Eletricidade e Magnetismo II

1. Componente Curricular:

Eletricidade e Magnetismo II.

2. Carga Horária:

60 horas.

3. Objetivo:

Em consonância com os objetivos do PARFOR, este plano de ensino deve proporcionar aos alunos a compreensão teórico-prática das características, fundamentos e aplicações práticas da Eletricidade e Magnetismo, de maneira que estes também possam aplicar os conhecimentos adquiridos em suas atividades profissionais, na definição de conteúdos e de experimentos.

4. Ementa Oficial:

Campo Magnético. Leis de Ampére e Faraday. Indutância. Correntes alternadas. Equações de Maxwell. Ondas eletromagnéticas. Experimentos: circuitos de corrente alternada, motor elétrico, transmissores e receptores eletromagnéticos.

5. Conteúdo Programático

• Magnetismo.

  • Magnetismo (Revisão).

• Eletromagnetismo.

  • Campo Magnético e Equações de Maxwell.

  • Forças Magnética e Elétrica.

  • Indutância e Aplicações do Eletromagnetismo.

  • Ondas Eletromagnéticas.

• Corrente alternada

  • Gerador de corrente alternada.

6. Abordagem Metodológica:

Na direção das especificações do Design Thinking for Educators e do Maker Education, as aulas teóricas serão sempre contempladas por um ou mais experimentos práticos (oficinas), relacionados ao conteúdo a ser apresentado no dia. O objetivo principal do uso deste formato é motivar e capacitar os professores do ensino fundamental quanto ao uso de experimentos práticos de eletrônica e de outras atividades relacionadas ao ensino da ciência, pois pesquisas nacionais e internacionais indicam que a educação brasileira não vai bem nesta área, assim como em matemática e leitura.

Além da aplicação do conteúdo e da execução dos experimentos, os alunos também serão instruídos em como obter os materiais para os experimentos e produtos, onde estes serão fortemente incentivados a construir seus próprios experimentos, usando de material metarreciclado.

Quanto as aulas expositivas, estas terão o formato de palestras, apoiadas por vídeos e textos, os quais deverão ser analisados e comentados, individualmente ou em grupo. Os alunos serão avaliados através de trabalhos em grupo (desenvolvimento de produtos educacionais) e das listas de exercícios. Os trabalhos em grupo terão como principal objetivo a construção de uma "experimentoteca", com atividades práticas diversas, onde cada grupo temático poderá apresentar um seminário sobre os produtos desenvolvidos.

7. Plano de Aprendizagem:

Aula 1

Conteúdo:

• Magnetismo (Revisão).

  • Eletricidade (capítulo 4).

  • Magnetismo: imãs e campo magnético.

  • Lei de Coulomb.

Atividades:

• Experiências de magnetismo de baixo custo.

• Aprenda a fazer um motor homopolar.

• Exercícios 1.

Produtos Educacionais:

• • • Relé Experimental.

    • Como fazer um MOTOR elétrico com um ÍMÃ.

    • Controlador de Bomba D'água.

    • Lei de Coulomb - Exercícios resolvidos.

Aula 2

Conteúdo:

• Campo Magnético e Equações de Maxwell.

  • Eletricidade (capítulo 5: 5.1 e 5.2).

  • Campo magnético.

  • Equações de Maxwell (Gauss, Faraday, Lenz, Neumann e Ampere).

  • Descoberta das Ondas de Rádio - Maxwell & Hertz.

Atividades:

• Levitação magnética (Lei de Lenz).

• Experimento com campos magnéticos.

• Exercícios 2.

Produtos Educacionais:

• Como Visualizar as Linhas de Campo Elétrico.

• Aplicações práticas do campo magnéticos.

• Controle de Bomba D'água.

• Exercícios resolvidos de Equações de Maxwell.

Aula 3

Conteúdo:

• Forças Magnética e Elétrica.

  • Eletricidade (capítulo 5: 5.3 e 5.4).

  • Força Magnética.

  • O que é força magnética?

  • Força Elétrica.

  • Força magnética sobre cargas.

Atividades:

• Força magnética entre fios.

• Força Elétrica e Força Magnética.

• Exercícios 3.

Produtos Educacionais:

• • • Cabo de guerra elétrico.

    • Homopolar motor.

    • How to make electric lock.

    • Motor magnético.

    • Resolução de exercícios sobre Força Magnética.

    • Força Elétrica Exercícios Resolvidos.

Aula 4

Conteúdo:

• Indutância.

  • Eletricidade (capítulo 5: 5.5 e 5.6).

  • Indutores: Introdução.

  • Indutores e Indutância.

Atividades:

• Pêndulo eletromagnético.

• A beleza das oscilações de LC!

• Exercícios 4.

Produtos Educacionais:

• Indutores.

• Electromagnetic induction experiment.

• Simples Transmissor de Energia Sem Fio.

• Indutores e Indutância - Exercício.

Aula 5

Conteúdo:

• Aplicações do Eletromagnetismo.

  • Eletricidade (capítulo 5: 5.7 e 5.8).

  • Auto-indução.

  • Principio do Motor Elétrico.

  • Magnetron, como funciona?

Atividades:

• Para que Serve a Bobina de Tesla.

• Forno Micro-ondas. Como funciona?

• Exercícios 5.

Produtos Educacionais:

• Faça uma MINI BOBINA DE TESLA caseira.

• Motor de Pistão Eletromagnético (2).

• Auto Indução - Exercício.

Aula 6

Conteúdo:

• Ondas Eletromagnéticas.

  • • • O que é uma Onda?

      • Ondas Eletromagnéticas.

      • O que é uma Onda Eletromagnética?

      • As ondas eletromagnéticas e do espectro eletromagnético.

      • As Equações de Maxwell e as Ondas Eletromagnéticas.

Atividades:

• Experiência - Ondas Eletromagnéticas.

• A Primeira antena da História - O Experimento de Hertz.

• Exercícios 6.

Produtos Educacionais:

• Easy Wireless LED.

• Onda Eletromagnética.

• Energia de las ondas electromagneticas.

• Ondas Eletromagnéticas e Luz - Equações de Maxwell - Exercício.

Aula 7

Conteúdo:

• Gerador de corrente alternada.

  • • • Eletricidade (capítulo 6: 6.1 a 6.3).

      • Energia elétrica (2).

      • Energia, Trabalho e o Potencial Eletrostático.

      • Gerador de Energia de Corrente Alternada.

      • Corrente Alternada - Geração.

      • Gerador de Corrente Alternada.

Atividades:

• Geradores de Corrente Alternada e Corrente Contínua.

• Gerador de Corrente Alternada.

• Formulário de Avaliação da Componente Curricular.

Produtos Educacionais:

• Funcionamento do gerador de corrente alternada.

• Como funciona um motor de indução?

• Como funciona um Transformador?

• Gerador de corrente alternada.

8. Bibliografia:

• • • KNIGHT, R. D. Física: uma abordagem estratégica. v. 3. Bookman, Porto Alegre, 2009.

    • HALLIDAY, D., RESNICK, R., KRANE, K.S., Física, v. 3, Rio de Janeiro: LTC Ltda, 1992.

    • NUSSENZVEIG, H.M., Curso de Física Básica, v. 3, São Paulo: Edegar Blücher LTDA, 1987.

9. Material Complementar:

• • • Mundo Educação - Física - Eletricidade.

    • Curso Rápido de Eletrônica Básica.

    • Sala de Física - Exercícios.

    • Física - Ensino Médio.

    • Fundamentos de Eletricidade (livro).

    • Cálculo - Derivada, Integral, Limite.

    • Eletromagnetismo (playlist).

    • O Universo numa casca de noz - Michio Kaku.

    • Para que servem as derivadas?

    • Como funciona o seu celular?

    • Quer que desenhe? Espectro eletromagnético.