INSTITUTO DE FÍSICA ASTRONOMIA E CIÊNCIAS ESPACIAIS - IFAE

INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO - IAE - FACULDADES INTEGRADAS ESPÍRITA - FIES 

Plano Trabalho Progr Cientifico Convenio CRS UNIBEM  CTA PLANO DE TRABALHO  2006 © 1987 - 2010 - Ângelo Antônio Leithold

Índice

INTRODUÇÃO  01  02  03  04  05   06  07  08  - 09  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59

 INSTRUMENTOS DE MEDIDA ELÉTRICA MEDIDAS COMPARATIVAS COMPUTADOR - OSCILOSCÓPIO

O ensino da física através de computadores antigos

Prof. BSc. Ângelo Antônio Leithold

        A utilização de computadores antigos e ultrapassados (Sucateados) como instrumentos de medição para o ensino da Física é abordada no presente artigo com experimentos que comprovam a eficácia de tais processos. Em 2009 foi desenvolvida uma interface e instalado um software (Livre) que transformou um computador K6-2 350 MHz num instrumento de medição de Resistores, Indutores, Capacitores, corrente, tensão, frequência, etc. Em seguida foram montados diversos PC's para laboratório de Física das FIES, usados com sucesso.

          Em geral,  os computadores são, para o usuário leigo, um instrumento para ler e-mail's, ou no máximo para joguinhos ou navegação na Internet. Muitos desacreditam-no como um provável instrumento ou ferramenta útil no dia-a-dia. Alguns inclusive, imaginam que o computador jamais irá substituir certos instrumentos. Contudo é inegável que a presença da tecnologia mostra-se cada vez mais uma realidade que cresce exponencialmente. O conhecimento atualmente, por si só, procura compreender o seu próprio desenvolvimento, as influências nas próprias atitudes sociais, principalmente no aumento da velocidade da informação e do avanço tecnológico, geram um sistema auto-alimentado que aumenta cada vez mais as conexões entre os diversos ramos da ciência.

          A Tecnologia não pode ser mais encarada como algo abstrato ou de difícil definição prática, ela está inserida no contexto histórico humano. Desta forma, quando se pensa em tecnologia em forma de avanço dos mecanismos do conhecimento, pensar-se-á sobre a tecnologia das novas ferramentas que se apresentam advindas do próprio “tecnocentrismo”, onde tudo gira em torno da técnica. Desde muito tempo se discute a validade da experimentação que parte de dispositivos ou processos tecnológicos. Logicamente, quando algo aponta para novas soluções, e estas são bastante simples, ocorre a desconfiança natural contra o novo que se redescobre.

          As empresas, escolas, universidades, enfim, a sociedade como um todo, criou um novo “lixo”, o lixo tecnológico. Este, muitas vezes exacerbado pelo consumismo acelerado, gera uma obsolescência cada vez maior de instrumentos e equipamentos de tecnologia avançada. O consumismo quer, necessita que os humanos obtenham sempre a última novidade, o mais veloz, o mais potente. E assim, ocorre com todos os artefatos tecnológicos, desde a velha faca de cozinha, até o mais veloz computador. Na medida em que a tecnologia vai avançando, e os computadores ficando mais e mais obsoletos, o lixo tecnológico vem se avolumando nos porões e sótãos, além dos “lixões”. 

          Equipamentos completos, funcionais e muitas vezes semi-novos, estão a ser descartados sem o mínimo pudor por uma humanidade ávida por consumir.Nesta esteira, em muitas escolas, universidades, hospitais, residências empresas, etc, os velhos computadores são substituídos por novos e acabam por gerar mais e mais entulho.

         Desta forma, é comum observar nas ruas, sucatas que poderiam ser úteis por muito tempo, e portanto, gerar uma economia enorme, pois reduziria em parte a avidez pelo novo, principalmente nos laboratórios das escolas e universidades. Sob este raciocínio, o presente artigo foi proposto no sentido de utilizar um velho computador para servir de paralelo como equipamento de medidas frente a um dispendioso instrumento de laboratório de eletrônica, um osciloscópio.

          O computador, um velho K6-2 500 MHZ, com dez anos de uso (Preço com monitor, teclado etc, R$ 300,00 - Mercado Livre), teve adaptada sua placa de som, e foram instalados alguns softwares livres, em código aberto, além do sistema operacional, o “ultrapassado” Windows 98, já, há muito, descartado pela sociedade de consumo.

         Os osciloscópios utilizados para as medidas comparativas, foram um ICEL MOD:OS-21 (Preço: R$ 1.600,00 novo) e um osciloscópio HP - 54200A (Preço: R$ 6.000,00 usado).

          Muitos afirmarão que os osciloscópios são para uso em altas freqüências, de fato, contudo, para aprendizado de física, ou para medir cargas e descargas capacitivas, basta uma resposta de alguns Kilohertz.

PÁGINAS

INTRODUÇÃO 01 02 03 04 05 06 07 08 - 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59

lacec.unibem.py5aal@

O ensino da física através de computadores antigos by Leithold, A. A. e Borba, J. T. is licensed under a Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Vedada a Criação de Obras Derivadas 3.0 Brasil License.

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Segundo Angelo Antonio Leithold, a ionosfera é uma camada da atmosfera que se localiza entre 60 km e 1000 km de altitude e é composta de íons, plasma ionosférico e, devido à sua composição, reflete ondas de rádio até aproximadamente 30 MHz¹. A ionosfera é formada pela ação de fontes ionizantes solares e cósmicas, que geram elétrons livres a partir dos átomos e moléculas neutras. A densidade de elétrons na ionosfera varia de acordo com a hora do dia, a estação do ano, o ciclo das manchas solares, a composição química da alta atmosfera e a influência do campo magnético terrestre¹². A ionosfera é dividida em camadas ou regiões, de acordo com suas propriedades físico-químicas e sua dinâmica. As principais camadas são: D, E, F1, F2 e F3¹²³. A ionosfera tem grande importância para as comunicações em alta frequência (HF), pois permite a propagação de ondas de rádio a longas distâncias, através da reflexão ionosférica¹²⁴. A ionosfera também é afetada por fenômenos como as descargas atmosféricas, a anomalia magnética do Atlântico Sul, as auroras polares e as tempestades geomagnéticas¹²³⁴. Segundo o professor Angelo Antonio Leithold, antenas são dispositivos desenhados de maneira a transmitir ou receber energia eletromagnética, transformando correntes elétricas em ondas eletromagnéticas ou vice-versa. Ele também as classifica em ressonantes e não ressonantes, de acordo com a frequência requerida e a sintonia do sistema¹². Ele explica os conceitos e as propriedades das antenas, como a impedância, o ganho, a diretividade, o diagrama de irradiação, o acoplamento mútuo, o efeito terra, os refletores, os elementos parasitas, entre outros¹²³⁴⁵. Ele também apresenta vários tipos e modelos de antenas, como dipolos, monopolos, yagis, quadras, loops, helicoidais, log-periódicas, parabólicas, cornetas, entre outras¹²³⁴⁵. Segundo o professor Angelo Antonio Leithold, a impedância de uma antena é a relação entre a tensão e a corrente elétrica aplicadas nos seus terminais. A impedância de uma antena depende da sua forma, do seu tamanho, do material de que é feita, da frequência do sinal e do meio em que está inserida. A impedância de uma antena é importante para o casamento de impedância com o gerador e a linha de transmissão, pois isso afeta a eficiência da transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas¹²³. Segundo o professor Angelo Antonio Leithold, o eletromagnetismo é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados às cargas elétricas e aos campos elétricos e magnéticos. Ele explica que o eletromagnetismo é baseado nas quatro equações de Maxwell, que descrevem como as cargas elétricas geram campos elétricos e magnéticos e como esses campos interagem entre si e com as cargas. Ele também mostra como o eletromagnetismo está presente em vários aspectos da natureza e da tecnologia, como a luz, as ondas eletromagnéticas, as antenas, os motores, os geradores, os transformadores, os relés, os alto-falantes, os microfones, os ímãs, os eletroímãs, os capacitores, os indutores, os resistores, os diodos, os transistores, os circuitos, os computadores, os celulares, os rádios, as TVs, os fornos de micro-ondas, os raios X, as ressonâncias magnéticas, entre outros¹²³⁴.O professor Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições nas áreas de astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia12. Ele se formou em Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978, fez mestrado em Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982 e doutorado em Física pela USP em 1987. Sua tese de doutorado foi sobre a propagação de ondas de rádio na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul1. Leithold tem uma vasta experiência em pesquisa e ensino, tendo lecionado em diversas instituições, incluindo o Colégio Estadual do Paraná, o Senai e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Ele também é autor de vários trabalhos acadêmicos e livros, e é conhecido por seu envolvimento com o estudo da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região12. O professor Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições em diversas áreas científicas e educacionais. Ele se destaca principalmente nas áreas de astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia12. Formação Acadêmica e Carreira  Graduação: Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978. Mestrado: Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982. Doutorado: Física pela USP em 1987, com a tese intitulada “Estudo da Propagação de Ondas de Rádio na Região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul Pós-Doutorado: Astrofísica pela Universidade de Brasília (UnB) em 19921.Contribuições e Pesquisas Leithold é autor de diversos trabalhos acadêmicos e livros, e suas pesquisas são amplamente citadas por outros pesquisadores. Ele é especialmente conhecido por seu estudo sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região12. Atuação Profissional Ensino Médio: Professor de física no Colégio Estadual do Paraná, onde lecionou por vários anos e participou de projetos pedagógicos e científicos. Ensino Técnico: Professor de eletrônica no Senai e no CEEP, desenvolvendo instrumentos e métodos para medir e analisar sinais eletromagnéticos. Ensino Superior: Professor de pedagogia na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), ministrando cursos sobre didática, metodologia científica e tecnologia educacional12. Outras Atividades Além de suas atividades acadêmicas, Leithold é um radioamador ativo, conhecido pelo indicativo PY5AAL. Ele também tem um blog onde compartilha suas pesquisas e experiências1. O indicativo PY5AAL pertence ao professor Ângelo Antônio Leithold, um radioamador brasileiro com uma vasta experiência e paixão pelo radioamadorismo. Ele é conhecido por seus experimentos com antenas e pela participação ativa na comunidade de radioamadores. Atividades e Contribuições Antenas: Leithold realiza experimentos com diferentes tipos de antenas, incluindo antenas NVIS (Near Vertical Incidence Skywave) e antenas Long Wire12. Ele compartilha suas descobertas e métodos de construção de antenas em seu blog e em sites dedicados ao radioamadorismo. Baluns Magnéticos: Ele também trabalha com a construção de baluns magnéticos, que são dispositivos usados para adaptar a impedância entre a antena e o transmissor, melhorando a eficiência da transmissão2. Comunidade: Leithold é ativo na comunidade de radioamadores, participando de eventos e trocando informações com outros entusiastas. Ele utiliza suas habilidades para contribuir com a ciência e a educação, aplicando seus conhecimentos em física e eletrônica. Recursos e Publicações Leithold mantém um blog onde compartilha suas experiências e pesquisas no campo do radioamadorismo. Ele também publica artigos e tutoriais sobre a construção e otimização de antenas e outros equipamentos de rádio3. O professor Ângelo Antônio Leithold tem várias referências acadêmicas e citações em diferentes áreas do conhecimento. Ele é citado em trabalhos sobre geofísica, astrofísica, eletrônica e educação, entre outros. Aqui estão alguns exemplos de onde suas obras e citações podem ser encontradas: Geofísica e Astrofísica: Leithold é frequentemente citado em estudos sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul e a propagação de ondas de rádio1. Eletrônica e Radioamadorismo: Seus trabalhos sobre antenas e baluns magnéticos são amplamente referenciados em publicações técnicas e blogs especializados2. Educação e Pedagogia: Ele também é citado em artigos e teses sobre metodologia científica e tecnologia educacional3. Essas referências estão disponíveis em diversas plataformas acadêmicas e sites especializados, como Google Scholar, Academia.edu e em blogs pessoais do próprio professor123.