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aula seduc sp eletricidade , corrente eletrica
- 1. Corrente elétrica Física 2o bimestre– Aula 1 Ensino Médio
- 2. ● Eletrodinâmica. ●Definir corrente elétrica; ● Compreender a diferença entre o sentido real e o convencional da corrente elétrica; ● Definir a intensidade de corrente elétrica; ● Identificar graficamente a diferença entre a corrente contínua e a alternada.
- 3. A imagem exibidaao lado apresenta um circuito elétrico simples, composto por fios condutores ligados a uma pilha e também conectados a uma lâmpada incandescente. A animação mostra os elétrons em movimento ordenado. Situação-problema 5 MINUTOS
- 4. Em uma aulade física, o professor projeta essa animação para os estudantes e explica que, quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor, os elétrons se movem a uma velocidade muito baixa, da ordem de centímetros por segundo. Situação-problema 5 MINUTOS
- 5. O professor destaca:"Reparem que os elétrons desse circuito que vocês estão observando se movem muito lentamente. No entanto, considerando a pouca velocidade dos elétrons, vai demorar muito tempo até que esses elétrons percorram o filamento da lâmpada e, por efeito Joule, façam a lâmpada acender." Situação-problema 5 MINUTOS
- 6. Em seguida, oprofessor desafia a turma com as seguintes perguntas: “Por que, então, quando ligamos um interruptor conectado a uma lâmpada incandescente, a lâmpada acende quase que imediatamente? O que está errado nessa simulação ao lado?” Situação-problema 5 MINUTOS
- 7. Considere que vocêseja um estudante dessa turma. Procure responder às questões propostas. Situação-problema Vire e Converse 5 MINUTOS
- 8. De maneira geral,no interior de um fio metálico, é comum que cada átomo perca um ou dois elétrons, o que os transforma em íons positivos. Esses íons se organizam de forma regular, formando uma estrutura cristalina tridimensional. A figura abaixo apresenta esferas que representam os íons e as linhas que ilustram a tridimensionalidade da rede. É importante salientar que essa representação não tem significado físico. Corrente elétrica Imagem ilustrativa de rede cristalina formada pelos átomos do fio metálico
- 9. Quando um fiometálico não está conectado a uma fonte de energia, os elétrons livres presentes em sua rede cristalina movem-se de maneira desordenada. Esse movimento aleatório não constitui a corrente elétrica, que está associada ao movimento ordenado dos elétrons, superpondo-se ao movimento aleatório causado pela agitação térmica. Corrente elétrica Imagem ilustrativa de rede cristalina formada pelos átomos do fio metálico
- 10. A origem domovimento adicional da corrente elétrica nos metais está relacionada à força elétrica que surge quando um fio é conectado a uma fonte de energia. Essa força atua em cada elétron livre presente no material condutor. Como resultado, os elétrons acelerados geram um movimento ordenado. Corrente elétrica Sentido da movimentação dos elétrons
- 11. De maneira geral,podemos dizer que a corrente elétrica em um condutor pode ser entendida como movimento ordenado de elétrons. Sabemos que, nos metais, a corrente elétrica é constituída por elétrons. Contudo, convencionou- se que o sentido da corrente elétrica é contrário ao movimento dos elétrons. Corrente elétrica i Sentido convencional da corrente elétrica
- 12. Corrente elétrica Para estabelecera corrente elétrica, é necessário submeter o condutor a uma diferença de potencial elétrico (d.d.p.). Uma maneira de fazer isso consiste em conectar as extremidades de um fio condutor a um dispositivo denominado gerador elétrico e ligar esse fio por exemplo a uma lâmpada. i i i
- 13. Gerador elétrico O geradorelétrico é um dispositivo que consegue converter diferentes formas de energia em energia elétrica. Bateria Pilhas Exemplo de gerador no cotidiano Exemplo de gerador no cotidiano Gerador Representação esquemática de um gerador
- 14. Intensidade da correnteelétrica Representação de elétrons atravessando a seção transversal de um fio condutor A intensidade da corrente elétrica (i) que se estabelece em um condutor metálico pode ser calculada pelo quociente entre o módulo da carga (∆Q) que atravessa a seção transversal do fio em um intervalo de tempo (∆t). No Sistema Internacional de unidades (SI), a unidade de medida da corrente elétrica é o ampere (A). Seção transversal i = |∆𝑄| ∆𝑡
- 15. 1 – (FATEC–SP ) Num circuito de corrente contínua e circular, durante 5 minutos, há uma corrente de 2 amperes. A carga que atravessa o circuito nesse intervalo de tempo é de: a. 2 A b. 10 C c. 4.10 C d. 600 C e. 1200 C Exercício proposto
- 16. Para resolver essaquestão, inicialmente vamos converter o intervalo de tempo em minutos para segundos. Assim, temos: Correção i = ∆𝑄 ∆𝑡 ⇒ 2 = ∆𝑄 300 ⇒ ∆𝑄= 2∙300 ∴ ∆𝑄= 600 C Resposta: alternativa d. 5 min = 5 x 60 = 300 s Substituindo i = 2 A na expressão da intensidade de corrente elétrica, temos:
- 17. Circuito elétrico O circuitoelétrico é um arranjo que tem gerador, fios e elementos elétricos, tal como um resistor, ligados em um caminho fechado onde se estabelece uma corrente elétrica. Conforme apresentado na simulação a seguir. + - Resistor elétrico i
- 18. Corrente contínua ealternada Se o sentido da corrente elétrica não mudar, ela é denominada corrente contínua. Porém, quando, além do sentido, a intensidade da corrente elétrica também for constante, ela é chamada de corrente contínua constante. Por fim, quando o sentido da corrente elétrica variar com o passar do tempo, ela é conhecida como corrente alternada. i t 0 0 Corrente contínua constante Corrente alternada
- 19. Em algumas situações,precisamos analisar a corrente elétrica por meio de um gráfico de i x t. Para fazermos isso, podemos utilizar a seguinte propriedade: Gráfico: i x t A área sob a curva em um certo intervalo é numericamente igual ao módulo da carga que atravessa a seção transversal do condutor em questão. n Área = |∆𝑄|
- 20. 2 – (UFRS)O gráfico representa a intensidade da corrente elétrica i em um fio condutor em função do tempo transcorrido. Qual é a carga elétrica que passa por uma seção transversal nos cinco primeiros segundos? a. 2,0 C b. 2,5 C c. 4,0 C d. 7,0 C e. 10,0 C Exercício proposto 0 2 4 i (A) t (s) 2 5
- 21. Para calcular acarga elétrica que passa através de uma seção transversal do fio condutor, basta encontrar a área entre a curva e o intervalo de tempo de cinco segundos. Dessa forma, temos: Correção ⇒ = n Área do trapézio Área = B + b ∙ h 2 = 5 + 2 ∙ 2 2 Área = 7 ∴ = 7 C Resposta: alternativa d. n Área = ∆Q ∆Q ∆Q
- 22. Volte à discussãosugerida na seção "Para começar" e, com base no que você aprendeu, responda novamente à seguinte pergunta: “por que, então, quando ligamos um interruptor conectado a uma lâmpada incandescente, a lâmpada acende quase que imediatamente? O que está errado nessa simulação ao lado?”. Aprofundando conhecimentos
- 23. O erro naanimação é que o gerador do circuito elétrico (neste caso, a pilha) não está liberando elétrons retidos nele, como mostrado anteriormente. Na realidade, os elétrons livres já estão distribuídos por todos os fios condutores que compõem o circuito elétrico, incluindo o filamento da lâmpada, conforme imagem ao lado. Aprofundando conhecimentos
- 24. Assim que conectamoso gerador ao circuito, os elétrons livres são acelerados por forças elétricas, resultantes do surgimento de um campo elétrico. Nesse contexto, é importante reforçar que a velocidade dos elétrons no interior de um fio condutor é bastante baixa, alcançando apenas alguns centímetros por segundo. Aprofundando conhecimentos
- 25. Isso pode parecersurpreendente, especialmente quando uma lâmpada parece acender quase instantaneamente ao ligarmos o interruptor. No entanto, na realidade, é o campo elétrico que se estabelece instantaneamente, fazendo com que os elétrons se movam de forma ordenada. Aprofundando conhecimentos
- 26. ● Definimos correnteelétrica; ● Compreendemos a diferença entre o sentido real e o convencional da corrente elétrica; ● Definimos a intensidade de corrente elétrica; ● Identificamos graficamente a diferença entre a corrente contínua e a alternada.
- 27. Lista de imagens Slides3 a 7 – https://br.freepik.com/psd-gratuitas/lampada-isolada-em-fundo- transparente_82635756.htm#query=l%C3%A2mpada%20incandescente&position=5&from_view=search &track=ais&uuid=b2255165-7f0c-45fe-a6db-fbcf124ff1b5; https://br.freepik.com/vetores-gratis/design- de-moldura-com-carro-e- bateria_1490413.htm#page=4&query=bateria%20volts&position=7&from_view=search&track=ais&uuid= 36538b58-625e-4d06-9df5-36ef7998dc68 Slides 10 e 11 – https://br.freepik.com/vetores-gratis/design-de-moldura-com-carro-e- bateria_1490413.htm#page=4&query=bateria%20volts&position=7&from_view=search&track=ais&uuid= 36538b58-625e-4d06-9df5-36ef7998dc68 Slide 12 – https://br.freepik.com/psd-gratuitas/lampada-isolada-em-fundo- transparente_82635756.htm#query=l%C3%A2mpada%20incandescente&position=5&from_view=searc h&track=ais&uuid=b2255165-7f0c-45fe-a6db-fbcf124ff1b5; https://br.freepik.com/vetores-gratis/design- de-moldura-com-carro-e- bateria_1490413.htm#page=4&query=bateria%20volts&position=7&from_view=search&track=ais&uuid= 36538b58-625e-4d06-9df5-36ef7998dc68
- 28. Lista de imagens Slide13 – https://thenounproject.com/icon/battery-1171255/ https://pt.dreamstime.com/ilustra%C3%A7%C3%A3o-do-vetor-s%C3%ADmbolo-da-cerca-ilustra-o- cone-esbo-linha-simples-preta-isolada-elemento-conceito-dos-bens-imobili-rios-image152576247 Slide 17 – https://www.pngwing.com/pt/free-png-nrufp; https://thenounproject.com/icon/resistor- 6078136/
- 29. Lista de imagens Slides22 a 25 – https://br.freepik.com/psd-gratuitas/lampada-isolada-em-fundo- transparente_82635756.htm#query=l%C3%A2mpada%20incandescente&position=5&from_view=search&track=ais&uuid =b2255165-7f0c-45fe-a6db-fbcf124ff1b5; https://br.freepik.com/vetores-gratis/design-de-moldura-com-carro-e- bateria_1490413.htm#page=4&query=bateria%20volts&position=7&from_view=search&track=ais&uuid=36538b58-625e- 4d06-9df5-36ef7998dc68 https://www.pngwing.com/pt/free-png-nrufp https://www.pngwing.com/pt/free-png-mobon/download https://thenounproject.com/icon/resistor-6078136/ https://thenounproject.com/icon/battery-6582923/ https://thenounproject.com/icon/battery-1171255/ https://thenounproject.com/icon/battery-120920/ https://br.freepik.com/psd-gratuitas/lampada-isolada-em-fundo- transparente_82635756.htm#query=l%C3%A2mpada%20incandescente&position=5&from_view=search&track=ais&uuid =b2255165-7f0c-45fe-a6db-fbcf124ff1b5 https://br.freepik.com/vetores-gratis/design-de-moldura-com-carro-e- bateria_1490413.htm#page=4&query=bateria%20volts&position=7&from_view=search&track=ais&uuid=36538b58-625e- 4d06-9df5-36ef7998dc68
Notas do Editor
- #3 Professor, esta aula inclui várias animações. Portanto, sugerimos que você se prepare para as aulas utilizando a versão em PowerPoint, em vez da versão em PDF. Isso permitirá que você faça, antecipadamente, eventuais modificações nas animações, se julgar necessário.
- #4 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #5 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #6 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #7 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #8 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #11 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #12 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas. Com relação às animações da corrente elétrica que aparecem neste e em outros slides, é válido ressaltar, durante a sua explicação, que são apenas representações visuais. Nesse contexto, procure reforçar aos estudantes que, quando uma diferença de potencial elétrico (ddp) é estabelecida entre dois pontos de um circuito elétrico, os elétrons livres que começam a se mover de maneira ordenada, já estão distribuídos por todos os condutores que compõem o circuito em questão.
- #13 Prezado professor, é importante esclarecer aos estudantes que, nessa simulação, embora a corrente elétrica não esteja visualmente fluindo pelo filamento da lâmpada incandescente, ela está, de fato, percorrendo o filamento.
- #23 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.
- #24 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados, são apenas ilustrativas.
- #25 Prezado professor, as animações das figuras brancas em formato de retângulos com cantos arredondados são apenas ilustrativas.