elétrica): inviabilidade da descrição newtoniana (mecânica corpuscular/microscópica).

Energia: revisão e conceito mecânico - Conexão Energia-Movimento (contabilidade).

Cadeias de transformação de energia (a centralidade do Sol para a Terra). Usinas elétricas.

Energia: a contabilidade universal do movimento que se transforma em movimentos. "Tipos" de energia? Não, energia não é substância. Usa-se "tipos" de energia (mecância, elétrica, térmica, química, etc.) como um jargão. O que há é diferença entre o objeto/substância física que se move ou que armazena o movimento.

Máquinas e processos naturais - mecanismos conversores de energia (movimentos envolvidos nos diferentes processos e atores-substâncias envolvidos).

Cadeias de transformação de energia: Usinas (hidrelétrica x termelétrica - diagramas e contabilidade do rendimento energético). Discussão sobre tecnologia, escalas, tempos de renovação (renovável versus não renovável) e meio-ambiente (limpa versus suja).

Potência: definição. Exercícios. O impacto ambiental de um banho.


- Semana 2 -

Experimento de Coulomb (1875) - O estabelecimento de uma lei para a força entre corpos eletrizados. A viabilidade da definição e medida da carga elétrica a partir da medida de força.

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Um rascunho do resumo dos meus argumentos nas aulas 1 e 2 podem ser lidos aqui [clique]

Eletricidade estática (aula 1 e 2) -
EXERCÍCIOS [clique]

- Semana 1 -

Carga elétrica, Força elétrica, eletroscópio. Eletrização por atrito e eletrização por indução/aterramento.

Atenção: Eletricidade estática (aula 1 e 2) -
EXERCÍCIOS [clique]


BIBLIOGRAFIA

[1] HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física III: Eletromagnetismo. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

[2] SEARS, Francis; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A.; ZEMANSKY, Mark W. Física 3 – Eletromagnetismo. 12a ed. Addison Wesley, 2009.

[3] NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física Básica (Volume: 3. Eletromagnetismo), 4a ed. Edgar Blucher, 2002.

[4] CHAVES, Alaor. Física Básica (Volume 3: Eletromagnetismo), 1a ed. LTC, 2007.

[5] BAUER, W.; WESTFALL, G.D.; DIAS, H. Física para Universitários: Eletricidade e Magnetismo. McGraw-Hill, 2012.

MATERIAL EXTRA

LISTAS

Listas de exercícios


Eletricidade Estática/Quizz
Aulas 1 e 2

Lista 1
Aulas 3 a 5
Upload: 04/09 -- 14:00

Lista 2
Aulas 6 a 9
Upload: 03/10 -- 17:30

MULTIMÍDIA

(quando não houver visualização prévia, clique no título para assistir no youtube; também para o caso de querer legendas acione o recurso de legendas autogeradas do youtube.)


Semana 9)

Padrão de campo magnético gerado por imã.
Outro vídeo: [clique]


Campo elétrico em capacitores planos / software visualização 2D


Linhas de Campo Elétrico - geradas por cargas elétricas estáticas


Semana 7 a 8)

Modelo de Drude / animação simples


Lâmpadas -
Falamos sobre lâmpadas antes dos experimentos - aqui uma comparação interessante entre elas [clique]


Resistência de chuveiro -
Cortando garrafa com resistor de chuveiro [clique] - conforme comentado ao ligar o resistor de chuveiro na tomada.


Semana 6)

A Arte de Cortar os fios em 4
Excelente animação francesa (passava na tv cultura), apurada sob o aspecto científico e tecnológico. Este episódio trata de elementos do sistema elétrico trifásico e o fato do fio neutro não precisar ir até a geradora.
1) A técnica de geração da corrente alternada (imã/bobinas) será estudado mais adiante.

2) O sistema descrito tem tensão de 220V por fio de fase Neste caso as casas recebem apenas dois fios, fase-neutro (e não três, 2-fases e um neutro como em São Paulo/SP). Assim, todas as tomadas de uma residência (fase/220V, neutro) serão de 220V. Entre dois fios de fase de 220V a tensão será de 380V (por isso as residências não vão receber duas fases).

3) Sobre a utilização de altas tensões (redução da corrente) assista "Volts para ir mais longe" [clique]


Semana 5)

Recorde mundial de 2016 em tensão gerada com bateria de limão (tensão de circuito aberto).
Muitos vídeos sobre baterias de limão no youtube. Por exemplo esse: [clique]

Pilha: Zn-Cu em solução de ácido sulfúrico (liberação de hidrogênio - gás inflamável). [clique]

Pilha (Daniell): Zn/ZnSO4 - Cu/CuSO4 (s/ liberação de hidrogênio). [clique] . Para animação do princípio de operação [clique]

Abrindo a Bateria de carro: [clique]. Utiliza Chumbo (Pb, "Lead"). A reação química neste caso pode ser vista aqui [clique], liberação de sulfato de chumbo e água.


Experimentos elétricos com plantas
A descoberta de Galvani sobre eletricidade animal que foi importante para Volta desenvolver a pilha, chamou também a atenção para a conexão entre eletricidade e o movimento em seres vivos com sistema nervoso. Entretanto o uso de eletricidade para realização de movimento mesmo em plantas (que não têm sistema nervoso) como a nana-nenê e a planta carnívora é muito interessante.


Semana 3 e 4)

Eletricidade Estática

Veja as tensões elétricas a que se chega com estática.


Passeio em Itaipu


Documentário: Energia/BBC
Há legendas autogeradas no youtube, acertar nas configurações de exibição. Um excelente complemento para a aula mas não é necessário seguir para além dos 24 minutos (quando se vai falar sobre entropia, o assunto fica para os curiosos).


Semana 2)

O experimento/lei de Coulomb


Semana 1)

Experimentos de eletrostática


Série Triboelétrica e eletroscópio
Como fazer um eletroscópio [clique]


Eletroscópio moderno - Detector de polaridade
Indução eletrostática

Explique o fenômeno demonstrado, note que é o mesmo princípio utilizado para carregar o eletroscópio

Prof. Rodrigo Ramos -
Segundo Semestre / 2019