Desvendamos Mistérios

GAIOLA DE FARADAY? O QUE É ISSO?

Uma gaiola de Faraday funciona como uma blindagem elétrica e protege instrumentos e/ou aparelhos muitos sensíveis colocados em seu interior. ALgumas construções que necessitam de proteção contra descargas atmosféricas podem se utilizar das funções da gaiola, assim como , instalações perigosas como paióis e locais de preparação de explosivos que necessitam de segurança extrema.

Para checar se os campos eletromagnéticos ou elétricos externos estão realmente bloqueados, existem algumas verificações-padrão, que podem ser feitas através de pêndulos elétricos postados no interior e exterior, ou por meio de eletroscópios colocados no seu interior.

Caso não existam cargas elétricas no interior, verificamos que, ao eletrizar a gaiola por contato com um gerador eletrostático, os pêndulos exteriores se desviam das paredes, acusando a eletrização, enquanto os interiores permanecem imóveis. Esta é a comprovação de que não existem cargas elétricas no interior da gaiola.

Veja um exemplo:

A Gaiola se baseia nas em duas leis de Faraday:

1ª lei de Faraday: A massa de uma substância libertada em qualquer um dos eletrodos, assim como a massa da substância decomposta, será diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que passa pela solução durante uma eletrólise. 2ª lei de Faraday: No equilíbrio elétrico a força elétrica no interior dos condutores completamente fechados e desprovidos de corpos eletrizados é nula.

Michael Faraday (1791–1867) foi um químico e físico inglês que deixou grandes contribuições nos campos do eletromagnetismo e da eletroquímica.

Geradores

Gerador é um dispositivo utilizado para a conversão da energia mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica.

* Tipos de geradores que convertem energia mecânica em elétrica:
- Gerador Síncrono
- Gerador de indução ou Gerador Assíncrono
- Gerador de Corrente contínua

Motores elétricos desempenham a função inversa, ou seja, convertem energia elétrica em energia mecânica e construtivamente são semelhantes aos geradores, pois se baseiam no mesmo princípio de conversão.

* Tipos de motores elétricos que convertem energia elétrica em energia mecânica:
- Motor Síncrono
- Motor de indução ou Motor Assíncrono
- Motor de corrente contínua

* Tipo de gerador que converte energia química em elétrica
- Geradores de célula à combustível ou célula de combustível
- Pilhas

* Tipo de gerador que converte diretamente a energia luminosa do Sol em elétrica
- Geradores fotovoltáicos

O tipo mais comum de gerador elétrico, o dínamo (gerador de corrente contínua) de uma bicicleta, depende da indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica, a lei básica de indução eletromagnética é baseada na Lei de Faraday de indução combinada com a Lei de Ampère que são matematicamente expressas pela 3º e 4º equações de Maxwell respectivamente.

O dínamo funciona convertendo a energia mecânica contida na rotação do eixo do mesmo que faz com que a intensidade de um campo magnético produzido por um Ímã permanente que atravessa um conjunto de enrolamentos varie no tempo, o que pela Lei da indução de Faraday leva a indução de tensões nos terminais dos mesmos

A energia mecânica (muitas vezes proveniente de uma turbina hidráulica, à gás ou a vapor) é utilizada para fazer girar o rotor, o qual induz uma tensão nos terminais dos enrolamentos que ao serem conectados a cargas levam a circulação de correntes elétricas pelos enrolamentos e pela carga.

No caso de um gerador que fornece uma corrente contínua, um interruptor mecânico ou anel comutador alterna o sentido da corrente de forma que a mesma permaneça unidirecional independente do sentido da posição da força eletromotriz induzida pelo campo. Os grandes geradores das usinas geradoras de energia elétrica fornecem corrente alternada e utilizam turbinas hidráulicas e Geradores Síncronos.
A imagem mostra o topo de um Gerador Síncrono de usina hidrelétrica sob manutenção

Há muitos outros tipos de geradores elétricos. Geradores eletrostáticos como a máquina de Wimshurst, e em uma escala maior, os geradores de van de Graaff, são principalmente utilizados em trabalhos especializados que exigem tensões muito altas, mas com uma baixa corrente e potências não muito elevadas.

Isso se deve pelo fato de nesses tipos de gerador, a densidade volumétrica de energia não é pequena, ou seja, para que se tenha uma grande quantidade de energia sendo convertida é necessário um grande volume por parte da estrutura do gerador.

O mesmo não ocorre nos geradores que operam baseados em princípios eletromagnéticos pois os mesmos permitem uma concentração volumétrica de energia bem maior.

Um dos exemplos de aplicação é no fornecimento de energia para os aceleradores de partículas.

Eletricidade no Brasil

Em 1879, Thomas Edison inventou a primeira lâmpada incandescente prática, barata e capaz de competir com a iluminação a gás. Três anos depois, em 1882, ele inaugurou, em Nova Iorque, a primeira central americana de serviço público de geração e distribuição de eletricidade: a Pearl Street Central Station.

Nesse mesmo período, no Brasil, a Câmara Municipal da cidade de Campos dos Goytacazes, no estado do Rio de Janeiro, aprovava, em 1881, a substituição da iluminação pública a gás pela iluminação a energia elétrica. Dois anos depois, em junho de 1883, nessa mesma cidade, era inaugurado o primeiro serviço público de iluminação elétrica da América do Sul, na presença do imperador D. Pedro II.

Esse sistema em corrente contínua tinha capacidade de 52 kW e fornecia energia para iluminar 39 lâmpadas. À época da sua inauguração, Campos era a principal área açucareira do Estado do Rio de Janeiro. A economia do açúcar fluminense estava entre as três mais importantes do país, ficando atrás apenas de Pernambuco e da Bahia.

Em 1889, seis anos após a experiência pioneira no norte fluminense, a primeira hidroelétrica da América do Sul era inaugurada; tratava-se da Usina de Marmelos, idealizada pelo industrial mineiro Bernardo Mascarenhas para abastecer a sua fábrica de tecidos e prover a cidade de Juiz de Fora de iluminação elétrica.

A central de Marmelos-zero foi inaugurada com capacidade de 250 kW. A combinação de energia elétrica e industrialização transformou Juiz de Fora na “Manchester mineira”. A solução empregada em Juiz de Fora contemplava dois sistemas: um em corrente contínua, para os usos industriais; o outro em corrente alternada, para a iluminação.

Houve dois eventos que antecederam às experiências de Campos e Juiz de Fora e que reforçam essa contemporaneidade. O primeiro deles foi a iluminação por energia elétrica da estação central da ferrovia D. Pedro II (Central do Brasil), já em 1879; o segundo foi a entrada em operação, em Diamantina, de uma central hidroelétrica no Ribeirão do Inferno para suprir de energia elétrica uma mineradora, no ano de 1883. No entanto, Campos e Juiz de Fora, em função de suas capacidades e características, são consideradas as duas experiências mais importantes.

Desse modo, pode-se observar que houve um hiato muito pequeno entre a invenção da lâmpada, a fundação da primeira central americana e a entrada em operação da primeira central brasileira de serviço público; demonstrando a contemporaneidade da indústria de suprimento de eletricidade do Brasil que, desde os seus primórdios, teve como traço marcante do seu desenvolvimento, justamente, esse atributo.

Para se ter uma idéia dessa contemporaneidade basta ver as repercussões do embate sobre a melhor forma de configuração do setor elétrico nascente entre a corrente alternada e a corrente contínua, conhecido como a batalha dos sistemas.

A polêmica era tão forte que transcendia as fronteiras americanas. Assim, em 1888, no distante Brasil, em particular na pequena Juiz de Fora, Bernardo Mascarenhas - o pioneiro da instalação hidroelétrica no país - optou pela instalação de dínamos que permitiam a geração em corrente alternada e corrente contínua, a primeira para a iluminação e a segunda para os motores.

O embate entre os sistemas envolvia a opinião pública de várias maneiras. Uma delas era a preocupação com a ameaça representada pelas linhas de alta-tensão. Em 1889, Bernardo Mascarenhas divulgava na imprensa local um comunicado de um certo Doutor Wheeler, membro da comissão de inspeção de eletricidade de Nova York, que afirmava que de 1258 mortes produzidas por desastres, naquela grande cidade, apenas 5 casos fatais foram atribuídos à eletricidade, com 64 casos sendo imputados a estradas de ferro; 17 a explosões de querosene; 32 a explosões e sufocações a gás de iluminação e 55 a desastres de carros e carroças.

O moderno e o arcaico

Um aspecto importante da contemporaneidade da experiência brasileira com a energia elétrica no final do século XIX é que ela ocorre em um contexto social marcado pela existência da escravidão. A iluminação da estação D. Pedro II, no mesmo ano em que o Menlo Park foi iluminado por Edison, e a implantação da iluminação pública em Campos, menos de um ano depois da primeira central elétrica de serviço público americana, denotam o apreço pela modernidade técnica existente no Brasil naquele momento; contudo, essa modernidade não se estende às relações sociais, marcadas pela existência da escravidão, que só será abolida em 1888. Considerando que a região de Campos obtinha a riqueza, necessária para se ter, à época, a iluminação elétrica, da atividade açucareira, que se sustentava no trabalho escravo, tem-se uma articulação na qual se juntam modernidade e atraso social. Nesse caso, os opostos não se negam, mas se complementam. Assim, tem-se a eletricidade, a síntese da nossa contemporaneidade no campo tecnológico, convivendo com a escravidão, a síntese da nossa extemporaneidade no campo social.

A contemporaneidade original

Outro aspecto da contemporaneidade da introdução da energia elétrica no Brasil que deve ser ressaltado é a sua originalidade em relação à introdução de novas tecnologias no Brasil. Até então esse processo se dava com grande atraso. Para se ter uma idéia, a introdução da iluminação a gás se deu no Brasil cinqüenta anos depois da experiência pioneira em Londres, e a chegada do transporte coletivo sobre trilhos ocorreu 30 anos depois de ele ter sido introduzido na Europa e nos Estados Unidos. Em contraste, no caso da introdução da eletricidade, os processos no Brasil, na Europa e nos Estados Unidos, praticamente se desenvolveram em paralelo.

Trabalho de Física 1° B

Video Aceleração Escalar Média (Parte I)

Parte (II)

Trabalho elaborado por alunos do 2A sobe direção do prof Gonçalo Junior

- TERMÔMETRO

Apresentação
Você já deve ter observado que nem sempre podemos caracterizar o estado térmico de um objeto (quente, frio, morno etc.) através das sensações transmitidas pelos órgãos dos sentidos, pois estas dependem tanto do material de que é feito o objeto tocado, como das condições que precederam o contato com o nosso corpo é tradicional o experimento das três bacias com água, fria, morna e tépida. Para caracterizar de modo unívoco tais estados térmicos o objeto da Termometria é que fazemos 'medidas' de temperatura, utilizando termômetros.
Vários métodos e arranjos foram desenvolvidos para permitirem medições de temperaturas. Muitos deles são baseados sobre o efeito das variações de temperatura sobre matérias. Um dos dispositivos mais utilizados para medir a temperatura é o termômetro de mercúrio. Consiste num tubo de vidro contendo mercúrio ou mesmo um outro líquido (álcool colorido). O incremento da temperatura provoca a expansão do líquido, e a temperatura pode ser determinada medindo a variação de volume do líquido ou, com maior simplicidade, a altura que o líquido alcança na haste do termômetro. Tais termômetros normalmente são calibrados (e é nessa fase que nascem as escalas termométricas) e assim podem mostrar a temperatura, como dissemos, simplesmente observando o nível do líquido no termômetro. Um tipo de termômetro que não é muito prático, mas é importante de ponto de visto teórico, é o termômetro de gás a volume constante.
Há vários outros tipos de termômetros, cada um usando uma diferente propriedade da matéria que exiba alguma alteração ao experimentar uma variação de temperatura; são exemplos: os termopares, as termoresistências, os termístores e os pirômetros.
O mais comum, que você já deve ter utilizado, é o termômetro de mercúrio. O mercúrio se expande ou se contrai, subindo ou descendo ao longo de um tubo muito fino, ao ser aquecido e ao ser resfriado, respectivamente. Dilatação é o termo comum de que se utiliza na ciência, normalmente indicado por l, para indicar as medidas relativas aos dois comportamentos: expansão e contração.
l > 0 = expansão l < 0 = contração O termômetro que você vamos construir nesta atividade também funcionará desse modo: o líquido ou gás nele contido se expande ou se contrai (genericamente, se dilata), quando aquecido ou resfriado. Para relacionar a altura do líquido (ou gás) no tubo com a temperatura do corpo com o qual o termômetro entra em contato, você deveremos calibrar o termômetro. Isso será feito a partir de dois pontos de referência: a temperatura do gelo em fusão (0oC) e a do corpo humano que em condições normais, está a uma temperatura aproximada de 370C. Usando esses dois pontos de referência, você poderá construir a escala do termômetro e efetuar medidas de temperatura de outros corpos. Procedimentos Sugestão A 1. Feche o tubo de ensaio com a rolha furada e introduza o tubo de vidro fino através do furo, tal como mostramos abaixo. Este será o seu termômetro.

A gota d'água colorida no tubo serve como indicador de temperatura.
2. Substitua a água do recipiente por gelo picado (a 0oC) e espere que o sistema atinja o equilíbrio térmico. 3. Anote a altura ho atingida pela gota d’água no tubo. Ilustremos


Calibração do termômetro: Identificação da marca correspondente a 00C.
4. Retire o tubo do recipiente com gelo e coloque-o em contato com seu corpo (em baixo do braço).
Assumiremos para essa temperatura o valor de 37oC.
5. Agora você tem dados suficientes para construir uma escala para o seu termômetro, pois conhece dois de seus pares posição da gota/temperatura, ou seja:ho ==> 00C e h1 ==> 37oC.
Meça a distância correspondente ao intervalo de 0oC a 370C (h1 — ho) e calcule por 'regra de três' a distância correspondente a 1oC. Com isso, você pode fazer marcas no tubo de 1 em 1oC, desde 0oC até onde for possível.
6. Meça a temperatura de outros objetos, utilizando simultaneamente para cada um deles o termômetro que você construiu e o de mercúrio. Anote os resultados.
7.Compare as temperaturas acusadas pelos dois termômetros, para cada objeto.
8.Ë possível melhorar a sensibilidade desse termômetro? Dê uma sugestão de como fazê-lo.
9.Quais os principais “defeitos” e “qualidades” do seu termômetro?
Sugestão B
1. Encha o recipiente de vidro com álcool colorido até a boca, (dilua qualquer corante no álcool como, por exemplo, tinta de carimbo ou de caneta esferográfica). É importante que não fique ar no interior do recipiente.
2. Coloque a rolha atravessada pelo tubo, de modo que o álcool suba um pouco no tubo (altura h), tal como ilustramos a seguir.



Construção de um termômetro a álcool.
3. Coloque o seu termômetro a álcool em um recipiente contendo gelo fundente e aguarde alguns minutos até que se atinja o equilíbrio térmico (quando a altura do álcool no tubo se estabilizar).

- CONCLUSÃO :
Após experimentos realizados em sala de aula , concluimos que a construção de um termômetro caseiro é facil , porem não muito confiavel. Os termômetros "comerciais" são, de maior precisão e confiabilidade, enquanto os caseiros são para uso doméstico.
Um termômetro doméstico usado, por exemplo, para auferir a temperatura corporal, precisa estar cuidadosamente calibrado, e tem de ter precisão para distinguir com clareza as pequenas diferenças de temperatura que separam uma pessoa saudável, com 36,5ºC, de um febril com 37,3°C. Como este tipo de medição precisa ser feita com precisão elevada (décimos de grau Celcius), provavelmente não deve haver diferença significativa entre termômetros ditos comerciais de caseiros.

Bibliografia: Para realização deste trabalho foram utilizadas fontes como Wikipedia , entre outras , encontradas atraves do google.

O Funcionamento do Chuveiro

chuveiro elétrico

Chuveiro é o nome dado a um aparelho de terminação de rede de água, cheio de pequenos orifícios por onde sai a água, permitindo que as pessoas possam se molhar. É um equipamento usado para banho e higiene pessoal e imprescindível em qualquer casa.

O chuveiro é de uma origem bem antiga. Pinturas e vasos retratam a existência dele na Grécia e Egito e sua utilização nas casas de banho. No Brasil ele foi desenvolvido na década de 1940.

O funcionamento desse aparelho ocorre de forma bem simples. O chuveiro é composto de dois resistores, que é um fio espiralado feito de metais que possibilitam um aquecimento rápido e prático, um de alta potência e outro de baixa potência de aquecimento, e um diafragma de borracha. Os resistores ficam fixados no interior do chuveiro. Para selecionar o tipo de banho que se deseja tomar, existe na sua parte exterior uma chave seletora que é capaz de mudar o tipo de resistência, aumentando ou diminuindo a potência do chuveiro e conseqüentemente a temperatura do banho.

A água ao circular pelo chuveiro pressiona o diafragma de borracha, este por sua vez aproxima os contatos da resistência aos contatos energizados, situados no cabeçote do aparelho. Assim, a água ao passar pelos terminais do resistor quente se aquece, tornando o banho bem quentinho e agradável.

Resistência elétrica é a capacidade de um corpo de se opor à passagem da energia elétrica. O cálculo do mesmo é feito a partir da Lei de Ohm e sua unidade no SI (Sistema Internacional de Unidades) é o ohm (Ω).

resistor

Os resistores são feitos de material condutor. Esses materiais, quando percorridos por uma corrente elétrica, se aquecem provocando um fenômeno denominado de efeito joule. Esse efeito deve-se aos milhões de choques dos elétrons contra os átomos do condutor. Em virtude desses choques a energia cinética do sistema aumenta. O aumento dessa energia se manifesta através do aumento da temperatura do condutor, ou seja, aumento da temperatura da resistência.

Por Marco Aurélio da Silva

OBS: Veja o Video da Explicando o Funcionamento do Chuveiro Elétrico Clicando Akiii <---- ;D

Curiosidade - Inércia

TÁ NA MIDIA ..... FALOU EM PREGUIÇA, FALOU EM INÉRCIA! A inércia é uma propriedade física da matéria. Considere um corpo não submetido à acção de nenhuma força ou submetido a um conjunto de forças de resultante nula; nesta condição esse corpo não sofre variação de velocidade. Isto significa que, se está parado, permanece parado, e se está em movimento, permanece em movimento e a sua velocidade se mantém constante. Tal princípio, formulado pela primeira vez por Galileu e, posteriormente, confirmado por Newton, é conhecido como primeiro princípio da Dinâmica (1ª lei de Newton) ou princípio da Inércia.Podemos interpretar seu enunciado da seguinte maneira: todos os corpos são "preguiçosos" e não desejam modificar seu estado de movimento: se estão em movimento, querem continuar em movimento; se estão parados, não desejam mover-se. Essa "preguiça" é chamada pelos físicos de Inércia e é característica de todos os corpos dotados de massa. O princípio da inércia pode ser observado no movimento de um ônibus. Quando o ônibus "arranca" a partir do repouso, os passageiros tendem a deslocar-se para trás, resistindo ao movimento. Da mesma forma, quando o ônibus já em movimento freia, os passageiros deslocam-se para a frente, tendendo a continuar com a velocidade que possuíam.


Retirado do BloG Loucos por Física - Professor Gonçalo.