Este documento descreve uma atividade educacional sobre energia elétrica conduzida por Rosa Brígida Fernandes. As crianças realizaram experiências com pilhas químicas e biológicas, mediram tensões, e associaram fontes de energia para acender LEDs. Elas também construíram eletroímans e observaram a conversão entre diferentes formas de energia.

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. 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. 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).
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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. 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. 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
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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!
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8. As pessoas também armazenam energia, qual a ddp
máxima que consegues produzir num gerador elétrico
manual?
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9. Registo de algumas diferenças de potencial
máximas conseguidas no gerador elétrico
manual
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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. 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?
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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
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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!
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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.
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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
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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.
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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.
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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).
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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.
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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??
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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 …
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22. abril de 2014
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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. 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!
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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!
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