Rosa Brígida Fernandes
17-4-2014 (2ª atividade da Páscoa)
“Mãos na micro eletricidade”
Conversões de energia usando pilhas...
A tua pilha química está operacional?
Sugestão: mede a
diferença de potencial
(d.d.p.) aos terminais da
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Todas as diferenças de potencial, aos
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Os metais que usas na tua pilha biológica
como eléctrodos são importantes?
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Sugestão: podes usar o multímetro
para medir a tua pilha biológica …
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Medindo a ddp aos terminais da laranja
com o prego e a moeda como eléctrodos
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do que o prego de ferro!
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Sugestão: podemos associar laranjas (ou
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Aqui ficam algumas das medidas
registradas pelo Miguel, Carolina e Diana
O Miguel associou as laranjas 14
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Conseguimos mesmo acender um LED
com duas laranjas em série?
Não basta uma diferença de potencial maior que
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Conseguimos mesmo acender o LED
com duas laranjas!
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Após algum tempo para experimentação
dá-se uma sugestão…
Liga as pontas do
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Observa bem a diferença entre os dois
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A luz é uma forma de energia mas
podemos medir a luz?
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eletricidade”, da semana pas...
Sugestão: usamos o painel solar (energia
luminosa elétrica) e o multímetro
Este mini painel solar, de 5 cm
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abril de 2014
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A luz também pode ser convertida em
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Conversões de energia elétrica em magnética (no solenóide com núcleo de ferro), luminosa em elétrica (no painel solar), biológica em elétrica (da criança para o motor) e biológica em luminosa (da laranja com elétrodos para o LED).

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Introduzindo o tópico das conversões de energia para crianças usando circuitos elétricos simples - parte 2

  1. 1. Rosa Brígida Fernandes 17-4-2014 (2ª atividade da Páscoa) “Mãos na micro eletricidade” Conversões de energia usando pilhas comerciais e biológicas; medições de várias pilhas e associações.
  2. 2. A tua pilha química está operacional? Sugestão: mede a diferença de potencial (d.d.p.) aos terminais da tua pilha de 4,5 V e verifica se esta é aproximadamente quatro volts e meio. Nota que este teste não garante por si só que a pilha esteja carregada, seria necessário também medir a intensidade de corrente que esta consegue debitar! Pilha 4,5 V O multímetro é usado para medir a d.d.p. aos terminais da pilha
  3. 3. Resultados das medições das crianças diferença de potencial em volts Todas as diferenças de potencial, aos terminais de cada pilha, apresentaram valores superiores a quatro volt e próximas dos valores rótulados (4,5 V). abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 3
  4. 4. Os metais que usas na tua pilha biológica como eléctrodos são importantes? A diferença de potencial aos terminais da tua pilha biológica muda se usares, por exemplo, o parafuso zincado em vez do prego como eléctrodo negativo?
  5. 5. Sugestão: podes usar o multímetro para medir a tua pilha biológica … A diferença de potencial aos terminais da tua pilha biológica aumenta, aproximadamente, para o dobro se usares o parafuso zincado em vez do prego como eléctrodo negativo! Passa de 0,5 V para 1 V! prego parafuso
  6. 6. Medindo a ddp aos terminais da laranja com o prego e a moeda como eléctrodos laranja com prego e moeda como eléctrodos ddp: 0,47 V abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 6
  7. 7. O parafuso zincado é um elétrodo muito melhor do que o prego de ferro! A diferença de potencial passa de aproximadamente meio volt, usando o prego, para próximo de um volt com o parafuso. Aqui ficam algumas das medidas registradas no quadro … Nestas medidas o contacto elétrico deve ter sido defeituoso. Deveriam ter sido repetidas! abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 7
  8. 8. As pessoas também armazenam energia, qual a ddp máxima que consegues produzir num gerador elétrico manual? abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 8
  9. 9. Registo de algumas diferenças de potencial máximas conseguidas no gerador elétrico manual abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 9
  10. 10. Como podemos conseguir uma diferença de potencial (d.d.p.) maior do que 1 V? Para acender um LED vermelho é necessário, no mínimo, 1,5 V e se o LED for azul necessitamos de uma diferença de potencial bem maior, cerca de 2,4 V! Isso significa que necessitamos de mais d.d.p. do que a que conseguimos só com uma pilha biológica! Este LED vermelho necessita 1,5 V Este LED azul necessita 2,4 V
  11. 11. Sugestão: podemos associar laranjas (ou metades) para conseguir uma d.d.p. maior. Vamos associar duas laranjinhas. A moeda tem que estar em contacto com o parafuso (associação em série) E com estas duas laranjinhas devemos conseguir acender o LED vermelho mas não o LED azul, percebes porquê? abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 11
  12. 12. Aqui ficam algumas das medidas registradas pelo Miguel, Carolina e Diana O Miguel associou as laranjas 14 (0,97 V) e 15 (0,64 V) em série e a diferença de potencial da associação em série foi de 1,58 V A Carolina e a Diana associaram as laranjas 12 (??) e 18 (0,88 V) em série e a diferença de potencial da associação em série foi de 1,56 V abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 12
  13. 13. Conseguimos mesmo acender um LED com duas laranjas em série? Não basta uma diferença de potencial maior que 1,5 V para acender um LED vermelho! Se a intensidade de corrente produzida pela associação em série for, por exemplo, igual a 0,00001 A=10 µA (microampère) estamos a fornecer ao LED uma potência elétrica de: 1,5 ܸ × 10 μ‫ܣ‬ =15 μW (microwatt), logo, a luz do LED será muito dificilmente visível! abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 13
  14. 14. Conseguimos mesmo acender o LED com duas laranjas! A luz emitida pelo LED era muito fraca (dificilmente visível em ambientes bem iluminados) porque a intensidade de corrente debitada pelas laranjas era da ordem dos: 50 µA=0,00005 A Voltando a repetir a experiência, no laboratório de Física, com as luzes apagadas, e, desta vez, com dois tomates cereja, a luz do LED vermelho passa a ficar bem visível! Como pilha biológica podes experimentar usar courgette, brócolos, batata, limão, maça e outros restos de comida em mau estado. Estas laranjas são das laranjeiras de jardim situadas ao pé do Modelo. abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 14
  15. 15. Jogo do eletroíman química -> elétrica ->térmica e magnética Um electroíman transforma-se num íman se for percorrido por corrente elétrica mas deixa de ser íman se a corrente elétrica desaparecer. Consegues construir um electroíman com o material colocado à tua disposição? Fio elétrico enrolado (solenóide) a prego Chave de fendas Pilha com parafusos: Química elétrica disco madeira, rebite de alumínio, anel cobre, prego ferro, clipes, pedaço de corda, berlinde vidro, barra carbono e barra de borracha, parafuso bronze, pedra, pedaço porcelana abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 15
  16. 16. Após algum tempo para experimentação dá-se uma sugestão… Liga as pontas do solenóide, que envolve o prego, aos parafusos de ligação da pilha. Nota que, tal como no caso dos ímanes permanentes, apenas os materiais ferromagnéticos são atraídos pelo electroíman. abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 16
  17. 17. Da caixinha fornecida, apenas o prego e os clipes são materiais ferromagnéticos! O eletroíman não atrai o parafuso! O eletroíman atrai o prego. O eletroíman atrai os clipes. abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 17
  18. 18. Porque é que um eletroíman atrai maior quantidade de materiais do que o outro? Este eletroíman atrai, no máximo, um prego e dois clipes (massa total de 3,1 g). Este eletroíman atrai, no máximo, um prego e três clipes (massa total de 3,5 g). abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 18
  19. 19. Observa bem a diferença entre os dois eletroímanes e descobre a resposta … Massa total de material ferromagnético atraída por um dos eletroímanes , cerca de 3,5 grama. Massa total de material ferromagnético atraída por um dos eletroímanes, cerca de 3,1 grama. abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 19
  20. 20. A luz é uma forma de energia mas podemos medir a luz? Na primeira atividade de “mãos na micro eletricidade”, da semana passada, observamos que a energia elétrica, no filamento da lâmpada, se convertia em energia luminosa: Energia elétrica energia luminosa É possível observar o contrário, isto é, converter a energia luminosa em energia elétrica? Energia luminosa Energia elétrica?? abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 20
  21. 21. Sugestão: usamos o painel solar (energia luminosa elétrica) e o multímetro Este mini painel solar, de 5 cm por 5 cm, exposto a céu aberto, num dia nublado, dá meio volt (0,5 V). É aproximadamente a mesma diferença de potencial que uma laranja com um prego e uma moeda de 2 cêntimos como eléctrodos. Mas a intensidade de corrente poderá ser diferente … abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 21
  22. 22. abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 22 Outra sugestão: usamos o luxímetro para medir a intensidade de luz visível Valor registrado pelo luxímetro relativo à luz azul de uns LEDs de Natal.
  23. 23. A luz também pode ser convertida em energia do movimento? Obrigada Ricardo e Eduardo por nos terem emprestado o vosso helicóptero e carrinho solar. Com eles observamos a conversão da energia luminosa em energia do movimento de uma forma tão divertida! abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 23
  24. 24. O carrinho solar andava bem na estrada asfaltada, sempre que o painel estava ao Sol … Para o parar bastava fazer sombra com a mão de modo a coincidir com o painel! abril de 2014 Rosa Brígida - Mãos na micro eletricidade, cont 24

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