quinta-feira, 21 de março de 2024

Aula 13-23.2-Prática de ensino em ciência da Natureza II -Lei de Faraday e Campo Magnético Variável. Professor Rafael, nesta quinta, 21

Nesta quinta, 21, veremos na aula 13, da disciplina de Prática de ensino em ciência da Natureza II, ministrada pelo professor Rafael, veremos a força na teoria eletromagnética denominada de Força de Lorentz e a lei fe Faraday.

A teoria e prática é a meta principal das 3 disciplinas de Instrumentação em ciência e suas tecnologias do curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité. Utilizando materiais de baixo custo os estudantes da disciplina de Instrumentação II-eletromagnetismo montam os kits sob a orientação do professor Rafael Rodrigues. Em prática de ensino é levado em conta os apectos da didática.

O físico e químico britânico Michael Faraday(nasceu em Newington, 22-9-1791, faleceu em Hampton Court, 25-8-1867) pai da eletricidade, motor elétrico e gerador elétrico, idealizou as linhas de forças dos campos elétrico e magnético, para superar sua dificuldade com a matemática. Em 29 de agosto e 1831, ele publicou a lei de indução eletromagnética.

Lei de Faraday

Lei de Faraday: partículas com cargas elétricas em movimento geram campos elétrico e magnético. Lembre-se que as partículas com cargas elétricas, em repouso, geram somente campo elétrico.

Michael Faraday é o pai da eletricidade e aultor da lei de indução eletromagnética, anunciada em 1831 e a Lei de Lenz em 1834.

Observe que as linhas de força do campo magnético em um ímã. Elas saem do polo Norte e entram no polo Sul.

Nesta aula, vemos a construção de kits de circuitos com eletroimã, motor elétrico e a explicação da Lei de Faraday no nível universitário e no nível do ensino médio.

A lei de Lenz do eletromagnetismo explica o sinal negativo na lei de Faraday, no nível do ensino médio, temos:

𝜀= −ΔΦ/ Δt ,

com a variação do fluxo magnético, no ensino médio, sendo dado por

ΔΦ = ΣΔA | B| cosΘ

significa que corrente induzida tende a se opor aquilo que a criou.

No momento em que o centro do ímã passar pela expira ocorrerá a inversão da variação do fluxo magnético, neste momento tendo a corrente nula. Este fluxo aumenta sempre que o polo Norte se aproximar da espira.

Professor Rafael Rodrigues Explicando a lei de Faraday, no nível de ensino médio.

Campo eletromagnético: força de Lorentz

A interação do campo eletromagnético é mediado pela força de Lorentz, a qual, é a força eletromagnética, sendo exatamente a adição da força elétrica com a força magnética, com o campo elétrico variando no tempo.

A força de Lorentz é a interação da teoria eletromagnética:

F = qE + qvxB,

com E sendo o vetor campo elétrico.

Esta força é denominada de vetor força de Lorentz.

Aqui a lei de Gauss obedece a mesma equação, a diferença que o campo elétrico varia no tempo.

Foi visto: campo Elétrico ________ força elétrica

Definição quantitativa do campo elétrico, no ponto P:

Neste caso, a direção do campo elétrico é a direção da força elétrica, representada da figura anterior. Unidade no SI: N/C(newton dividido por coulomb).

Campo Magnético: força magnética

Regra da mão direita

A palma da mão indica o sentido do vetor força magnética, o dedo polegar indica o sentido do vetor velocidade e os demais dedos da mão direita o sentido do campo magnético.

O campo eletromagnético se propaga em uma direção perpendicular a vibração de ambos campos elétrico e magnético. Veja a onda eletromagnética se propagando.

A força magnética de um campo magnético de intensidade B gerado por um fio com corrente i e comprimento L:

F_m=BiL

Descobertas de Nikola Tesla na Eletriciadade

O cientista Nikola Tesla (1856 – 1943) afirmava que suas invenções eram criadas com informações advindas de seres extraterrestres.

Na década de 90 do século 19, Nikola Tesla tinha revolucionado o mundo com suas invenções para aproveitar a eletricidade, dando-nos o motor elétrico de indução, corrente alternada (AC), radiotelegrafia, o controle remoto de rádio, iluminação fluorescente e outras maravilhas científicas. Na realidade, era polifásico de Tesla corrente alternada e corrente contínua Thomas Edison, para inaugurar a era tecnológica moderna. Tesla não era para descansar sobre os louros, mas continuou a fazer descobertas fundamentais nos domínios da energia e da matéria. Ele descobriu raios cósmicos décadas antes e Millikan foi o primeiro a desenvolver raios-X, o tubo de raios catódicos e outros tipos de válvulas. No entanto, a descoberta potencial mais significativo de Nikola Tesla era que a energia eléctrica pode ser propagada através da terra e também em torno dele numa área atmosférico chamado a cavidade Schumann. Estende-se a partir da superfície para a ionosfera do planeta, na altura de cerca de 80 km. As ondas eletromagnéticas de freqüência extremamente baixa em torno de 8 Hz (Ressonância Schumann, ou a pulsação do campo magnético da Terra) Viajando com praticamente nenhuma perda para qualquer ponto do planeta. O sistema de distribuição de energia de Tesla e sua dedicação à energia livre significava que com o dispositivo elétrico apropriado ajustado corretamente na transmissão de energia, qualquer pessoa no mundo pode chamar de seu sistema.