Experimento 01 - Acende ou não

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO
PIBIC-AF - DESENVOLVIMENTO DE KITS EXPERIMENTAIS DE 
BAIXO PARA APLICAÇÃO EM ESCOLAS PÚBLICAS 
DA CIDADE DE CAMAÇARI
ORIENTADOR – IGOR LEONARDO COMES DE SOUZA
ORIENTANDO - UILA SANTOS LIMA
Experimento 1 – Acende ou não?
1 - Conceitos relacionados
1ª e 2ª Lei de Ohm (Tensão, Corrente e Resistência), Lei da Resistividade, Materiais Condutores e Isolantes. 
	Grandeza elétrica
	Unidade
	Símbolo da unidade
	Potência elétrica
	Watts
	W
	Energia
	Joule
	J
	Intervalo de tempo
	Segundo
	s
	Resistência (R)
	Ohm
	Ω
	Corrente elétrica (I)
	Ámpere
	A
	Tensão (U)
	Volts
	V
	Resistividade 
	(Ω.m)
	ρ
	Comprimento
	m
	L
	Área transversal 
	(m²)
	A
 
2 – Objetivos
O objetivo do experimento “Acende ou não” é fazer correr uma corrente elétrica num circuito simples, somente com uma pilha e uma lâmpada. Então, vai ser fechado o circuito com materiais variados para testar se o mesmo é condutor, e a lâmpada acende, ou isolante, e a lâmpada apaga.
3 - Método utilizado
As duas pilhas serão presas por fita isolante (o negativo de uma com o positivo de outra) e desencape as duas pontas de um dos pedaços de fio e coloque uma delas no positivo de uma pilha. O outro pedaço de fio, também de desencapado, fixe uma extremidade na lâmpada e a outra no negativo da pilha. Encoste o fio do polo positivo na parte de baixo da lâmpada para testá-la. Se tudo estiver certo a lâmpada irá ascender. Teremos um circuito aberto e fecharemos ele com vários tipos de materiais e daí vamos analisar quais deles são condutores ou isolantes
4 – Equipamentos
Dois pedaços de fio condutor (aproximadamente 30 cm de fio elétrico comum)
Fios isolantes de borracha ou plástico 
Duas pilhas tipo comum de 1.5 Volts
Uma lâmpada de 3V
Um alicate de corte
Um rolo de fita isolante
5 - Fundamentos Teóricos
	As leis de Ohm admitem calcularmos grandezas físicas fundamentais, como a tensão, corrente e a resistência elétrica dos mais variados elementos presentes em um circuito. Portanto, essas leis só podem ser aplicadas a resistências ôhmicas, isto é, corpos cujas resistências tenham módulo constante.
5.1 - 1ª lei de Ohm 
A 1ª lei de Ohm afirma que a diferença de potencial entre dois pontos de um resistor é proporcional à corrente elétrica que é situada nele. Além disso, conforme essa lei, a razão entre o potencial elétrico e a corrente elétrica é sempre constante para resistores ôhmicos.
U – Tensão ou potencial elétrico
R – resistência elétrica
I – corrente elétrica
A diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um circuito, por sua vez, indica que ali existe uma resistência elétrica.
Quando a corrente elétrica passa pelo elemento resistivo R, há uma queda de potencial elétrico.
Essa diferença acontece por causa do consumo da energia dos elétrons, uma vez que essas partículas transferem parte de sua energia aos átomos da rede cristalina, quando conduzidos por meios que apresentem resistência à sua condução. O fenômeno que explica tal dissipação de energia é chamado de efeito Joule.
Quando a corrente elétrica é conduzida em um corpo com resistência elétrica, parte de sua energia é dissipada.
A corrente elétrica i mede o fluxo de cargas pelo corpo em Ampères, ou em C/s. A corrente elétrica é diretamente proporcional à resistência elétrica dos corpos: quanto maior for a resistência elétrica de um corpo, menor será a corrente elétrica a atravessá-lo.
5.2 - 2ª lei de Ohm
A resistência elétrica R é uma propriedade do corpo que é percorrido por uma corrente elétrica. Essa propriedade depende de fatores geométricos, como o comprimento ou a área transversal do corpo, mas também depende de uma grandeza chamada de resistividade. Tal grandeza relaciona-se exclusivamente ao material do qual um corpo é formado. A lei que relaciona a resistência elétrica a essas grandezas é conhecida como segunda lei de Ohm. A segunda lei de Ohm é mostrada na figura abaixo:
(2)
R – resistência elétrica (Ω)
ρ – resistividade (Ω.m)
L – comprimento (m)
A – área transversal (m²)
Podemos chamar de resistor ôhmico todo corpo capaz de apresentar resistência elétrica constante para um determinado intervalo de tensões elétricas. 
O resistor pode ser considerado ôhmico no intervalo em que o seu potencial elétrico aumenta linearmente com a corrente elétrica.
5.3 - Potência elétrica pela lei de Ohm
Por meio da lei de Ohm, é possível determinar a potência elétrica que é dissipada por um resistor. Tal dissipação de energia ocorre em razão do efeito Joule, por isso, ao calcularmos a potência dissipada, estamos determinando a quantidade de energia elétrica que um resistor é capaz de converter em calor, a cada segundo.
Existem algumas equaçãos que podem ser usadas para calcular a potência elétrica, confira algumas delas:
(3)
6 - Montagem e procedimento experimental 
	Para montar o circuito, primeiro junte as pilhas e utilize um pedaço de fita isolante para prendê-las. Corte dois fios com 20 cm de comprimento e descasque as pontas. Em seguida fixe uma das extremidades de um dos cabos no polo positivo das pilhas. Pegue o outro cabo e fixe uma das extremidades na lâmpada e a outra extremidade no polo negativo da pilha. Agora encoste o fio do polo positivo na parte de baixo da lâmpada para testá-la. Se tudo estiver certo a lâmpada irá acender. E então os materiais serão testados encostando o fio que está ligado nas pilhas e encostando a parte de baixo no fio que está somente encostado no ponto metálico da lâmpada. Para isso, coloque-o em uma mesa (sem que se encoste à lâmpada) e sobre ele coloque algum dos materiais escolhidos. Depois basta encostar o contato da lâmpada sobre este material para fechar a conexão do circuito. E finalmente, basta verificar se a lâmpada acende o que significa que o material é condutor, ou não, e então o material é isolante.
7 - Análise
7.1 - Análise estatística
· Se a tensão da lâmpada é de 3V, a corrente a ser recebida no circuito será de 1,5 A cada (vinda das pilhas). Qual a potência da minha lâmpada? 
· Calcular a resistência elétrica de acordo com a resistividade do material (p – encontrado em tabela), comprimento do fio (L) e a área da sua secção transversal (A)
7.2 - Análise experimental
1. Conecte os materiais recebidos de várias maneiras, com a finalidade de acender a lâmpada. Desenhe no quadro abaixo o maior número de tentativas, separando as em dois grupos: as que a lâmpada acendeu, e aquelas em que não acendeu.
2. Vocês tinham que ter encontrado pelo menos quatro arranjos diferentes que acendem a lâmpada. Quais são as semelhanças desses arranjos? Como eles diferem dos arranjos em que a lâmpada não acendeu?
3. Aponte quais condições devem ser atendidas para que a lâmpada acenda.
7.3 - Questões complementares	
1. Com base no que você observou no experimento, por que a lâmpada só acende com determinados objetos?
2. Explique com suas palavras o que você entendeu com o experimento em relação ao assunto?
Referências Bibliográficas
1. YAMAMOTO, KAZUHITO; FUKE, LUIZ FELIPE. Física para o ensino médio. Vol. 3: eletricidade, física moderna. 4ª edição, São Paulo: Saraiva, 2016. https://azeheb.com.br/blog/experimento-de-fisica-acende-ou-nao/. 
2. Curso de Física, Volume 3, Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga, Editora Scipione
3. Halliday, D. e Resnick, R. – “Fundamentos de Física 3” – vol.8 - LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro, 1993.
4. Sears, F. W. e Zemansky, M. W. – “Física” - vol. 3 - Ed. Universidade de Brasília – Rio de Janeiro – 1973
Anexos
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