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MUSEU LIGHT DA ENERGIA CADERNO DO PROFESSOR Esta apostila tem a proposta de desenvolver conceitos e abordagens sobre o tema energia, energia elétrica e meio ambiente, auxiliando o professor para que a visita com seus alunos ao Museu Light da Energia tenha um rendimento ainda melhor. Serve ainda de convite aos professores para a reflexão sobre questões como: a importância da energia na nossa vida, a nossa responsabilidade em utilizá-la de modo sustentável, e também sobre o papel do educador no despertar dessa consciência nas futuras gerações. Muitas pessoas usam a eletricidade como se ela aparecesse nas tomadas e interruptores num passe de mágica, sem ligar para o desperdício ou imaginando que não há problema em dela usufruir sem pagar pelo seu uso. Isso é um engano que prejudica a todos. A produção, a transmissão e a distribuição de eletricidade demandam investimentos altos, tecnologia avançada e pessoal capacitado. Nesta oportunidade, além de conhecer um pouco mais sobre energia e eletricidade, vamos ter a chance de rever nossos hábitos e conhecer dicas de como usar a eletricidade com segurança e sem desperdício. A energia elétrica é essencial para o desenvolvimento econômico e social. Ela move a produção, os serviços públicos e os eletrodomésticos da nossa casa, trazendo conforto e bem-estar para o nosso cotidiano.

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MUSEU LIGHT DA ENERGIA

CADERNO DO PROFESSOR

Esta apostila tem a proposta de desenvolver conceitos e abordagens

sobre o tema energia, energia elétrica e meio ambiente, auxiliando

o professor para que a visita com seus alunos ao Museu Light da

Energia tenha um rendimento ainda melhor.

Serve ainda de convite aos professores para a reflexão sobre

questões como: a importância da energia na nossa vida, a nossa

responsabilidade em utilizá-la de modo sustentável, e também sobre

o papel do educador no despertar dessa consciência nas futuras

gerações.

Muitas pessoas usam a eletricidade como se ela aparecesse nas

tomadas e interruptores num passe de mágica, sem ligar para o

desperdício ou imaginando que não há problema em dela usufruir

sem pagar pelo seu uso. Isso é um engano que prejudica a todos.

A produção, a transmissão e a distribuição de eletricidade

demandam investimentos altos, tecnologia avançada e pessoal

capacitado.

Nesta oportunidade, além de conhecer um pouco mais sobre energia

e eletricidade, vamos ter a chance de rever nossos hábitos e

conhecer dicas de como usar a eletricidade com segurança e sem

desperdício.

A energia elétrica é

essencial para o

desenvolvimento econômico

e social.

Ela move a produção, os

serviços públicos e os

eletrodomésticos da nossa

casa, trazendo conforto e

bem-estar para o nosso

cotidiano.

Page 2: Download do Caderno do Professor

2

Sumário

O Museu Light da Energia .................................................................................................................... 3

Energia, a força que nos move. .............................................................................................................. 4

Fontes de energia. .................................................................................................................................... 5

Formas de energia. ................................................................................................................................... 6

Átomo e eletricidade. ............................................................................................................................ 15

O fenômeno eletromagnético. .............................................................................................................. 21

A energia elétrica e o conforto que ela nos traz................................................................................. 24

Como se produz energia elétrica. ........................................................................................................ 25

A conta de energia elétrica. .................................................................................................................. 30

Fontes de energia elétrica. .................................................................................................................... 32

Usando a energia elétrica com segurança... ....................................................................................... 33

Usando a energia elétrica com responsabilidade... ............................................................................ 34

Sites para pesquisa... .............................................................................................................................. 36

Oficina pedagógica.. .................................................................................................................... 37

Page 3: Download do Caderno do Professor

3

Revista para os alunos

Site para ser visitado

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4

A ENERGIA QUE NOS MOVE

O conceito de energia foi estabelecido por Isaac Newton, no século

XVII: “Energia é a capacidade de um sistema físico realizar

trabalho”. De lá para cá, tal como qualquer conceito científico, ele

evoluiu ao longo do tempo.

Mas para nossos objetivos, a ideia de trabalho entendida como

processos, mudanças de estado ou configuração de sistema já dá

conta do recado.

Há diversos exemplos que se podem oferecer sobre a presença de

energia ao nosso redor.

Também são diversos os sinais de quanto dela dependemos, pois

afinal é graças à energia que podemos nos mover.

Uma folha que cai, uma flor que se abre, um rio que corre, o

nascimento de um ser vivo, uma simples caminhada, tudo depende

de energia para acontecer.

Desde uma lâmpada que se acende até o mais sofisticado dos

sistemas, tudo precisa de energia para funcionar.

Esses exemplos nos lembram que, seja no ambiente natural ou no

construído pelos homens, a necessidade de energia para que tudo

funcione é semelhante.

E como é que conseguimos gerar grandes quantidades de energia

para sustentar nosso modelo de vida? Usando os chamados recursos

naturais.

.

Quando esfregamos um

dedo sobre uma mesa, por

exemplo, o dedo esquenta;

é a energia mecânica sendo

transformada em calor.

Quando andamos ou

corremos, estamos

transformando energia

química (adquirida dos

alimentos) em energia

cinética.

.

Existem diversas formas

de energia: cinética,

potencial, elétrica,

térmica, química etc.

Um aspecto muito

importante da energia

é que toda forma de

energia pode ser

transformada em

qualquer outra.

Sustentabilidade é

cuidar bem do planeta

de forma a garantirmos

os recursos naturais

para uso das gerações

atuais e futuras .

Page 5: Download do Caderno do Professor

5

FONTES DE ENERGIA

‘Eu sou o sol, sou eu que brilho pra você meu amor...”

Jorge Ben Jor

O sol é a grande fonte de energia para o nosso planeta.

De fato, sem a energia do sol as plantas não fariam fotossíntese, os

ventos não se formariam, o ciclo da água não se efetivaria e a vida

não existiria.

Além do calor e da luz solar, a tração animal, a água, os ventos, o

carvão mineral, os gêiseres e as fontes termais, o petróleo, o gás

natural, a chamada biomassa dos vegetais e as marés são exemplos

de recursos naturais que tem sido usados como fontes de energia.

Síntese das fontes e usos da energia

Fonte: http://patricia educadora.blogspot.com

Fonte primária é a

fonte de energia que se

encontra diretamente na

natureza, como por

exemplo, o petróleo.

Fonte secundária é

produzida a partir de

outra fonte, como por

exemplo, a gasolina.

Page 6: Download do Caderno do Professor

6

FORMAS DE ENERGIA

A energia mecânica pode ser cinética ou potencial. A energia

cinética está sempre associada ao movimento: se um objeto estiver

parado, sua energia cinética é zero. Repare que a energia cinética

depende do estado de movimento de quem observa. Por exemplo, o

motorista de um ônibus em movimento possui energia cinética igual

a zero para um passageiro do ônibus, mas diferente de zero para

quem está parado do lado de fora na calçada.

A energia mecânica pode ser armazenada sob a forma de energia

potencial. Ao esticarmos uma mola, por exemplo, ela armazenará

uma certa energia potencial (nesse caso, chamada de elástica). Se

soltarmos a mola, a energia potencial elástica armazenada se

transforma em energia cinética. Se segurarmos um objeto a uma

certa altura, ele terá armazenada uma certa quantidade de energia

potencial (nesse caso, chamada de gravitacional). Ao soltarmos o

objeto, ele cai, transformando a energia potencial em energia

cinética.

Energia química: é a energia potencial das ligações químicas entre

os átomos. Ela está associada, por exemplo, à queima ou combustão

presentes na gasolina, nos derivados de petróleo e até mesmo nos

alimentos que se transformam em nosso organismo.

Energia térmica: como o nome sugere, apresenta-se na forma de

calor. A resistência do chuveiro de nossas casas é uma fonte de

energia térmica. O conjunto das reações químicas do nosso corpo

(metabolismo) produz a energia térmica, e é por isso que temos uma

temperatura corporal. O calor do sol é outro exemplo de energia

térmica.

Energia luminosa: é a energia das ondas eletromagnéticas situadas

na região visível do espectro eletromagnético. Quando um raio de

luz atinge o nosso olho, essa energia é convertida em energia

elétrica, que viaja pelos nervos da visão até o cérebro, gerando uma

imagem.

É importante notar, contudo, que ondas eletromagnéticas fora do

espectro visível também possuem energia: ninguém consegue

enxergar ondas de rádio, por exemplo, mas elas transportam a

energia que fazem funcionar os aparelhos de rádio e TV.

Em uma usina hidrelétrica,

a água do reservatório

possui energia potencial.

Quando forçada a entrar

nos dutos, a água adquire

energia cinética. Ao chegar

nas pás das turbinas, essa

mesma água vence a

inércia da turbina e a faz

girar, adquirindo também

energia cinética. As

turbinas giram os imãs do

gerador, que produzem a

energia elétrica.

A energia luminosa é

também indispensável

para um fenômeno

essencial à vida: a

fotossíntese.

A fotossíntese gera

energia para as plantas

clorofiladas, resultando na

liberação, na atmosfera,

do oxigênio fundamental

para nossas vidas.

Page 7: Download do Caderno do Professor

7

Sabendo que a energia se

conserva, que a potencial

se transforma em cinética e

esta por sua vez em

potencial, podeíamos

pensar que o balanço

deveria permanecer em

movimento indefinidamente

após um único empurrão.

Mas não é o que acontece:

em dado momento o

balanço para.

Isso se dá por causa do

atrito com o ar, e também

do atrito da corrente com o

suporte. O atrito dissipa

energia, fazendo o

brinquedo parar.

A Praça das Energias do Museu Light da Energia é um espaço

onde se pode brincar e ao mesmo

tempo aprender alguns conceitos importantes sobre formas de

energia, por exemplo o conceito físico de conservação de energia.

Segundo esse conceito a energia não se perde, mas simplesmente

muda de forma, ainda que esta forma seja uma dissipação, ou

comumente conhecida como perda.

Nos balanços com correntes de comprimentos desiguais pode-se

observar que os movimentos de subir e descer acontecem em

tempos diferentes, dependendo do tamanho da corrente.

Assim quanto menor o comprimento da corrente, menor será o

tempo para completar um ciclo, ou seja, haverá maior frequência

de movimento.

Por que isso acontece? Quando um balanço chega ao ponto mais alto, a energia se

apresenta como energia potencial gravitacional.

Quando o movimento de volta é iniciado, essa energia potencial é

transformada em energia de movimento (energia cinética), que será

máxima no ponto mais baixo.

Nesse ponto, toda a energia potencial foi transformada em energia

cinética, e a velocidade será máxima.

O balanço com a corrente mais longa pode ir mais alto, e terá

maior energia potencial. Consequentemente atingirá maior

velocidade no ponto mais baixo. Por outro lado, quanto maior a

corrente, maior o período de oscilação.

Por causa disso, os balanços com corrente menor oscilam mais

rápido, apesar de terem velocidade máxima menor, e os de corrente

maior oscilam mais lentamente, apesar de terem velocidade

máxima maior.

A frequência do

movimento no balanço

só depende do

comprimento da

corrente e da gravidade

local.

Ou seja, pessoas com

pesos diferentes não

alteram o período do

movimento.

Page 8: Download do Caderno do Professor

8

Outro exemplo prático de transformação da energia de uma forma

em outra pode ser experimentado na bicicleta, também encontrada

na Praça das Energias: uma coluna de luzes que se acendem indica

a energia produzida pelas pedaladas. [Repare que a bicicleta tem um

dínamo, componente que transforma a energia do movimento —

conhecida como cinética — em energia elétrica.]

O princípio é semelhante ao usado na maioria dos geradores de

eletricidade (alternador de carro, usinas hidrelétrica, nuclear,

termelétrica etc.): um ímã gira entre várias bobinas (fios enrolados),

e o seu movimento entre os “anéis” de fios produz a corrente

elétrica, que, no caso da bicicleta, faz acender a coluna de luzes.

energia quimica

energia potencial

energia cinética

energia elétrica

energia luminosa

São muitos os exemplos de

transformação de energia.

Para fazer a bicicleta

funcionar, é preciso aplicar

a energia potencial do

corpo (já resultante da

energia química dos

alimentos) que se

transforma em energia

cinética, esta por sua vez,

se transforma em

eletricidade, que também se

transforma em energia

luminosa.

Na fotossíntese, a energia

luminosa do sol se converte,

nas plantas, em energia

química.

Em nossas casas, a energia

elétrica é transformada em

iluminação, refrigeração,

calor, imagem, som etc.

Page 9: Download do Caderno do Professor

9

O Fenômeno da Ressonância

Os balanços acoplados são uma oportunidade para aprender sobre

transferência de energia e ressonância.

Repare que os dois balanços estão pendurados em uma mesma

estrutura.

Ao impulsionar apenas um deles, a energia é transmitida, aos

poucos, de um balanço para o outro, através do movimento da barra

em que ambos estão pendurados.

Isso acontece até os dois terem praticamente o mesmo movimento.

Essa transferência tão eficiente só ocorre porque os dois balanços

têm o mesmo comprimento das correntes e podem balançar no

mesmo período. Esse fenômeno é chamado de RESSONÂNCIA.

É importante ressaltar que a ressonância não é uma forma de

energia, mas uma forma de transferência de energia de um sistema

físico para outro, e é característica de sistemas que oscilam.

Um exemplo de aplicação

do fenômeno da

ressonância no dia a dia é o

rádio de pilha. Todas as

estações transmissoras

emitem suas ondas de rádio

ao mesmo tempo, mas o

rádio só detecta aquela que

escolhemos ouvir.

Como isso acontece?

Circuitos eletrônicos

possuem frequências de

ressonância. Quando

sintonizamos o rádio em

uma dada estação, estamos

colocando o circuito

eletrônico em ressonância

com a onda de rádio

emitida por aquela estação.

Para mudar de estação,

temos que mudar a

frequência de ressonância

no rádio.

Page 10: Download do Caderno do Professor

10

Entre um escorregador com rampa em curva e outro com rampa

reta, qual o mais rápido? E por quê?

No primeiro, o tempo para chegar embaixo é menor.

No ponto de partida, a energia potencial é a mesma nas duas rampas

(para a mesma massa).

Na rampa reta, porém a força que atua sobre o corpo é constante

durante todo o trajeto, uma vez que a inclinação é constante.

Já na rampa curva essa força vai aumentando à medida que o corpo

escorrega, fazendo com que a velocidade aumente mais

rapidamente do que na rampa reta.

Cabe notar que, como os dois escorregadores chegam no mesmo

ponto, desprezando-se o atrito, a energia cinética total final será a

mesma nos dois casos.

No experimento das

rampas, a direção da força

que atua no corpo que

desce é sempre tangente à

rampa.

No caso da rampa reta, a

tangente é sempre paralela

à rampa e, portanto a

direção da força é

constante durante todo o

movimento.

No caso da rampa curva, a

tangente muda em cada

ponto da rampa, fazendo a

força mudar de direção ao

longo do movimento.

O primeiro caso é o do

movimento uniformemente

acelerado, em que a

velocidade aumenta

linearmente com o tempo de

descida.

Se no entanto a rampa tiver

uma forma parabólica, por

exemplo, a velocidade

aumenta exponencialmente

com o tempo de descida!

Page 11: Download do Caderno do Professor

11

Neste experimento lúdico temos um pêndulo com ímã, dentro de

uma estrutura piramidal.

Os visitantes são estimulados a usar varas metálicas e tentar atrair o

pêndulo para si, encostando a extremidade da vara num dos pontos

do ímã. Assim podem observar que polaridades opostas se atraem

e polaridades iguais se repelem.

Evidencia-se assim a propriedade de atração e repulsão presente no

campo invisível em torno dos imãs, o chamado CAMPO

MAGNÉTICO.

.

A compreensão do

fenômeno magnético foi

muito importante para a

concepção dos geradores

de energia elétrica. Em seu

interior, o campo

magnético é utilizado para

transformar energia

cinética em corrente

elétrica.

Os átomos possuem

uma propriedade

chamada momento

magnético, que se

assemelha a uma

agulha de bússola.

Em geral, nos

materiais, essas

“agulhas” apontam

aleatoriamente no

espaço. Mas em outros

materiais elas se

“ordenam’ e apontam

para a mesma direção.

O campo magnético

gerado por um ímã

varia espacialmente,

decaindo com o

aumento da distância

do ímã. A variação

espacial do campo

magnético é a

responsável pela força

magnética, que atrai ou

repele outros ímãs. É

por essa mesma razão

que aqueles enfeites de

geladeira, calendários

ou telefones de

pizzarias feitos com

materiais magnéticos

grudam na geladeira.

Page 12: Download do Caderno do Professor

12

O senso comum nos induz a pensar que a luz solar tem apenas uma

cor, mas a árvore de prismas oferece a oportunidade de observação

de alguns de seus diferentes espectros.

Quando a luz solar incide nos prismas, podemos observar pequenos

arco-íris projetados.

Isso ocorre porque quando a luz atinge um prisma, passando do ar

para o vidro, ela tem o seu caminho desviado. É o fenômeno de

REFRAÇÃO.

Quanto mais perto do vermelho for a cor, maior o desvio; quanto

mais próximo estiver do azul, menor ele será.

Assim, o prisma consegue separar as cores, desviando cada uma

para um lado e criando o “arco-íris”.

Na natureza, quando a luz do sol incide sobre as gotículas de chuva

que vagam suspensas, passando do ar para a água, ocorre o mesmo

fenômeno, nesse caso o arco-íris de verdade, com suas sete lindas

cores.

Nossa retina é um exemplo

de sistema que converte

energia luminosa em

energia elétrica!

Aristóteles achava que

as cores eram

propriedades dos

objetos, e não da luz.

Leonardo da Vinci foi o

primeiro a afirmar que

a cor é uma

propriedade da luz, e

não dos objetos.

Foi Isaac Newton quem

mostrou que a luz

poderia ser decomposta

em cores com um

prisma. Ele provou que

a cor era uma

propriedade da luz e

não dos objetos, e

demonstrou ainda que

a cor branca é uma

mistura de cores (e não

uma cor individual).

Que tal construir com

os alunos um disco de

Newton?

O olho humano enxerga

do vermelho (450 THz)

ao violeta (750 THz).

Outros animais

enxergam outras faixas:

as cobras enxergam no

infravermelho (350

THz), e as abelhas, no

ultravioleta (1000 THz).

O espectro

eletromagnético, no

entanto, é muito mais

amplo do que isso,

contendo, por exemplo,

ondas de rádio, raios

gama, raios X etc.

Page 13: Download do Caderno do Professor

13

Entre os tipos de luzes emitidas pelo sol existem algumas que

nossos olhos não conseguem ver. Entre elas estão os raios ultra

violeta (UV).

A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida na

atmosfera.

Neste experimento, as bolinhas brancas, quando expostas aos raios

solares, mudam de cor.

Por que isso acontece?

Devido à presença dos raios UV, que são muito energéticos.

Observe, pelos buracos da tampa de metal, como eles são capazes

de mudar até a cor das bolinhas. Em seguida, gire a tampa e veja

como as bolinhas que não estavam expostas ao sol ficam bem mais

claras.

As bolinhas são feitas de um material que absorve radiação UV e

emite luz azul. Esse fenômeno é chamado de FLUORESCÊNCIA, e

é o mesmo observado em danceterias com luz negra.

Os raios UV podem afetar a

estrutura da nossa pele,

causando o envelhecimento

precoce e outros problemas

mais graves. Por isso,

proteja-se do sol intenso e

use sempre filtro solar!

Flashes de câmeras

fotográficas e

fotocopiadoras produzem

grande quantidade de

radiação UV. Por isso o uso

de câmeras com flashes é

proibido nos museus.

A luz negra pode ser

gerada a partir de

lâmpadas fluorescentes.

Algumas substâncias

absorvem esses

componente da radiação

UV, excitando átomos e

moléculas, que, ao

perderem o excesso de

energia, emitem uma

luz azulada. Esse efeito

é muito explorado em

danceterias.

Page 14: Download do Caderno do Professor

14

Um cabo de guerra muito especial também está presente na Praça

das Energias.

Devido à presença das roldanas, este cabo de guerra pode

surpreender seus participantes.

Um único operador pode vencer de vários outros reunidos. Por que

isso acontece?

Um sistema de roldanas permite que a força aplicada a uma corda

seja dividida em tantas partes quantas forem as polias existentes no

sistema.

O sistema de roldanas é

muito utilizado em

guindastes, para

levantar grandes pesos.

Também servem para

ajudar as pessoas a

levantar peso, com um

mínimo de esforço.

Page 15: Download do Caderno do Professor

15

Modelo atômico

simplificado.

Átomo é a menor partícula

que caracteriza um

elemento químico

ÁTOMO E ELETRICIDADE

A ciência nos ensina que toda a matéria é feita de átomos e que

estes são dotados de um núcleo onde se encontram os prótons e os

nêutrons e em torno do qual orbitam os elétrons.

Em alguns elementos, como por exemplo, a maioria dos metais,

encontramos elétrons que, por não estarem tão apegados ao seu

núcleo, podem se mover de um átomo para outro. Eles são

chamados de elétrons livres. A presença desses elétrons livres,

quando estimulados pela presença de um campo magnético, facilita

a indução de corrente elétrica.

A visita ao Museu Light da Energia pode ser uma ótima

oportunidade para os alunos aprenderem um pouco mais sobre os

átomos, elétrons livres, percepção da existência do campo magnético

dos ímãs e como tudo isso se junta no gerador de eletricidade que

alimenta equipamentos e eletrodomésticos.

Os cientistas descobriram 115 tipos de átomos estáveis que com

diferentes combinações entre si produzem tudo o que conhecemos

no Universo.

Na Tabela Periódica encontramos informações sobre os átomos dos

elementos químicos.

Cabe notar que além dos átomos estáveis descritos na Tabela

Periódica existem também átomos instáveis (que emitem algum tipo

de radiação). Um desses é o urânio 235, que tem a capacidade de

liberar energia quando sofrem fissão. Essa energia pode ser usada

nos reatores nucleares para a produção de eletricidade. Esse

também é um bom tema de pesquisa para os alunos.

Um bom exemplo para dar

aos alunos do que é um

átomo:

Imagine, por exemplo, uma

barra de ouro. Divida-a ao

meio. Pegue uma das

metades e divida-a

novamente em duas

metades. Se fosse possível

repetir esse procedimento

um grande número de vezes

(por exemplo: após

10.000.000.000 divisões),

chegaríamos à menor

partícula com as

características do ouro: um

átomo de ouro.

Sugira aos alunos

pesquisas sobre esse

elemento químico cujo

símbolo é Au.

Page 16: Download do Caderno do Professor

16

Curiosidade histórica

Há muito os humanos buscam compreender como a matéria é

constituída.

Que tal um passeio no tempo para examinar algumas das propostas

dos cientistas sobre o assunto?

Demócrito, pensador grego que viveu no século V a.C. , foi o

primeiro pensador a formular o conceito de átomo como a menor

parte da matéria. Ele concebeu um modelo em que os átomos se

reuniam e se encaixavam, tal como as peças de um o Lego, para

formar a matéria. Desde então surgiram vários outros modelos.

Dalton afirmava que o átomo era uma partícula elementar,

minúscula e indivisível. Segundo seu modelo, a matéria se

assemelha a um conjunto de bolinhas de gude.

Thompson descobriu que o átomo era carregado de partículas

negativas. Entretanto, ele pensava que essas partículas ficavam

como que entremeando uma espécie de “massa” de carga positiva.

Por esse motivo, seu modelo atômico ficou conhecido como

“pudim de passas”.

Rutherford descobriu que o átomo é constituído por um núcleo

(positivo) e por elétrons que ficam a sua volta, e deduziu que essas

partículas se comportavam tal como os planetas que giram ao redor

do sol.

Bohr concluiu que os elétrons só podem se movimentar ao redor do

núcleo se estiverem organizados em órbitas ou camadas específicas.

No modelo quântico, o elétron é considerado uma partícula-onda “que se move num orbital”.

DIFERENTES MODELOS

ATÔMICOS

Modelo atômico de

Demócrito

Modelo atômico de Dalton

Modelo atômico de

Thompson

Modelo atômico de

Rutherford

Modelo atômico de Bohr

Modelo atômico quântico (o

mais atual)

Page 17: Download do Caderno do Professor

17

Condutores elétricos

Já mencionamos que em alguns materiais, como a maioria dos

metais, os elétrons têm grande mobilidade e conseguem “pular”

entre os átomos. Esses materiais, portanto, facilitam a condução de

eletricidade. Por isso são chamados de condutores elétricos.

Exemplos de bons condutores elétricos são o cobre e o ouro, entre

outros.

Por outro lado, há materiais com pouca mobilidade entre seus

elétrons, como é o caso da madeira, do vidro, do plástico, da

borracha e do algodão, o que dificulta a condução elétrica são

conhecidos como isolantes elétricos. Um dos melhores isolantes

elétricos que existe é o diamante.

Em alguns materiais, a condutividade elétrica é intermediária entre

condutores e isolantes: eles são chamados de semicondutores, e

formam a matéria-prima dos chips de computadores.

O silício e o germânio são exemplos de materiais semicondutores.

Os fios que conduzem

eletricidade até nossas

casas são em geral

feitos de cobre.

Plásticos são em geral

bons isolantes elétricos,

por isso recobrem os

fios e as ferramentas

dos funcionários que

trabalham mexendo na

rede elétrica.

Ao percorrer um fio

condutor, a corrente

elétrica produz calor.

É o chamado efeito

Joule, e ocorre por

causa das colisões entre

os elétrons que

conduzem a corrente e

os átomos que formam

o material do fio.

Page 18: Download do Caderno do Professor

18

Curiosidade histórica

O filósofo grego Tales de Mileto, que viveu entre 624-558 a.C.,

observou um fenômeno que envolvia um pedaço de âmbar (resina

petrificada), um pedaço de pele de animal e o atrito entre os dois.

Ele percebeu que um pedaço de âmbar, esfregado com a pele de

algum animal, adquiria a capacidade de atrair penas, folhas e outras

pequenas coisas (objetos de pequena massa). Isso despertou sua

curiosidade e a dos homens que prosseguiram investigando o

fenômeno através dos séculos.

Esse processo foi chamado de eletrização.

Hoje se sabe que o atrito transfere elétrons de um corpo para o

outro.

Diz-se que o corpo que ganha elétrons fica negativamente

carregado, e o que perde fica positivamente carregado.

Outra observação importante, efetivada ao longo da experiência, é

que corpos com cargas diferentes se atraem, e corpos com cargas

iguais se repelem.

Tales de Mileto

Âmbar eletrizado

Que tal replicar a

experiência?

Um pente plástico passado

no cabelo fica eletrizado e

consegue atrair pequenos

pedaços de linha ou de

papel.

Page 19: Download do Caderno do Professor

19

Estados da matéria

Podemos dizer que, dependendo do movimento dos átomos nas

moléculas, a matéria se apresenta em diferentes estados:

Estado sólido - quando os átomos se encontram em baixo estado de

agitação, mais átomos podem se concentrar em um mesmo espaço

físico. Neste estado, a forma e o volume do material são fixos. Por

exemplo: um caderno, um lápis, os cristais etc.

Estado líquido - nele encontramos algum grau de dispersão nas

moléculas constituintes. A matéria mantém fixo o volume, mas a

forma é variável e assume o formato do seu recipiente. Por

exemplo: a água, o álcool etc.

Estado gasoso - nesse estado o grau de dispersão das partículas que

compõem a matéria é bastante significativo, e por isso tanto a forma

como o volume são variáveis. Por exemplo, o ar, as nuvens etc.

Plasma – é considerado o quarto estado da matéria, pois não é

sólido, nem líquido, nem gasoso. É formado por elétrons e núcleos

livres após a ‘desmontagem’ dos átomos de gases em altas

temperaturas. Nesse estado as partículas se encontram dispersas

como no estado gasoso, porém com a presença de elétrons livres,

íons e átomos neutros em proporções variadas.

Para que a matéria se encontre nesse estado são necessárias uma

grande quantidade de energia e temperaturas extremamente

elevadas.

O plasma é ótimo condutor de eletricidade, forma corrente elétrica

em seu interior. Com isso, gera um campo magnético e ainda emite

ondas eletromagnéticas.

A aurora boreal é causada

pelo choque entre jatos de

partículas carregadas

emitidas pelo sol (elétrons e

prótons) com átomos da

atmosfera terrestre.

Page 20: Download do Caderno do Professor

20

Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento da esfera de plasma

Esfera de Plasma

O sistema consiste em um eletrodo central, dentro de uma esfera de

vidro, que contém um gás inerte a baixas pressões. No eletrodo,

aplica-se uma tensão altíssima, na faixa de 5 mil volts. A esfera de

vidro, ao contrário, está a um potencial muito baixo.

A alta tensão próxima ao centro ioniza o gás, e as descargas

elétricas começam a acontecer; a diferença de potencial entre o

centro da esfera e o vidro faz com que se formem os raios dentro do

globo, de forma semelhante ao que ocorre nas tempestades.

Como o potencial é o mesmo em toda a superfície da esfera, os

raios ficam “sem direção”. No entanto, quando encostamos os

dedos na superfície, modificamos o potencial naquele ponto, e os

raios então são atraídos para lá.

Os raios atraídos para um ponto tornam-se mais brilhantes por

causa do aumento da corrente elétrica, que pode chegar a algumas

dezenas de miliamperes.

Interagir com a Esfera de

Plasma presente no Museu

da Energia é, com certeza,

uma interessante

experiência sensorial para

os alunos

Page 21: Download do Caderno do Professor

21

O FENÔMENO ELETROMAGNÉTICO

Lembra quando falamos de eletrização? Dissemos que um corpo

fica “eletrizado” porque captou ou cedeu elétrons. Se captou, ficou

carregado negativamente, já que a carga do elétron é negativa. Se

cedeu, ficou carregado positivamente. Dizemos então que cada um

desses corpos ficou com um determinado “potencial elétrico”.

A “diferença de potencial” (d.d.p.) entre corpos com cargas de

sinais opostos produz um movimento de elétrons entre eles.

Quando ligamos esses dois corpos por um fio condutor,

naturalmente elétrons vão fluir do corpo carregado negativamente

para o carregado positivamente, formando a corrente elétrica.

Uma pilha, dessas que utilizamos em rádios, é um exemplo de

objeto que mantém uma diferença de potencial entre dois terminais,

um positivo e outro negativo. Quando conectadas em um rádio, elas

alimentam o circuito eletrônico que faz o aparelho funcionar.

As tomadas de nossas casas, onde conectamos nossos

eletrodomésticos, também mantêm uma d.d.p., sustentada pela

energia elétrica fornecida pela Light. Nas usinas, essa energia é

produzida em geradores.

O gerador é um conjunto formado por um eixo com fios de cobre

enrolados (bobina) que pode girar (rotor) entre dois ímãs fixos

(estator) ou ao contrário, como acontece nos geradores das usinas

de energia elétrica, onde o que gira são os ímãs.

Os visitantes do Museu Light da Energia tem a oportunidade de

experimentar o funcionamento de um gerador a manivela.

A Terra possui um campo

magnético, é por esse

motivo que as bússolas

apontam sempre para o

Norte, o que ajuda os

viajantes a se situar .

Os ímãs possuem um campo

magnético e, quando são

movidos próximos a uma

bobina, provocam o

movimento dos elétrons do

fio de cobre, induzindo uma

corrente elétrica.

A indução eletromagnética

é, portanto, o princípio

básico de funcionamento

dos geradores, que assim

transformam energia

mecânica em energia

elétrica.

Page 22: Download do Caderno do Professor

22

O fenômeno eletromagnético pode ser observado no Museu Light

da Energia através do Ferrofluido.

Trata-se de um líquido contendo partículas muito pequenas de um

material ferromagnético, na escala nanoscópica (1 bilionésimo do

metro). As partículas se comportam como agulhas de bússolas e são

atraídas por campos magnéticos, além de se atraírem mutuamente.

Um pó contendo as partículas ferromagnéticas é misturado em um

líquido (que pode ser até mesmo água). As moléculas do líquido

aderem à superfície das pequenas partículas, evitando que elas

grudem umas nas outras, formando aglomerados.

Ao aproximarmos um ímã de um ferrofluido, observamos que as

partículas es se acumulam ao longo das linhas de campo magnético.

Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento com ferrofluido.

As experiências de Kim Pimmel

com material magnético

Os ferrofluidos possuem

inúmeras aplicações em

eletrônica, engenharia

mecânica, engenharia

aeroespacial, na

medicina e até nas

artes plásticas.

Page 23: Download do Caderno do Professor

23

Unidade de Medidas Elétricas

As grandezas físicas importantes para fins de descrição da

produção, distribuição, e comercialização da energia elétrica são a

tensão elétrica (medida em volts), a energia (medida em joules), a

potência (medida em watts, ou quilowatts) e o quilowatt-hora

(kWh), usado para medir o consumo.

Volt – Medida de tensão elétrica ou, equivalentemente, de d.d.p.

Nas residências, as tomadas são em geral de 127 V ou 220 V.

Joule – Unidade de energia ou trabalho. Uma pedra de 10 kg,

sustentada a 1 m de altura do chão, possui 10 joules de energia

potencial gravitacional. Um carro de 500 kg se movendo a 100

km/h tem cerca de 190 mil joules de energia cinética. Para

fervermos 1 litro de água, precisamos fornecer aproximadamente

300.000 Joules de energia térmica.

Watt – Unidade de potência. Potência é a medida da produção de

energia por unidade de tempo. Uma lâmpada de 100 watts produz

100 Joules de energia por segundo. Um chuveiro elétrico de 5.000

watts, ou 5 kW, dissipa 5.000 joules de energia por segundo na água

que passa por ele.

A potência da usina hidrelétrica de Itaipu é de 14.000.000.000 watts

(14.000 MW), e da usina nuclear de Angra dos Reis é de

657.000.000 watts (657 MW).

Quilowatt-hora (kWh) – Unidade de consumo de energia. 1 kWh

equivale a 36.000.000 joules. Uma lâmpada de 100 watts (ou seja,

0,1 kW), acesa por 1 h, consome 0,1 kWh de energia. Se o preço de

1 kWh for de 30 centavos, essa lâmpada gastará 3 centavos por cada

hora que ficar acesa. Parece pouco, mas ficando acesa apenas 1 hora

por dia, uma única lâmpada consome R$ 11 por ano!

Potência reativa, ou kvarh

– Trata-se da potência

elétrica armazenada por

exemplo em certos tipos de

eletrodomésticos, que

contem motores elétricos.

Ela retorna à rede de

distribuição, causando

sobrecarga no sistema de

distribuição.

Usina nuclear de Angra dos

Reis

Usina hidrelétrica de Itaipu

Page 24: Download do Caderno do Professor

24

ENERGIA E O CONFORTO QUE ELA NOS TRAZ

A energia elétrica pode ser transformada em luz, calor, frio e

movimento.

Mas será que ela é mesmo importante no nosso dia a dia? Para

responder essa pergunta basta lembrar quantos equipamentos são

alimentados por ela.

Ela acende lâmpadas, iluminando os ambientes, liga a televisão e o

aparelho de som (que nos distraem), aparelhos de ar condicionado,

que nos refrescam quando está muito quente, e mantém a geladeira

ligada, permitindo conservar os alimentos.

Elevadores e escadas rolantes precisam dela para funcionar e nos

permitem alcançar andares altos sem esforço. Os computadores

precisam de eletricidade, bem como o transporte urbano de trens e

metrô.

Nos hospitais, além da iluminação, a energia elétrica é fundamental

para o funcionamento de equipamentos dos quais dependem muitas

vidas.

Para promover o aquecimento, a energia elétrica também é muito

eficiente, em chuveiros elétricos, ferros de passar roupa, secadores e

chapinhas de cabelo, secadoras de roupa.

Funciona ainda como força motriz em ventiladores, batedeiras,

liquidificadores, máquinas de lavar roupas, além de motores de

grandes indústrias, bombeamento de água, sistema de irrigação e

muitos outros.

Também no lazer, como cinemas, teatros, shoppings, casas de

espetáculos, a eletricidade é essencial, assim como em todo tipo de

serviço, como lojas, escritórios, supermercados, bancos etc.

Depois de lembrar os seus variados usos, compreendemos porque a

falta dessa energia, ainda que por pouco tempo, traz tantos

transtornos, principalmente nos grandes centros urbanos. Fica

assim mais fácil reconhecer a importância do trabalho da

distribuidora de energia elétrica.

É fácil também perceber que o desenvolvimento econômico e social

depende de uma boa oferta desta energia. Por este motivo o setor

elétrico é um setor que precisa continuamente de investimentos

financeiros e de pesquisa científica.

A partir da apresentação de

alguns exemplos de usos da

energia elétrica, estimule

os alunos a pesquisa e

indicar outros exemplos,

construindo painéis com

desenhos e fotos desses

usos. E aproveite para

discutir como seria o

cotidiano sem essa energia,

os problemas e as

alternativas para tal

situação.

Os alunos incentivados

podem ser aqueles que

um dia farão novas

descobertas e trarão

novas soluções para o

bem- estar da

humanidade.

Page 25: Download do Caderno do Professor

25

COMO SE PRODUZ ELETRICIDADE

Embora possamos encontrá-la nos raios e mesmo em nosso corpo

(os neurônios, por exemplo, são células que se comunicam por

pulsos elétricos), a eletricidade não se encontra disponível na

natureza em quantidade para atender nosso consumo.

Parodiando os antigos, podemos dizer que a energia elétrica não dá

em árvores, mas ela pode ser produzida em usinas, a partir de várias

fontes, inclusive o carvão vegetal. Uma vez produzida, ela não pode

ser armazenada devendo ser distribuída e consumida. Por isso as

usinas são dimensionadas para um determinado consumo previsto.

O desenvolvimento da tecnologia para geração e distribuição da

energia elétrica tornou-a acessível e de fácil utilização sendo

fundamental, hoje, no desenvolvimento econômico de qualquer

país.

O princípio básico do funcionamento de uma usina geradora de

energia elétrica é sempre o mesmo. O que muda nas diversas

formas de geração de eletricidade é o que faz girar a turbina que

aciona o gerador. Ou seja a fonte .

O princípio da geração de

eletricidade é a aplicação

nas pás de uma força

mecânica que gira um

conjunto de ímãs

(aproximando-os e

afastando-os da bobina)

induzindo a formação de

corrente elétrica.

Visitante do Museu Light da

Energia explora o

experimento gerador de

eletricidade.

Page 26: Download do Caderno do Professor

26

No Brasil, a maior parte da eletricidade que consumimos é de

origem hidráulica, isto é, vem de usinas que usam a água para

mover as pás das turbinas que acionam os geradores.

Basicamente, uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintes

partes: reservatório, barragem, sistemas de captação e adução

de água (que levam a água até as pás das turbinas), casa de força

(onde se encontram o gerador e a turbina) e o sistema de devolução

de água ao leito do rio.

Nas termoelétricas temos as caldeiras que produzem o vapor que

faz girar as pás das turbinas, que por sua vez acionam o gerador.

São vários os elementos que podem ser usados para aquecer a

caldeira, entre eles, carvão mineral, carvão vegetal, combustíveis

derivados do petróleo, biomassa ou mesmo biodiesel.

Nos reatores nucleares, por exemplo, a fissão nuclear produz

energia que aquece a água de um reservatório, gerando vapor que

faz girar as pás do gerador de eletricidade. São conhecidas por isto

como usinas termonucleares.

Bagaço de cana é um dos

vários exemplos de biomassa

utilizada nas termoelétricas

A Light inaugurou sua

primeira hidrelétrica em

1908, na cidade de Piraí

(RJ).

A usina de Fontes era a

maior do Brasil, capaz de

atender toda a demanda do

Rio de Janeiro, que tinha

então 800 mil habitantes.

Nessa usina a barragem

ficava no topo do morro, e a

água descia pelos tubos até

o edifício onde ficavam as

turbinas e os geradores.

Hoje a empresa tem cinco

usinas hidrelétricas e é

capaz de produzir 18% da

energia que fornece aos

consumidores.

Page 27: Download do Caderno do Professor

27

Termossolar é o nome da geração de energia elétrica na qual se

utilizam espelhos que captam raios solares dirigindo-os para um

boiler que aquece a água até torná-la vapor. O vapor gerado

movimenta a turbina que aciona o gerador.

Solar fotovoltaica é uma forma de geração de energia elétrica, que

não usa gerador. As placas fotovoltaicas, feitas de silício, são

capazes de transformar os raios solares em eletricidade.

A energia eólica usa a força dos ventos para acionar o gerador e

sua participação vem crescendo na matriz elétrica brasileira.

Na busca para atender o

consumo cada vez maior de

energia elétrica e ao

mesmo tempo atentos ao

cuidado ambiental, os

cientistas vêm

desenvolvendo muitas

pesquisas com as

chamadas fontes

renováveis.

A energia das marés

também pode ser

utilizada para acionar

geradores de

eletricidade, tal como no

experimento da COPPE

em Pacem, no Ceará.

Page 28: Download do Caderno do Professor

28

CAMINHOS DA ELETRICIDADE

Uma vez produzida, a eletricidade precisa chegar aos centros

consumidores. Do gerador até a tomada há um longo caminho,

muito trabalho e muita gente e tecnologia envolvidas.

A usina geradora, como diz o nome, é o local onde se produz

energia elétrica, e que, conforme já mencionado, pode ser

hidráulica, térmica ou eólica, conforme a fonte cuja energia

impulsiona a turbina.

Nas subestações elevadoras a tensão gerada a 6.600 V ou 13.800 V

é transformada em 138.000 V ou 230.000V (ou outra que se faça

necessária). O equipamento que faz isso é um transformador. Essa

transformação possibilita o transporte da energia elétrica por longas

distâncias. Quanto maior a tensão nas linhas, menor o calor gerado

na condução de eletricidade. Dessa maneira, reduzem-se as perdas

do sistema durante a transmissão.

Sistemas de transmissão. As linhas de transmissão transportam

energia elétrica por cabos aéreos, subterrâneos e até mesmo

submarinos. O Brasil tem mais de 900 linhas de transmissão

operadas por diversas empresas. O conjunto de linhas de

transmissão, as subestações de transmissão e as usinas geradoras

formam o Sistema Interligado Nacional de Energia. O setor elétrico

brasileiro define como transmissão as linhas com voltagem maior

ou igual a 230.000 V.

Resumidamente são cinco

etapas a serem destacadas

nos caminhos que a energia

elétrica percorre: usinas

geradoras, subestações

elevadoras, sistema de

transmissão, subestações

abaixadoras e sistema de

distribuição.

Geração nas usinas

hidrelétricas: Quanto

maiores o volume, a

velocidade da água e a

altura da queda, maior

o potencial de

aproveitamento do rio

na geração de

eletricidade.

A Light possui apenas

uma linha de transmissão

e uma extensa rede de

subtransmissão com

voltagem de 138.000 V.

São mais de 2.600 torres,

com 1.870 km de linhas

aéreas e 165 km de linhas

subterrâneas.

Page 29: Download do Caderno do Professor

29

Subestações abaixadoras. A energia elétrica não pode chegar ao

seu destino na mesma tensão em que é transmitida, pois essa tensão

ou voltagem alta queimaria os aparelhos elétricos. As subestações

abaixadoras têm transformadores que convertem a tensão de

230.000V ou 138.000 V (ou outra, que se faça necessária) em

25.000 V ou 13.800 V para entrar na cidade. Nas redes aéreas ou

subterrâneas a tensão é novamente reduzida para entrar nas nossas

casas em 127 V ou 220 V.

Sistemas de Distribuição. Das subestações abaixadoras, a

eletricidade segue para as ruas por linhas aéreas ou subterrâneas.

Nesse trajeto a tensão ainda é de 25.000 V ou 13.800 V. Antes de

chegar ao seu destino a eletricidade passa por transformadores que

reduzem a tensão para 127 V ou 220 V, que são as voltagens usadas

em residências, comércio e outros.

A distribuição de energia elétrica no Brasil é efetuada por

concessionárias regionais, como a Light, que recebem a energia das

geradoras e das transmissoras e a levam aos usuários. São elas que

fazem o contato com os consumidores e recebem o pagamento

direto pelo fornecimento de energia elétrica.

.

São 87 subestações

abaixadoras que a

Light possui, e você já

deve ter visto alguma

delas. É comum vermos

essas subestações nos

nossos bairros.

Dos transformadores de

ruas saem fios ou

cabos, aéreos ou

subterrâneos, que

entram nas residências

e são ligados a uma

caixa de entrada. Ali

estão a chave geral e o

medidor de energia

(antigamente chamado

de “relógio de luz”). A

chave geral permite que

o circuito elétrico da

casa seja desligado, se

necessário, e o medidor

mede a energia

consumida, que será

cobrada na conta de

luz.

Page 30: Download do Caderno do Professor

30

A CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA

O consumo dos equipamentos tem um custo que é cobrado na conta

de energia elétrica.

Em nossas casas a cobrança é feita mensalmente e baseia-se numa

tarifa de energia. É cobrado um valor em reais (R$) por

quilowatt-hora (kWh).

Esse valor é o resultado da multiplicação da energia consumida no

mês pela tarifa aplicada.

As empresas distribuidoras normalmente divulgam em seus sites o

detalhamento das tarifas

Mais de 40% do valor da conta é composto de encargos e tributos.

Entenda melhor a conta.

Valor da energia é o custo com compra de energia elétrica

adquirida das empresas geradoras.

Valor da transmissão é o custo do serviço de transmissão de

energia elétrica.

Valor da distribuição é o custo com distribuição de energia

elétrica.

Encargos setoriais são contribuições definidas em leis aprovadas

pelo Congresso Nacional. Conta de Consumo de Combustíveis,

Reserva Global de Reversão, Taxa de Fiscalização de Serviços de

Energia Elétrica, Conta de Desenvolvimento Energético, Encargos

de Serviços do Sistema, Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência

Energética, Operador Nacional do Sistema e PROINFA.

Tributos PIS, COFINS e ICMS.

4,76%

30,88%

23,13%

41,23% transmissão

geração

distribuição

encargos+tributos

O registro do consumo é

feito pelo medidor de

energia elétrica,

popularmente conhecido

como “relógio”.

No site da Light, por

exemplo, é possível

conhecer melhor as tarifas

residenciais, não

residenciais, tarifa social

etc.

www.light.com.br

Clicar em clientes /

informações ao cliente /

tarifas e tributos

Page 31: Download do Caderno do Professor

31

A seguir apresentamos dados fundamentais da conta de consumo

doméstico.

Vencimento é a data limite para pagamento da conta. Existem seis

datas disponíveis, que variam conforme a Unidade de Leitura.

Classe é a classificação do tipo de cliente (se é residencial,

comercial etc.) e o tipo de fase (monofásico, bifásico, trifásico).

Referência bancária é o número utilizado para colocar a conta em

débito automático.

Número da fatura é o número utilizado em fiscalizações.

Número do medidor identifica o equipamento que mede o

consumo de eletricidade.

Medição atual tem a data e o valor da leitura atual.

Medição anterior tem a data e o valor da leitura anterior.

Constante do medidor é usado para cálculo do consumo mensal.

Esse número é estabelecido pelo fabricante de acordo com o tipo de

equipamento. O tipo de medidor (constante 1, 10 etc.) é definido

conforme a carga instalada.

Consumo kWh é o resultado da seguinte conta: (leitura atual –

leitura anterior) x constante do medidor.

Nº dias é o intervalo entre a data de medição atual e a data de

medição anterior.

Média diária é o resultado da seguinte conta: consumo kWh / nº

dias.

Código do cliente e código da instalação identificam o cliente e o

local de consumo e são solicitados nos contatos feitos com a Light.

CFOP (Códigos Fiscais de Operações e Prestações) identificam a

natureza das operações de circulação de mercadorias e de serviços.

A data prevista da próxima leitura avisa quando o leiturista fará a

nova leitura do medidor.

O gráfico de consumo médio mostra o consumo médio (em kWh)

de energia elétrica dos últimos 12 meses.

É o campo de descrição de

consumo que mais nos

chama a atenção. Nesse

campo são detalhados o

consumo de eletricidade e,

conforme o caso, outros

itens, como multas, juros,

parcelamentos e taxas

como contribuição de

iluminação pública.

O valor total da conta em

R$ é o resultado da

seguinte conta: preço

unitário R$ x quantidade

kWh.

O preço unitário é a tarifa

que inclui ICMS, PIS e

COFINS.

.

Page 32: Download do Caderno do Professor

32

FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA

Já vimos que a eletricidade é um elemento fundamental do mundo

moderno, que nos traz conforto, qualidade de vida e segurança.

Sabemos que é uma das formas de energia mais usadas, graças à

facilidade de transporte e ao baixo índice de perda energética

durante a conversão em luz, movimento ou frio/calor.

Vimos também que o que diferencia um tipo de geração de outro é

a fonte primária que lhe dará origem.

Energia Renovável

As fontes podem ser renováveis ou não renováveis

Ao falarmos de energia renovável, três fatores precisam ser

avaliados: o tempo necessário para a renovação, a

disponibilidade e o custo da tecnologia para explorá-la.

Quando os estoques naturais levam muito tempo para serem

repostos, como por exemplo, o caso do petróleo, em que são

necessárias condições geológicas tão especiais que a reposição só

ocorre em milhões de anos ou no caso do urânio, cujos recursos

terrestres são finitos, dizemos que são fontes não renováveis.

Outras fontes de energia como a madeira, necessária para a

obtenção de lenha e carvão vegetal, levam anos para serem

repostos. Mas há também fontes abundantes na natureza, como o

vento, os raios solares ou a água dos rios e oceanos, estes são

exemplos de fontes renováveis.

Resíduos

Um subproduto indesejável da transformação de energia são os

resíduos, responsáveis pela poluição. Resíduo é tudo o que sobra de

qualquer processo de transformação como, por exemplo, as

emissões de CO2 resultantes da queima de combustível de veículos

ou o lixo radiativo de uma usina nuclear.

A geração hidráulica, maior fonte de energia elétrica no Brasil, não

gera resíduos durante a sua produção. Quando o processo de

transformação de energia produz pouco ou nenhum resíduo,

dizemos que se trata de energia limpa.

A energia elétrica pode ser

produzida em grandes

quantidades a partir de

diversas fontes de energia

que nos são fornecidas pela

natureza, entre elas:

petróleo e seus derivados,

gás natural, carvão

mineral, energia solar,

energia geotérmica,

energia hidráulica,

biomassa e biodiesel,

energia eólica, energia das

marés.

A fonte de energia é

considerada renovável

se o seu estoque é

reposto rapidamente e a

tecnologia para

explorá-la está

disponível a um custo

razoável.

O impacto ambiental pode vir

dos resíduos, como a

poluição do ar causada pela

queima de gás nas usinas

termoelétricas, do lixo

atômico, ou de vazamentos

de material radiativo em caso

de acidentes em usinas

nucleares.

Além desses, as alterações

climáticas, o prejuízo ao

habitat ou rotas migratórias

de animais ou mesmo o

esgotamento de recursos

naturais, constituem outros

impactos. Esses estão entre

os cuidados que se deve ter

na produção de energia

elétrica.

Page 33: Download do Caderno do Professor

33

USANDO A ENERGIA ELÉTRICA COM SEGURANÇA

Ao refletir sobre qualidade de vida, não podemos deixar de lado a

questão da segurança no consumo da eletricidade.

Seu uso requer atenção especial para evitar acidentes provocados

por choques, curtos-circuitos e sobrecargas.

O choque elétrico, por exemplo, pode até causar a morte em

algumas situações. No meio em que vivemos choques elétricos

com maior ou menor gravidade, são comuns, pois nossas casas

estão cheias de tomadas, fios, chuveiros elétricos e outros

equipamentos.

Para evitar os riscos é importante haver um bom isolamento do

sistema elétrico. Além disso, deve-se procurar um especialista

sempre que for necessário mexer nas instalações. Afinal, ele sabe

lidar com elas.

Nas ruas são comuns os acidentes com crianças que soltam pipa

perto da rede elétrica. Alerte seus alunos sobre esse risco!

Durante as tempestades, o risco é ainda maior por causa da água,

que pode conduzir eletricidade. Proteja-se em lugar seguro!

Cabe notar que a água pura é péssima condutora de eletricidade,

mas as sujeiras que se misturam a ela, no caso da água da chuva,

sobretudo em enchentes, permitem a condução elétrica.

A água do mar, por sua vez, é ótima condutora de eletricidade,

por causa do sal que ela contém.

Todos podemos e devemos fazer a nossa parte, evitando

situações de risco.

Dicas e cuidados:

Evite ligar mais

equipamentos do que as

instalações suportam

Não utilize aparelho

doméstico estando com as

mãos ou pés molhados.

Nunca desligue um

aparelho elétrico da

tomada puxando pelo fio.

Só limpe seus

eletrodomésticos após

desligá-los e retirá-los da

tomada.

Jamais enfie garfos, facas

ou outros objetos dentro

dos aparelhos,

principalmente quando

estiverem ligados.

Chame um eletricista

quando precisar trocar ou

consertar as instalações

elétricas.

Fios soltos na rua? Avise a

concessionária de energia

elétrica e passe longe

Oriente os alunos a não

soltar pipa perto da rede

elétrica. E nem balões, pois

esses também podem cair

nas redes elétricas e

provocar graves acidentes.

Page 34: Download do Caderno do Professor

34

USANDO A ENERGIA ELÉTRICA COM

RESPONSABILIDADE

Vimos a importância da eletricidade para o conforto das pessoas e

para o desenvolvimento econômico. Vimos também que para gerar

eletricidade consumimos recursos naturais, e sabemos que isso afeta

o planeta.

Estima-se que no Brasil mais de 10% do consumo de energia anual

é desperdiçado. Isso significa cerca de 44 bilhões de kWh jogados

fora todos os anos e equivale a metade do consumo anual do estado

mais industrializado do país. Algo precisa ser feito para mudar esse

cenário. O uso da eletricidade deve ser feito de forma responsável.

A eficiência energética aparece então como um valioso instrumento

para atender as demandas sem aumentar a pressão sobre os recursos

naturais. Pois, ao mesmo tempo que ela se volta para os aspectos

tecnológicos, buscando melhorar o desempenho de consumo dos

equipamentos, facilita a tomada de decisão dos usuários no ato de

compra.

É também necessário investir na formação de hábitos de consumo

sem desperdício. Essa ideia é relativamente nova, é um

desdobramento das discussões mundiais sobre as condições de vida

no planeta.

A decisão da compra pode ser orientada pela presença do Selo do

PROCEL que indica o nível de eficiência nos equipamentos

expostos nas lojas. Os equipamentos mais eficientes são

enquadrados na classe A do Inmetro.

O setor industrial pode colaborar aumentando e adequando a

eficiência energética de máquinas, processos, procedimentos e

produtos, através do aperfeiçoamento das rotinas de manutenção e

verificação do funcionamento de equipamentos e instalações. No

comércio, a contribuição se dá pela escolha de materiais adequados

para a construção e reforma das instalações, com especial atenção

aos sistemas de refrigeração e iluminação.

O poder público pode ajudar obtendo maior eficiência nas

instalações, como na iluminação, trocando lâmpadas ineficientes

por outras de melhor rendimento. Enquanto que o setor agrícola,

pode fazer parte da corrente de responsabilidade, por exemplo,

melhorando os sistemas de irrigação.

Na hora de adquirir um

eletrodoméstico novo para

sua residência, observe o

selo do PROCEL. Graças a

ele, você pode escolher um

equipamento que oferece o

mesmo conforto

consumindo menos energia.

Não é legal?!

Deixar lâmpadas e

equipamentos ligados sem

estar sendo usados é

desperdício de energia.

Mudando esse hábito você

só tem a ganhar!

Page 35: Download do Caderno do Professor

35

Nas escolas, o estímulo à observação dos hábitos de alunos,

professores, funcionários e seus familiares pode ser uma saída, pois

é uma boa forma de combater desperdícios.

Ao final deste material você vai encontrar uma série de sugestões

de como se evitar o desperdício.

Ainda, com relação ao uso com responsabilidade vamos enfocar a

questão das ligações clandestinas.

Um sério problema enfrentado pelas empresas de distribuição são

as ligações clandestinas. Os famosos “gatos”.

Estas ligações causam perdas comerciais enormes, uma vez que a

empresa distribuidora paga pela eletricidade comprada das

geradoras, impostos e taxas, e custo da manutenção da rede de

distribuição.

Além disso, as ligações clandestinas colocam em risco os usuários e

a própria rede elétrica, aumentando ainda mais o custo da

manutenção.

O emaranhado de fios e as conexões malfeitas podem gerar curtos-

circuitos, causando danos aos equipamentos do próprio usuário,

além de sobrecarga no sistema levando à interrupção do

fornecimento de eletricidade. Isso sem falar em acidentes com risco

de vida.

Assim uma ação impensada, que aparentemente resolve o problema

de um indivíduo, pode provocar grandes prejuízos para a

coletividade.

A Light faz vistorias em locais com suspeita de fraude e conta com

o Disque Light para receber denúncias a fim de coibir essa prática

que prejudica a todos.

O pagamento da conta em dia também é igualmente importante

para o bom fluxo de fornecimento de energia.

São muitas as iniciativas da

Light para coibir a prática

do desvio de energia

elétrica, mas a educação é

sem dúvida um componente

importante para a solução

desse problema.

O indivíduo educado para

práticas de cidadania

compreende melhor o

alcance de suas ações para

a sociedade e percebe o que

deve e o que não deve fazer,

e que suas ações tem

consequências, que podem

inclusive prejudicar os

outros.

“Gatos” colocam em risco

a segurança da rede

elétrica.

Page 36: Download do Caderno do Professor

36

SITES PARA PESQUISA

http://www.light.com.br

http://www.cienciamao.if.usp.br - Site de busca sobre ciências.

http://www.cbpf.br - Site do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas.

http://www.portalsaofran cisco.com.br - Site educativo.

http://www.if.ufrj.br - Site do Instituto de Física da UFRJ.

http://www.coppe.ufrj.br - Site do Instituto de Pós-Graduação e Pesquisa de

Engenharia da UFRJ.

http://www.sofisica.com.br - Site educativo de física.

http://www.mundociencia.com.br/fisica/eletricidade/eletromagnetismo.htm - Site

sobre a história da eletricidade e história das usinas (com fotos).

http://www.feiradeciencias.com.br - Site educativo.

http://www.algosobre.com.br/fisica/atomo.html Site sobre história do átomo.

http://www.fis.uerj.br/paginas.php?p=links – Site com link de vários

departamentos da UERJ.

http://www.itaipu.gov.br/energia/sites-do-setor-eletrico - Site da usina de Itaipu

com acesso a várias empresas do setor energético.

http://www.comciencia.br/comciencia/ - Site de jornalismo científico.

http://www.eletrobras.com - Site oficial da Eletrobrás.

http://cepadev.if.usp.br/livro/particulas - Site sobre partículas elementares.

http://efisica.if.usp.br - Site Educativo.

Sites sobre Energias Renováveis

http://www.energiasrenovaveis.com

http://www.energiarenovavel.org

http://www.portal-energia.com

Sites com vídeos da Light

http://www.youtube.com/user/conexaolight/videos

Uma importante ferramenta

para pesquisa tanto de

professores quanto de

alunos é a INTERNET. Por

isso, indicamos alguns

endereços que podem ser

visitados para aprofundar

temas abordados nesta

apostila.

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37

OFICINAS PEDAGÓGICAS

Como parte de uma estratégia de atendimento diferenciado a Light criou o Dia do

Professor.

Nesse dia, é oferecida a um grupo de professores uma oficina pedagógica no período de 2

horas, para melhor aproveitamento do conteúdo apresentado na exposição, em horário

agendado. Esperamos assim que os professores se sintam mais seguros sobre o assunto e

preparem seus alunos para que usufruam melhor de sua visita.

Na primeira meia hora haverá uma dinâmica de respiração para sentir melhor a energia que

circula em nossos corpos e mantém nossa vitalidade. Esta parada nos prepara para

prosseguir.

A seguir selecionamos algumas atividades:

1. Identificando as atividades mais apropriadas para os alunos

Para essa atividade utilizaremos a memória da própria visita ao Museu estimulando os

professores a identificar os conteúdos dos experimentos e o que é mais indicado para seus

alunos.

Identificando os

Experimentos

Identificando o Conteúdo Indicação para os

Alunos

Alto Baixo

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Identificando os

Experimentos

Identificando o Conteúdo Indicação para os

Alunos

Alto Baixo

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2. Eletricidade em casa sem desperdício: Já faço / Posso fazer

Esta atividade tem como objetivo estimular o olhar sobre nossos hábitos cotidianos em relação

ao consumo doméstico. É uma atividade muito simples e fácil de fazer em sala de aula com

seus alunos, promovendo um debate sobre os resultados.

Identifique, e assinale com um X, entre as dicas abaixo, aquelas que voce já faz. E aproveite

para saber um pouco mais sobre hábitos de consumo responsável.

No verão mantenha a chave seletora na posição “média” ou “verão”.

Não demore muito no banho. O chuveiro elétrico consome

muita energia.

Desligue o chuveiro quando estiver se ensaboando: isso economiza água e

energia.

Depois de desligar o ferro, aproveite enquanto ele está quente para

passar as roupas mais leves.

Passe primeiro as roupas que precisam de temperaturas mais baixas (tecidos

leves). Quando a temperatura estiver mais alta, passe as roupas de texturas

mais grossas.

A utilização de energia solar, através de coletores solares, é muito eficiente

para o pré-aquecimento da água.

Acumule a maior quantidade de roupas possível e passe todas de uma

vez só.

Evite acender lâmpadas durante o dia. Faça melhor uso da iluminação

natural. Abra bem as janelas, cortinas e persianas.

Nos locais ocupados por mais de três horas diárias, utilize lâmpadas

fluorescentes compactas.

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40

Pinte o teto e paredes internas com cores claras. Isso evita o uso de

lâmpadas de maior potência.

Mantenha lâmpadas e luminárias limpas para permitir a reflexão máxima

da luz.

Desligue as luzes nos locais onde não há ninguém.

• Proteja a parte externa do aparelho condicionador de ar dos raios do sol. E não

bloqueie as grades de ventilação externas.

Libere a saída de ar do aparelho evitando cortinas, persianas, armários ou

estantes na frente.

Deixe janelas e portas fechadas quando o aparelho estiver ligado.

Procure utilizar toda a capacidade da máquina de lavar em uma mesma

lavagem. Evite usá-la muitas vezes por semana.

Limpe o filtro da maquina de lavar roupa com frequência e utilize a dosagem

correta de sabão para não precisar repetir a operação de enxágue.

Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família.

Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia.

Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família.

Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia.

Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família.

Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia.

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Analise o tipo, o modelo, a capacidade e o preço e compare os dados das

etiquetas do Procel que indicam o consumo de energia elétrica de cada

aparelho.

Evite abrir a porta sem necessidade ou deixá-la aberta. Quando abrimos a porta

da geladeira, o ar frio sai e o ar quente do ambiente entra. Isso faz com que o

motor seja acionado, aumentando o consumo de energia.

Instale a geladeira em local bem ventilado e evite proximidade com fogões,

aquecedores ou áreas expostas ao sol.

Alimentos ainda quentes guardados na geladeira também aumentam o

consumo de energia.

Degele a geladeira periodicamente e deixe que se formem camadas espessas de

gelo. O gelo é um ótimo isolante térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro

pode provocar um aumento de consumo de energia de até 20%!

Evite forrar as prateleiras da geladeira com vidros ou plásticos. Isso dificulta a

circulação do ar frio.

• térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um

aumento de consumo de energia de até 20%!

• Secar roupas atrás da geladeira não é aconselhável. A grade quente que ali está

é o trocador de calor da geladeira. É por ali que sai o ar quente que é retirado

de dentro da geladeira.

• térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um

aumento de consumo de energia de até 20%!

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