ciências da natureza e suas tecnologias - física ensino médio, 3ª série corrente elétrica

Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Física

Ensino Médio, 3ª Série

Corrente Elétrica

COMPONENTE CURRICULAR: Física, 3ª SérieTópico: Corrente Elétrica.

Como intervenção em sala de aula, propomos a confecção de um experimento para demonstrar aos estudantes, os conceitos vistos referente ao conteúdo corrente elétrica, com a utilização dele você, professor, poderá demonstrar: circuitos elétricos abertos e fechados, materiais condutores e isolantes elétricos, além de aprofundar o conhecimento dos estudantes sobre o tema.


Confecção do experimento.Serão necessários:

• Duas pilhas AA;• Um soquete para lâmpada de 3V;• Uma lâmpada de 3V;• Cabos condutores;• Um suporte para as pilhas AA.

Imagem: SEE-PE.


Você deverá prolongar um dos fios do suporte daspilhas com os cabos condutores, no outro você iráligar o soquete para a lâmpada de 3V, deixando osfios abertos como ilustrado no próximo slide,encaixar a lâmpada e colocar as pilhas corretamenteno suporte.


Monte o experimento como está ilustrado.

A base para as pilhas terá dois fios condutores; Ligue o soquete da lâmpada em apenas um deles, deixando o outro fio livre.

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Montado o experimento vamos a demonstração da aula prática, sugerimos um grupo de até 30(trinta) estudantes por exibição, você professor irámostrar inicialmente quando os circuitos elétricosestão abertos ou fechados, depois vamos para ademonstração dos materiais isolantes oucondutores elétricos: circuito fechado (condutores)e aberto (isolantes).


Circuito Aberto.Dizemos que existe um circuito aberto quando nãohá corrente elétrica; assim uma lâmpada não podeser acessa, pois por ela não está fluindo umacorrente elétrica. Logo temos movimentodesordenado dos elétrons livres no condutor.

Imagem: inductiveload / Public Domain.


Circuito Fechado.No circuito fechado, estamos ligando o polo Positivo com o polo negativo das pilhas,desta forma teremos uma diferença de potencial de 3V, fazendo fluir pelalâmpada uma corrente elétrica, sendo assim, esta se acenderá, pois teremos um fluxo ordenado de elétrons livres.

Imagem: inductiveload / Public Domain.


Corrente Elétrica.É o nome que se dá ao fluxo ordenado de elétronslivres em um condutor, quando entre asextremidades desse condutor é estabelecido umadiferença de potencial.

Imagem: Leo Daft / Stephen A. Schwarzman Building / Photography Collection, Miriam and Ira D. Wallach Division of Art, Prints and Photographs / Public Domain.


Logo, para que quaisquer aparelhos elétricos funcionem, é preciso estabelecer uma diferença depotencial entre os polos de um gerador de corrente,fazendo com que flua uma corrente elétrica em ummaterial condutor, e com isto a energia elétrica serátransformada em outras energias, como: energiamotora, energia térmica, luminosidade. Trazendoconforto e comodidade aos usuários.


Condutores e Isolantes Elétricos.• Condutores elétricos são materiais que possuem

grande quantidade de elétrons livres (baixa atração dos elétrons ao núcleo do átomo), ou soluções que possuem íons livres (soluções eletrolíticas);

• Os materiais isolantes elétricos são materiais que não possuem as propriedades citadas acima.Acompanhe os exemplos a seguir de materiais isolantes e condutores elétricos:


Condutores Elétricos: metais

Imagem: InverseHypercube / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.


Condutores Elétricos: metaisEm geral, todos os metais são bons condutores elétricos,sendo os melhores condutores: a prata e o cobre, porapresentar maior condutividade elétrica, devido ao valorda prata, os fios condutores utilizados são compostosem sua maioria de cobre.


Condutores Elétricos:

Soluções eletrolíticas; Animais e produtos de origem animal.

Imagens: (a) John Goetzinger / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic. (b) Chris 73 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.


Isolantes Elétricos:Vidro;Madeira.

Imagens: (a) Takkk / GNU Free Documentation License. (b) Glenda Green / Creative Commons Attribution 3.0 Unported. (c) Meursault2004 aka

Revo Arka Giri Soekatno / GNU Free Documentation License.


Isolantes Elétricos:Vimos que alguns materiais são isolantes elétricos, eles são largamente utilizados na confecção de fioscondutores sendo películas protetoras (plástico), embases de ferramentas elétricas,como em alicates, chavesde fenda, testes de corrente entre outras.

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Soluções Eletrolíticas.

No início da aula, vimos que as soluções eletrolíticas sãoaquelas que possuem íons livres. Vamos agora analisar a questão dos íons livres em dois casos. Em um recipiente contendo água mineral, não temos corrente elétrica. Pois a água tem poucos íons dissolvidos nela.


Soluções Eletrolíticas.Adicionando sal a água, vamos Aumentar consideravelmente a quantidade de íons livres, pois o salé uma substância iônica.Com a presença de uma solução eletrolítica, a lâmpadase acende.

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Animais.Sabemos que os animais não estão imunes aos efeitos dacorrente elétrica: tanto eles como seres humanos sãocondutores elétricos, porque temos elétrons livres emnossa superfície.

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Fórmula pra o cálculo da intensidade da corrente:

i = Q i = 1C = 1 A Δt 1s

Sendo :i intensidade da corrente elétrica.Q carga elétricaΔt variação de tempo em segundos.


A unidade da corrente elétrica será dada em Coulomb/segundos, mas foi designada ampère. O nome é uma homenagem ao físico francês André-Marie Ampère (1775-1836).


Exemplos de aplicação.1º – Por uma secção transversal de um fio condutor

passam 15C em 3 segundos. Calcule a intensidade de corrente no fio?

2º – Um aparelho elétrico admite intensidade de corrente máxima de 10 A, este será ligado a um fio condutor pelo qual está fluindo 40C em 2 segundos. Responda: se o aparelho elétrico for ligado nessas condições o que ocorrerá com ele? Por quê?


Resolução.No 1º temos:Q = 15C i = Q Δt = 3 segundos Δt

i = 15C = 5A 3s

A intensidade da corrente é 5A.


Resolução.

No 2º, devemos observar a intensidade máxima suportada pelo aparelho que é 10A, qualquer valor superior a este, o aparelho sofrerá um curto e queimará, sendo assim devemos calcular a intensidade de corrente no fio.


Resolução.No 2º temos para o fio:Q = 40C i = Q Δt = 2 segundos Δt

i = 40C = 20A 2s


Concluímos que se o aparelho for ligado nessas condiçõesele sofrerá um curto, porque a intensidade de corrente

nofio é superior a máxima intensidade suportada por ele.


Questionamentos.Depois de acompanhar a aula, reflita sobre as questões propostas abaixo e encontre uma resposta correta:1. Por que são utilizados, para instalações elétricas, fios metálicos revestidos com plásticos?2. Quando não adicionamos sal à água, a lâmpada não acende. Por quê?3. Os metais são condutores elétricos; a madeira e vidro não. Por quê?


Continue a responder: 4. Por que com o circuito aberto a lâmpada não acende?

5. Por que os pássaros não levam choque elétrico ao pousar nos fios de alta tensão?

Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso

3 e 5 SEE-PE Acervo SEE-PE 03/05/2012

7 inductiveload / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Circuit_Equivalents.svg 03/05/2012

8 inductiveload / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:RL_Series_Open-Closed.svg 03/05/2012

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Leo Daft / Stephen A. Schwarzman Building / Photography Collection, Miriam and Ira D. Wallach Division of Art, Prints and Photographs / Public Domain.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electric_current,_by_Leo_Daft.png 03/05/2012

12InverseHypercube / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Faraday_emf_experiment.svg 03/05/2012

14aJohn Goetzinger / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Country_ham.jpg 03/05/2012

14b e 18

Chris 73 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SaltInWaterSolutionLiquid.jpg 03/05/2012

15a Takkk / GNU Free Documentation License.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Feng_Shui_Christal_01.jpg 03/05/2012

15bGlenda Green / Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Marbles_in_glass.jpg 03/05/2012

15c Meursault2004 aka Revo Arka Giri Soekatno / GNU Free Documentation License.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gelugu_(coconut_wood)_in_Klaten,_Java.jpg 03/05/2012

16 M338 / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hand_tools.jpg 03/05/2012

Tabela de Imagens

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