Por Projeto Academia de Ciência,

 

Eletromagnetismo

Conteúdos Abordados

– Eletromagnetismo

– Ondas

– Circuitos elétricos

Objetivos

Relativos aos conteúdos:

– Identificar as aplicações das ondas eletromagnéticas em nosso cotidiano;

– Descrever as características das ondas eletromagnéticas e as características de sua propagação.

Habilidades científicas:

– Identificação de elementos de um circuito elétrico

– Desenvolver protótipos para analisar fenômenos

– Manipulação de ferramentas simples

Comportamentos e atitudes:

– Habilidade para trabalhar em grupos

– Organização do espaço de trabalho

 

Atividade Experimental

 

Título: Construção de um controle remoto

Disciplina: Ciências (EF); Física (EM)

Conteúdo: Eletromagnetismo, ondas eletromagnéticas e circuitos elétricos

Objetivo: Construção de um protótipo de controle remoto capaz de acender uma lâmpada à distância

 

Material:

– 1 piezoelétrico (equipamento semelhante a um acendedor de fogão ou isqueiro com faiscador)

– 8 garras jacaré

– 4 fios com 40 cm

– 2 fios com 20 cm

– 50 bolinhas de papel alumínio

– 1 pote plástico pequeno

– 1 lâmpada de 2,5V

– 1 soquete simples para lâmpada

– 2 pilhas 1,5V

– 2 suportes de pilhas

– 2 réguas plásticas

– 1 tesoura

– 1m de papel alumínio

Montagem:

– Fazer 50 bolinhas de papel alumínio do tamanho aproximado de uma ervilha.

– Recortar 2 pedaços de papel alumínio com, aproximadamente, 15cm x 10cm e dobrá-los duas vezes.

– Encaixar os dois pedaços dobrados de papel alumínio no copo plástico (um de cada lado) e utilizar 2 garras jacaré com fios para fixar cada um dos pedaços. Figura 1.

eletromagnetismo

                                                                                                                                                              Figura 1.

– Colocar as bolinhas de papel alumínio no interior do copo plástico

– Cortar quatro pedaços de papel alumínio com, aproximadamente, 30 cm x 15 cm cada.

– Utilizar os dois pedaços de papel alumínio para encapar uma régua de forma que um espaço de um centímetro no meio da régua não seja encapado. Fazer o mesmo com a outra régua.

– Conectar os fios de 40 cm nas garras jacaré que estão no copo plástico sabendo que de cada garra deverá sair apenas um fio.

– Ligar dois desses fios à régua encapada utilizando as garras jacaré. Cada fio deverá ser preso a um dos lados encapados.

– Os outros dois fios que saem do copo plástico também devem ser conectados, um deles ao soquete com a lâmpada e o outro a um suporte de pilha.

– Utilizar um dos fios de 20 cm para ligar o soquete com a lâmpada ao outro suporte de pilha e o último fio para ligar um suporte ao outro.

– Colocar as duas garras jacaré restantes nas pontas dos fios do piezo elétrico e prenda cada uma dela a um lado da outra régua.

– Posicionar as réguas de forma que haja uma distancia de 3 centímetros entre elas.

– Conectar cada pilha a um suporte

– Conferir a montagem de todo o dispositivo e se todos os processos foram realizados corretamente. Figura 2.

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                                                                                                                            Figura 2. Montagem completa do controle remoto.

– Acionar o piezoelétrico e observar o que ocorre.

 

Observações:

– Ao encapar as réguas certifique-se que a parte brilhante do papel alumínio fique voltada para o lado de fora.

– Muito cuidado ao acionar o piezoelétrico, pois, os fios irão gerar uma faísca que pode causar choques. De forma alguma acionar o piezoelétrico quando alguém estiver manipulando os fios ou algum componente metálico do dispositivo.

Resultados Esperados

Construir um protótipo de um controle remoto através da montagem de circuitos elétricos que, utilizando de eletromagnetismo, seja capaz de transmitir energia e acender uma lâmpada.

Discussão dos Resultados

A faísca gerada a partir do piezoelétrico produz energia elétrica que é transmitida até a régua que funciona como uma antena transmissora. Através do campo eletromagnético, a energia gerada viaja em forma de ondas ao encontro da segunda régua e é captada pelo papel alumínio funcionando como uma antena receptora. Esta energia acionará o restante do circuito e somada a energia das pilhas irá adquirir a voltagem necessária para acender a lâmpada.

Após terminar o experimento e discutir o funcionamento e os princípios envolvidos no controle remoto, pode-se pedir para que os alunos meçam a distância máxima que a antena receptora consegue captar o sinal da antena transmissora. Feito isto pode ser iniciado um questionamento de como seria possível aumentar a distância máxima (obtida através da medição descrita acima) entre a antena transmissora e a receptora. Cada idéia que surgir dessa discussão pode ser testada (na medida do possível) avaliando assim, sua aplicação prática. Podem ser produzidas novas antenas, utilizando pedaços maiores de madeira encapadas com papel alumínio e realizar testes quanto ao seu funcionamento.

Outro assunto muito interessante que pode ser abordado e que possui relação com o cotidiano é a diferença de freqüência e amplitude de ondas de rádio AM (amplitude modulada) e FM (freqüência modulada).  muito interessante que pode ser abordado e que possui relam as maneiras a. As ondas de rádio AM, por possuírem uma grande amplitude, se propagam por grandes distâncias e muito melhor do que as ondas FM que possuem alta freqüência e baixa amplitude e, portanto, se propagam a distâncias bem mais curtas.

Por este motivo que rádios FM não funcionam ou começam a falhar quando fazemos uma viagem mais longa, funcionando apenas rádios FM locais. As rádios AM, por outro lado, funcionam muito bem mesmo muito distante da antena de transmissão da rádio.

(Experimento adaptado de: Energia, sociedade e ambiente. Experimento: Controle remoto: comunicação via energia. CTC! Ciência e Tecnologia com Criatividade. Sangari do Brasil.)

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