Aula 19-25.2-Instrumentação I- Aplicações das ondas eletromagnéticas com o professor Rafael, nesta quarta, 4/02

 A aula 19, dessa disciplina, nesta quarta-feira, 04/02, será sobre revisão de eletrostática e transformação de energia eletromagnética em energia térmica, no nível da educação básica. Será usado a lei dos cossenos, para determinar o módulo do campo elétrico resultante de um sistema de duas partículas com cargas elétricas.

O professor Rafael Rodrigues, do curso de Licenciatura em Física, do Centro de Educação e Saúde (CES) da UFCG, Campus Cuité, realizou, no dia 21 de maio de 2021, a palestra sobre “Aplicações do eletromagnetismo ao alcance da Educação Básica”,  em comemoração ao dia dos Físicos, no dia 19 de maio.

Ele iniciou falando o que é a teoria eletromagnética, levando o conhecimento de uma teoria de unificação da eletricidade e o magnetismo, para os professores e estudantes de ciências do ensino fundamental e ensino médio.

 

Veja a divulgação no jornal da 89.1 FM, rádio Cidade Cuité, apresentado pelos repórteres Ferreira Neto e Luciana, na sexta-feira, por volta das 11:30h.

  

Como  utilizar um aparelho multímetro(multiteste)?  Para medir  a corrente elétrica, funcionando como um amperímetro, ligamos  em série e para medir a tensão elétrica(diferença de potencial-ddp), funcionado como um voltímetro ligamos no circuito em paralelo. Nas ligações em série, a corrente é a mesma e nas ligações em paralelo a ddp é a mesma.    

Medindo a tensão elétrica de uma residência, você deve colocar na posição de  corrente alternada.

                                  

Revisando a Eletrostática.

Vetor Campo elétrico resultante, usando a lei dos cossenos: o módulo do campo elétrico resultante da soma de dois vetores é a raiz quadrada da soma do quadrado de E_1 e do quadrado de E_2, menos duas vezes o produto de ambos campos e o cosseno de Theta, o ângulo formado entre os dois  campos elétricos. 

    Transformação da energia eletromagnética em mecânica.

Veja mais imagens

Linhas de força para duas partículas com cargas elétricas de sinais contrários.

Campo Elétrico Resultante no Vértice de um Triângulo Equilátero

Exemplo: Considere um triângulo equilátero de lado L=3cm, tendo  cargas elétricas nos vértices da base, A e B com as mesmas intensidades de  5e, sendo  positiva a carga no vértice A e negativa a carga no vértice B. Determine o módulo, direção e sentido do vetor campo campo elétrico resultante, no outro vértice.

Solução

Como a soma dos ângulos de um triângulo é 180 graus, em um triângulo equilátero, que possui os três lados congruentes e os 3 ângulos internos iguais. concluímos que esse ângulo é 60 graus( 𝞹/30).

A direção e o sentido do campo campo elétrico resultante é horizontal, apontando para o Leste. 

O campo elétrico resultante é unidimensional e o seu módulo poderá ser calculado usando a lei dos cossenos, a qual, torna-se:

E=[E²_A+E²_B-2E_AE_Bcos(𝞹/3)]^1/2

Vimos que o cosseno de 𝞹/3 é 0,5, isto é, 

cos(𝞹/3)=sen(𝞹/4)=1/2.

Portanto, o módulo do  campo elétrico resultante torna-se:

E=(E²_A+E²_B-E_AE_B)^1/2.

Complete. 

Lembre-se que a unidade do campo elétrico, no SI: N/C.

Lei de Coulomb

A lei de Coulomb,  para um par de partículas com cargas elétricas Q_1 e Q_2, separadas por uma distância d, fornece o módulo da força elétrica, podendo ser de atração ou de repulsão, a saber:

Unidades de carga elétrica e força elétrica, no SI, C e N, respectivamente.

O módulo do campo elétrico devido a fonte com a carga elétrica Q_A, é dado pela lei de Coulomb,

Analogamente, é calculado o campo elétrico devido a fonte com a carga elétrica Q_B, no outro vértice.

Note que a lei dos cosseno resulta no teorema de Pitágoras, quando os vetores campos elétricos forem perpendiculares.

 

De fato, neste caso, o módulo do  campo elétrico resultante torna-se:

E=[E²_1+E²_2-2E_1E_2cos(𝞹/2)]^1/2

   =(E²_1+E²_2)^1/2,

pois cos(𝞹/2)=0.     

O potencial elétrico é uma grandeza física escalar. No caso de duas ou mais partículas com cargas elétricas diferentes é a soma algébrica dos valores dos potenciais de cada partícula. A unidade no SI é V(volts).


Para uma partícula com carga Q, distante d do ponto onde desejamos calcaular o potencial elétrico, obtemos:

O sinal do potencial elétrico depende do sinal da carga elétrica, podendo ser positivo ou negativo. 

Como vimos uma unidade de energia elétrica bastante utilizada na prática é o Quilowhats-hora(kWh)

Energia Elétrica é igual a  potência vezes o tempo de uso dos aparelhos elétricos. Portanto, como 1W=J/s e 1h=60 minutos=60x60 segundos=3600s, obtemos: 

1kWh=1000Wh=1000x3600J=3600.000J=3,6x10⁶J. 

Medindo a corrente elétrica com um amperímetro e a tensão elétrica da lâmpada com um voltímetro. Veja o esquema abaixo.

                                    Lâmpada de 12 volts.

#UFCG #Cuité #CiênciaBrasileira #PIBIC #Educação #Física #CNPq #SBF

Blog rafaelrag