Conteúdos
Leis de Faraday e Lenz.
Indução eletromagnética,
corrente induzida.
Objetivos
Este roteiro trata de um tema muito importante do eletromagnetismo que traz bastante curiosidade e é fundamental para a compreensão do mecanismo de geração de energia elétrica e do funcionamento dos motores elétricos: as leis de Faraday e Lenz.
1ª Etapa: Compreender a indução eletromagnética
Nessa etapa o professor deve apresentar mais formalmente as leis de Faraday e Lenz. O texto disponível na página “Resumo das leis de Faraday e Lenz” e a animação “Lei de Lenz”, disponível na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”, link 2, que fornece uma explicação mais detalhada do fenômeno e inclui uma discussão sobre as transformações de energia envolvidas, podem ser de grande ajuda.
A animação, em especial, pode ser pausada diversas vezes para que o professor possa complementar a explicação e tirar dúvidas dos alunos.
O texto sugerido também pode ser impresso e distribuído aos alunos.
Se a escola, ou o professor, dispuser de um multímetro, fio de cobre e ímãs de neodímio (superímãs), pode-se facilmente construir uma bobina (enrolando o fio) e liga-la ao multímetro (regulado para atuar como amperímetro). Aproximando e afastando o ímã da bobina pode-se verificar a corrente que passa pelo multímetro e, além disso, podemos “sentir” as forças de atração e repulsão magnética trocadas entre a bobina e o ímã.
2ª Etapa: Finalização.
Se a escola dispuser de uma sala de informática, os alunos podem utilizá-la para explorarem o simulador da lei de Faraday sugerido na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”, link 3.
Nesse simulador é possível mover um ímã próximo de uma bobina e verificar as características da corrente elétrica induzida na bobina. Há duas bobinas disponíveis, com diferentes quantidades de espiras, permitindo analisar a relação entre a quantidade de espiras e a intensidade da corrente induzida. Também é possível inverter a polaridade do ímã ou movê-lo de qualquer lado da bobina.
Se não for possível realizar a simulação em aula, proponha como tarefa de casa. Para orientar o trabalho dos alunos o professor pode solicitar que eles respondam as questões a seguir:
1. Como é a corrente elétrica (positiva ou negativa) quando aproximamos da bobina o polo positivo do ímã? E quando afastamos esse polo da bobina?
2. O que ocorre se invertemos os polos do ímã e repetirmos os procedimentos do item anterior?
3. Como é a corrente quando o ímã é colocado próximo da bobina, sem se mover? Porque isso acontece?
4. Quando aproximamos o ímã da bobina deve ocorrer atração ou repulsão entre o ímã e a bobina? E quando afastamos o ímã?
3ª Etapa: Problematização e sensibilização
Nessa etapa o professor deve apresentar o tema de estudo, “Lei de Faraday – Lenz”, e estimular um debate rápido sobre o que os alunos já sabem sobre o tema. Algumas perguntas podem orientar esse debate e ajudar em um diagnóstico dos conhecimentos prévios dos alunos:
1. Você sabe como funciona um motor elétrico?
2. E um gerador elétrico?
3. Já percebeu que os manuais de alguns aparelhos elétricos recomendam que você não aproxime ímãs do aparelho? Sabe porquê?
4. Será que é possível fazer um fio de cobre se comportar como um ímã?
Algumas das perguntas acima podem ter respostas dos alunos, outras talvez não tenham. O objetivo nesse momento não é respondê-las, mas sim despertar o interesse no aluno por descobrir as respostas. Por isso, não dê ainda nenhuma resposta. Você pode anotar essas perguntas na lousa e depois propô-las como tarefa no final da aula, verificando nas respostas o entendimento que os alunos tiveram do assunto ou, alternativamente, propô-las para debate novamente e avaliar se depois da aula os alunos conseguem formular boas respostas para elas.
É importante que nesse momento os alunos tenham a palavra e que as suas dúvidas sejam anotadas e não respondidas. Muitas dúvidas e a menção a novos fenômenos podem surgir nessa discussão. Lembre que o objetivo é despertar a curiosidade, o interesse e diagnosticar o que os alunos já sabem e o que precisam saber ou aperfeiçoar.
4ª Etapa: Explicando brevemente a lei de Faraday e de Lenz
O professor pode iniciar apresentando o vídeo “O tubo antigravidade (experiência de Física – magnetismo)”, sugerido na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”, link 1, que mostra um experimento curioso baseado nas leis de Faraday e Lenz.
O experimento mostrado no vídeo pode ser realizado facilmente em sala de aula ou pode ser sugerido como trabalho para os alunos apresentarem em uma próxima aula.
Materiais Relacionados
1. Vídeo (4:20) “O tubo antigravidade (experiência de Física – magnetismo)” do canal “Manual do Mundo”:
2.
Vídeo (4:11) “Lei de Lenz”. Animação com a explicação detalhada da lei de Farday – Lenz
Arquivos anexados
- Lei de Faraday – Lenz
