Produto Laboratório Virtual de eletromagnetismo PHET Railosn

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SOCIEDADE BRASILEIRA DE FÍSICA 
INSTITUTO FEDERAL DO AMAZONAS 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS 
MESTRADO PROFISSIONAL NO ENSINO DE FÍSICA 
 
 
 
 
 
 
O LABORRATÓRIO VIRTUAL: PHET COMO FERRMANTA DIDATICA NO 
PROCESSO DE APRENDIZAGEM DOS CONCEITOS DE 
ELETROMAGNETISMO 
 
 
 
RAILSON CAXEIXA MARQUES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS-AM 
2021 
 
RAILSON CAXEIXA MARQUES 
 
 
 
 
 
 
 
O LABORRATÓRIO VIRTUAL: PHET COMO FERRMANTA DIDATICA NO 
PROCESSO DE APRENDIZAGEM DOS CONCEITOS DE 
ELETROMAGNETISMO 
 
 
 
 
 
Este Produto Educacional tem como objetivo a 
obtenção de nota parcial na disciplina de 
ELETROMAGNETSIMO ministrada pelo Professor 
Márcio Gomes do programa de Mestrado 
Profissional em Física IFAM/UFAM. 
 
 
Orientador: Prof.º Dr. Marcio Gomes da Silva 
 
 
 
 
MANAUS -AM 
2021 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 5 
2 APRESENTAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL........................................... 6 
3. SEQUENCIA DIDATICA EM QUADRO ............................................................... 7 
3 TUTORIAL DAS SIMULAÇÕES PHET DE ELETROMAGNETISMO ............... 8 
3.1 Simulação O imã e a bússola ........................................................................ 9 
3. 2 Simulação Solenoide .................................................................................... 11 
3.3 Simulação PhET- Eletroímã .......................................................................... 12 
3.4 Simulação PhET- Transformador: ................................................................ 13 
3.4 Simulação PhET- Gerador: ........................................................................... 14 
4.ROTEIROS DE ATIVIDADES .............................................................................. 16 
5. REFERÊNCIAS .................................................................................................... 41 
6. Anexos: OUTROS TESTES ................................................................................ 42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
1 INTRODUÇÃO 
 
Hoje o ensino de Física está voltado a aulas de forma bancaria em que 
o professor é simples transmissor e reprodutor do livro didático e os aprendizes 
são receptores e visualizadores do que está escrito do livro didático; De acordo 
com este pensamento (CIBRÃO, 2015, pg1) 
 
A literatura aponta, também, para a dificuldade que os professores 
têm em se “desacorrentar do tradicional”, de ensinar de maneira 
diferente da que aprenderam, fugir da metodologia tradicional e 
investigar diferentes formas de ensinar que se adéquem às 
necessidades atuais 
 
Nossos aprendizes vivem conectados na internet por meio dos 
celulares e computadores são denominados geração conectadas rodeada de 
informação e dentro desse aparato tecnológico que estamos inseridos há as 
ferramentas educacionais inseridas na internet que por sua vez auxiliam o 
professor e o aprendiz no processo de ensino e aprendizagem, essas 
ferramentas educacionais são as simulações e softwares educacionais. 
 
É óbvio que, no contexto atual, as Tecnologias de Informação e 
Comunicação (TIC) deveriam permear o ensino de Física. Mas isso 
não acontece. Como já foi destacado, esse ensino é o mesmo de 
sempre: aulas expositivas e listas de problemas, quadro-de-giz (slides 
em PowerPoint é a mesma coisa), livro de texto único (ou apostila 
única), conteúdos desatualizados, aprendizagem mecânica 
(“decoreba”) de fórmulas e respostas corretas. (MOREIRA, 2018, 
p.76) 
 
Segundo (MEDONÇA; LEMOS, 2015); O ensino de Física nas escolas 
ainda não satisfaz as necessidades dos aprendentes pois o ensino tradicional 
das memorizações e listas de exercícios por sua vez não realiza nem uma 
analogia com o cotidiano do aprendiz e mais ainda não mostra nem uma 
aplicação deste conhecimento com as novas tecnologias. 
Acontece que os conceitos que não são adquiridos são devido a 
necessidade de visualização do fenômeno ou mesmo os aprendizes 
apresentam carências de outras series ou letramento cientifico 
São necessárias as escolas e o professor propor metodologias 
diferenciadas para o estudo da Física com experimentação em visualização do 
fenômeno especialmente de indução eletromagnética. 
6 
 
2 APRESENTAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL 
 
Este exemplar é um documento que serve como ferramenta 
educacional para alunos no estudo do eletromagnetismo, o produto 
educacional tem como propósito presentar um tutorial sobre o laboratório virtual 
de eletromagnetismo e atividades para o aprendiz; observa-se que o professor 
pode utilizar este produto educacional em suas aulas, ainda não há a versão 
para professor ainda está em elaboração 
As atividade e questionários foram elaborados visando a coleta de 
dados sobre os conhecimentos já existentes na estrutura cognitiva dos 
aprendizes este produto educacional tem como referência a teoria de 
aprendizagem significativa de David Ausebel 
Segundo a Teoria Cognitiva de David) tem como propósito no 
conhecimento prévio do aluno e a relação entre o professor e aluno e as 
ferramentas de ensino são fundamentais no processo de ensino e 
aprendizagem, sua teoria é construtivista, o docente deve avaliar o aluno a 
partir de suas produções em atividades conjuntas professor e aluno, ou seja, a 
capacidade de avaliação se dá a partir diretamente dos seus trabalhos no 
estudo do fenômeno. 
Para e David Ausebel a aprendizagem é organização e integração de 
informações na estrutura cognitiva do aprendiz; Assim a avaliação no processo 
de ensino e aprendizagem deve partir de um planejamento com característica 
de forma construtivista onde o docente deve respeitar as condições do aluno, 
valorizando seus conhecimentos anteriores. 
No final deste produto existe uma variedade de testes conceituais e 
testes com perguntas de múltiplas escolhas, as atividades foram criadas a 
partir da análise das simulações e dos conceitos que estudados, espera-se que 
o aluno possa interagir com a simulação conforme os conceitos estudados e 
através dessa interação os aprendentes possam construir uma aprendizagem 
mais eficiente e eficaz . 
 
 
7 
3. SEQUENCIA DIDATICA EM QUADRO 
 
 
AS ETAPAS E ATIVIDADES DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA 
Etapas Atividades 
propostas 
Nº de 
Aulas 
Recursos Utilizados 
1 Aplicação de 
Questionário 
Inicial 
1 Questionário Construído Pelo Professor 
 
 
2 Apresentação do 
Campo 
Magnético e 
conceito de 
Solenoide 
2 Livro didático, Quadro, Pincel e Computador e 
laboratório Virtual de Aprendizagem 
Link: 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/faraday 
3 Indução 
eletromagnética 
2 Link: 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/faraday 
4 Aplicação de 
Teste 
conceituais 
1 Testes adquiridos em livros didáticos 
 Aplicação de 
questionário 
Final 
 Questionário Construído Pelo Professor 
8 
 
3 TUTORIAL DAS SIMULAÇÕES PHET DE ELETROMAGNETISMO 
 
O PHET são simulações criada pela University of Colorado AT Bouder, 
nos Estados Unidos. Possui pacotes de simulações de diversas disciplinas tais 
como: Física, Química, Matemática e Biologia sua linguagem e no formato 
Java. Ao acessar as simulações é possível escolher o Idioma e até pode-la ser 
baixada na linguagem desejada. 
Neste produto educacional vamos apresentar as simulações do 
Laboratório Virtual de eletromagnetismo; O laboratório virtual de 
eletromagnetismo pode ser acessado via link: 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/faraday ou pode ser baixado se o 
computador conter o programa Java as simulações pode ser acessadas de off-
line no computador. 
 
Figura 1: Tela Inicial do Laboratório de Eletromagnetismo 
Fonte: phet.colorado.edu 
Na tela inicial pode-se alterar em abas de Simulação de Imã e Barra, 
Solenoide, Eletroímã, Transformadore Gerador; Vejamos seguir as Simulações 
do laboratório virtual de Eletromagnetismo 
 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/faraday
9 
 
3.1 Simulação O imã e a bússola 
Esta simulação pode ser cessado ou baixada pelo link: 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/faraday ela representa a variação do 
campo magnético em relação variação do ângulo do Imã em relação a bussola 
pode-se observar que o a intensidade do campo magnético varia de acordo 
com a velocidade relativa do imã, Caso o aprendiz possa deslocar o imã com 
maior intensidade de velocidade haverá uma deflexão no Imã. Observamos a 
simulação na versão 2.7 do laboratório virtual Phet de eletromagnetismo. 
 
Figura 2: Pagina da Simulação PhET Imã e Bússola 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html?simulation=f
araday&locale=pt_BR 
Nesta simulação podemos inserir a visualização do campo magnético 
em relação as linhas de campo e também a intensidade do campo Magnético 
nas direções de x,y e seu modulo de acordo com o ângulo; vejamos a figura 
3. No lado direito da simulação a interação entre usuário e máquina que por 
sua vez é a simulação interativa pode ser realizada pelo quadro a direito da tela 
inicial do laboratório virtual Phet; Assim vejamos a figura 3. 
 
Figura 3: Pagina da Simulação PhET Imã e Bússola 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/faraday
10 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html?simulation=f
araday&locale=pt_BR 
 
 
Figura 4: Pagina da Simulação PhET Imã e Bússola 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? 
simulation=faraday&locale=pt_BR 
O menu principal onde aparece arquivo: Onde o usuário poderá sair da 
aplicação; No item opção pode-se mudar o plano de fundo da simulação e o 
controle do espaçamento das agulhas de linha de campo e seu tamanho e por 
fim no item ajuda temos a informação de saber sobre o laboratório virtual e 
obter ajuda caso encontre algum problema. 
 
 Figura 5: Menu Principal do laboratório Virtual 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html?simulation=f
araday&locale=pt_BR 
 
 
 
11 
3. 2 Simulação Solenoide 
 
Esta simulação mostra um solenoide conectada a uma lâmpada neste 
caso ao deslocar o Ima em direção ao solenoide de fato aparece corrente; 
Simulação pode-se inserir a bussola para verificar a deflexão do campo o 
indicador que pode ser a lâmpada inserida ou conectada no solenoide ou 
também um pequeno amperímetro de sinal positivo e negativo vejamos a figura 
6 
 
Figura 6: Simulação Uso do Solenoide 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? 
simulation=faraday&locale=pt_BR 
A interação pode ser realizada por meio de deslocamento do Ima ou 
solenoide, na qual pode visualizar as linhas de campo magnético e intensidade 
do campo magnético nas direções de x e Y; Nesta simulação pode ver vários 
fenômenos como a mudança de direção da bussola ao passar o Imã em torno 
do solenoide e além disso a intensidade da corrente . 
O usuário poderá mudar o valor numérico das grandezas envolvidas a: 
partir do seguinte quadro apresentado na figura 7. No quadro o usuário pode 
mudar a intensidade do campo magnético em porcentagem, inverter a 
polaridade; mostrar campo eletromagnético, Mostrar bussola e medidor de 
12 
campo. No item solenoide o usuário poderá realizar várias experiências como 
mudar a quantidade de espiras e mudar a área da espira em porcentagem. 
 
Figura 7: Quadro de Mudança de valores Numéricos 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? 
simulation=faraday&locale=pt_BR 
 
3.3 Simulação PhET- Eletroímã 
 
Nesta simulação pode-se verificar um eltroíma que pode ser ligado a 
uma bateria de 10 V ou a corrente alternada esta simulação também ilustra a 
visualização do Campo Magnético o usuário poderá mudar as configurações do 
campo através do quadro de configuração do eletroímã onde neste quadro 
encontra-se os itens: Mudança de D.C. ou Ac onde está siglas significam DC é 
a ligação a corrente continua e DC é a corrente alternada o usuário poderá 
mudar o número de espiras no solenoide, mostrar campo, mostrar medidor do 
campo magnético e mostrar elétrons e por fim poderá reiniciar a simulação em 
qualquer instante. 
 
13 
 
Figura 8: Simulação Eletroímã 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? 
simulation=faraday&locale=pt_BR 
3.4 Simulação PhET- Transformador: 
 
Esta simulação permite ao usuário verificar uma corrente sendo 
iniciada por meio da interação entre o eletroímã e o solenoide 
Para iniciar a simulação o usuário deve clicar na aba de Transformador 
na qual a interação entre usuário e simulação é realizada por meio do 
computador, pode-se deslocar o eletroímã para dentro do solenoide porem 
observa-se vários fenômenos magnéticos na simulação 
O usuário poderá alterar as grandezas envolvidas na simulação através 
do quadro a direta da simulação; Os itens neste quadro são os seguintes: 
Mudar quantidade de espiras, Mostrar campo e medidor de campo elétrico, 
mostra elétrons, para o solenoide pode-se mudar os valores do número de 
14 
espiras, o medidor de corrente e área da espira em porcentagem. Vejamos as 
figura abaixo da simulação do Transformador. 
 
 
Figura 9: Simulação Eletroímã 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? 
simulation=faraday&locale=pt_BR 
 
3.4 Simulação PhET- Gerador: 
 
Para iniciar a simulação o aprendiz ou professor deve clicar na aba do 
gerador e velicar que este possui a tela inicial, a simulação então apresenta 
algumas limitações em movimento pois agora só é permitido ligar a torneira e 
mudar em valor numérico as grandezas envolvidas. 
15 
Esta simulação permite ao usuário verificar o funcionamento do 
gerador, a simulação possui um solenoide com adaptador de medida de 
corrente, uma torneira que representa o fluxo do campo magnético, um timão 
com polos norte e sul. Nesta simulação o usuário só poderá interagir com o 
fluxo do campo magnético ou seja com a torneira em qualquer momento pode-
se parar a simulação com os botões abaixo ;Para o quadro interativo entre 
usuário e simulação é permitido modificar a intensidade do Imã na Barra em 
porcentagem além disso mostrar o campo e sua intensidade e seu medidor; 
Para o solenoide o quadro interativo nos permite mudar a quantidade de 
espiras, a área da espira em porcentagem e além disso a amostragem dos 
elétrons. 
 
Figura 9: Simulação Eletroímã 
Fonte:https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html? 
simulation=faraday&locale=pt_BR 
16 
4.ROTEIROS DE ATIVIDADES 
 
 
QUESTIONÁRIO INICIAL 
 
 
Aluno (A) : Data: 
 
Serie: _____________Turma: 
 
1. Você conhece algum fenômeno eletromagnético? ( ) sim ( ) Não . Se 
sua resposta for sim escreva este fenômeno. 
__________________________________________________________
__________________________________________________________
________________________________________________________ 
2. Estudante é possível verificar que seus aparelhos de comunicação 
apresentam fenômenos eletromagnéticos ou elétricos ( ) sim ou ( ) 
não. Se sua resposta for sim escreva este 
fenômeno._________________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________ 
3. O conceito de imã é? 
a) Um aparelho que atrai ferro. 
b) Um pedaço de Pedra que apresenta uma certa propriedade de 
atração de ferro . 
c) Um imã é um corpo que gera campo magnético ao seu redor. 
d) Um imã é um corpo que gera campo elétrico ao seu redor. 
 
4. Ao quebrar um Imã pode se verificar que: 
a) Temos uma imã e um pedaço depedra. 
b) Temos um pedaço de Pedra e um imã com dois polos sul 
c) Temos um pedaço de Pedra e um imã com dois polos norte. 
d) Temos dois Imã com respectivos polo norte e polo sul. 
 
5. A rede elétrica de alta tensão na qual seus aparelhos eletrodomésticos 
são submetidos por sua vez é fenômeno físico relacionado a qual 
campo da física ? 
17 
a) óptica 
b) Dinâmica 
c) Eletromagnetismo 
d) Acústica 
 
6. Na sua vida de estudante em alguma disciplina ou no seu cotidiano você 
já utilizou algum simulador computacional para resolver algum problema 
de matemática ou de física. Se sim qual? 
__________________________________________________________
__________________________________________________________ 
7. Quais dos fenômenos a seguir é um fenômeno eletromagnético 
a) Fósforo queimando 
b) Vela acesa 
c) Ferrugem 
d) Prego sendo atraído 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
ROTEIRO DE AULA 
Disciplina: Física Tema : Eletromagnetismo 
Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Tempo estimado: 55 minutos 
Objetivo: verificar a interação do Imã e a bussola 
 
Introdução 
MAGNETISMO 
 
O magnetismo é a capacidade que um objeto possui de atrair outros 
objetos, e a esses objetos damos o nome de imãs. Todo ímã apresenta duas 
regiões distintas, em que a influência magnética se manifesta com maior 
intensidade. Essas regiões são chamadas de polos do ímã. Esses polos 
possuem comportamentos diferentes na presença de outros ímãs, e são 
denominados Norte (N) e Sul (S). 
 
CAMPO MAGNÉTICO 
 
Assim como a força gravitacional e a força elétrica, a força magnética é uma 
interação à distância, ou seja, não necessita de contato. Dessa forma, associamos aos 
fenômenos magnéticos a ideia de campo, assim como nos fenômenos elétricos. 
Consequentemente, dizemos que um ímã gera no espaço ao seu redor um campo que 
chamamos de Campo Magnético B (O campo magnético interage com outros ímãs, 
com as substâncias magnéticas e com correntes elétricas. 
 
FIFURA 10: Linhas de campo Magnético 
Fonte: http://educacao.globo.com 
 
Por convenção, considera-se que, no campo exterior a um ímã, as 
linhas de campo saem pelo polo norte e entram pelo polo sul do ímã. 
19 
BÚSSOLAS 
São aparelhos que servem para a orientação dos viajantes, que usam 
como ponteiro uma agulha magnetizada, ou seja, se comportando como um 
ímã. Uma bússola sempre tende a orientar-se paralelamente ao campo 
magnético aplicado sobre ela, com o polo norte da bússola apontando no 
sentido do campo. 
 
 
FIFURA 11: Linhas de campo Magnético e a Bussola 
Fonte: http://educacao.globo.com 
 
Referências: Imãs e Magnetismos. Disponível em: 
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/imas-e-
magnetismo.html> . Acesso em 07 de julho de 21. 
 O que é um Imã. Disponível em:< https://brasilescola.uol.com.br/o-que-
e/fisica/o-que-e-ima.htm> acesso em 07 de julho de 21. 
 
ATIVIDADE COM A SIMULAÇÃO PHET: IMÃ EM BARRA. 
1. Questões Prévias 
a) O que é um Imã 
?_________________________________________________________
__________________________________________________________ 
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/imas-e-magnetismo.html
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/imas-e-magnetismo.html
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-ima.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-ima.htm
20 
b) Defina Campo 
Magnético?_________________________________________________
____________________________________________________ 
c) O que são linhas de Campo 
Magnético?_________________________________________________
_________________________________________________________ 
d) Qual o princípio do funcionamento da bussola e para que serve este 
aparelho? 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
2. Caro aluno realize as seguintes tarefas em mãos do laboratório Virtual 
de eletromagnetismo: 
i. Inicie a simulação Imã e barra a partir do link 
:https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday 
 
FIFURA 12: Linhas de campo Magnético e a Bussola 
Fonte: Próprio Autor 
21 
 
ii. Após iniciar a simulação no quadro a direita deixe a intensidade do 
campo em 75 % conforme a imagem acima, marque todas as caixas de 
visualização do campo, mostrar bussola, ver dentro do imã e mostrar 
medidor de campo. 
iii. Movimente o imã nas direções dos ângulos de  30 ,  90 ,  45 
180 e  60 . 
iv. Após isso anote os módulos do campo magnético e suas componente 
nos eixos x e y ou seja BX e By . 
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________ 
v. Na tela de simulação aproxime o Imã em menos de 1cm 2 cm 3cm 
houve desvio da agulha nesta aproximação . Justifique sua resposta 
._________________________________________________________
__________________________________________________________
_______________________________________________________ 
vi. Construa uma tabela com o modulo do campo magnético e suas 
componentes; A tabela poderá ser esta aqui. 
 180 45 
 
90 30 
 
60 
B 
xB 
yB 
 
vii. Qual o ângulo apresenta maior e menor intensidade do campo 
magnético. 
__________________________________________________________
_______________________________________________________ 
viii. Qual a unidade de Campo Magnético? 
_____________________________________________________________
____________________________________________________________ 
22 
ROTEIRO DE AULA 
Disciplina: Física Tema : Eletromagnetismo 
Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Tempo estimado: 55 minutos 
Objetivo: Analisar a simulação do solenoide devido o conceito de indução 
eletromagnética lei de Lenz e Faraday . 
 
Introdução Solenoide: Fio metálico condutor de corrente elétrica enrolado em 
hélice sobre um cilindro, e que, percorrido por uma corrente, cria um campo 
magnético comparável ao de um ímã. 
LEI DE LENZ E FARADAY 
A lei de Lenz é uma generalização da lei de Faraday, que descreve o 
fenômeno da indução eletromagnética. De acordo com a lei de Lenz, a força 
eletromotriz induzida por uma variação de fluxo magnético será sempre 
formada em um sentido que se oponha a essa variação. A lei de Lenz indica 
qual deve ser a polaridade da força eletromotriz induzida em uma espira, de 
acordo com o sentido em que se dá a variação de fluxo magnético sobre essa 
espira ou bobina. Criada por Heinrich Lenz, essa lei pode ser entendida como 
um complemento à lei de Faraday, em observação ao princípio de conservação 
da energia. 
 
 
FIFURA 11: Esquema do Funcionamento da lei de Lenz 
Fonte: brasilescola.uol.com.br 
 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/michael-faraday.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-inducao-eletromagnetica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-inducao-eletromagnetica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-inducao-eletromagnetica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fluxo-magnetico-lei-faraday.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-energia.htm
23 
Matematicamente, a lei de Lenz é apenas um sinal negativo atribuído 
à lei da indução eletromagnética, observe a fórmula: 
 t
B



 
ΔΦ – variação do fluxo magnético (Wb – Weber ou T/m²) 
Δt – intervalo de tempo (s) 
ε – força eletromotriz induzida (V – Volts) 
De acordo com a lei de Faraday, o surgimento de correntes elétricas 
depende da mudança no fluxo magnético, por isso, escrevemos que a variação 
de tempo do fluxo magnético equivale a um potencial elétrico medido em volts 
(V), que, por razões históricas, é chamado de forçaeletromotriz induzida (ε) 
O sinal negativo da fórmula indica que a polaridade da força 
eletromotriz induzida (ε) deve ser contrária à variação do fluxo magnético ΔΦ 
Se em vez de uma espira, houver N espiras idênticas formados uma 
bobina plana, o fluxo total será BN . 
 
t
N B



 
 
Referências: Força eletromotriz induzida. Disponível em: 
<https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/lei-faraday.htm > . Acesso em 07 de 
julho de 21. 
 A lei de Lenz Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-lei-
lenz.htm. Acesso em 07 de julho de 21. 
 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-que-e-diferenca-potencial.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-eletromotriz-forca-contraeletromotriz.htm
24 
 
ATIVIDADE COM A SIMULAÇÃO PHET: SOLENOIDE. 
 
1. Questões Prévias 
a) O que é um solenoide ? 
b) Descreva a lei de Lenz e Faraday 
c) O que é fluxo magnético 
 
1. Inicie a simulação de Solenoide por meio do link: 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday 
 
i. Clique na aba solenoide. Como mostra a figura baixo 
 
 
 
FIFURA 12: Solenoide 
Fonte: Próprio autor 
 
ii. Reconfigure a partir do quadro a direita da simulação os seguintes itens 
mostrar campo, mostrar medidor do campo e mostrar bussola 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday
25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii. Já que o solenoide é fixo e você só pode movimentar o ima então 
movimente o imã verifique o que acontece com solenoide a partir do 
item mostrar elétron que fenômeno descreve? 
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________ 
 
iv. Mude a posição do ângulo do Imã normal ao vetor que define o campo 
magnético em º90 º30 º60 anote o módulos dos campo 
magnético e calcule suas componentes do eixo x e eixo y assim 
 
COSBBx  
senoBBy  
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________ 
 
v. A partir das expressões acima podemos calcular seu modulo por meio 
da equação: 
 
 
 
 
 
Simulação do aluno 
26 
   22 yx BBB  
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________ 
vi. Calcule o fluxo para cada mudança do vetor campo magnético em 
º90 º30 º60 em 1s 
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________ 
vii. Construa uma tabela com fluxo os ângulos o modulo dos campo e suas 
componentes, 
 
 90 30 
 
60 
B 
xB 
yB 
 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
 
 
ROTEIRO DE AULA 
27 
Disciplina: Física Tema : Eletromagnetismo 
Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Tempo estimado: 55 minutos 
Objetivo: Calcular o valor da Corrente através da relação entre números de 
espiras e o modulo do campo Magnético 
Objetivo especifico: Compreender o funcionamento de um eletroímã 
 
INTRODUÇÃO 
 
Solenoides são fontes de campo magnético formadas por 
enrolamentos de fios condutores, espaçados uniformemente, concêntricos e no 
formato de um cilindro de raio constante. Quando percorridos por uma corrente 
elétrica, eles passam a funcionar como eletroímãs, produzindo um campo 
magnético constante em seu interior. 
A intensidade do campo magnético produzido nos solenoides é 
diretamente proporcional à corrente elétrica que os percorre, bem como ao 
número de espiras que os formam. 
 
 
FIFURA 13: Solenoide 
Fonte: brasilescola.uol.com.br 
 
 
 
 
 
Campo magnético no solenoide 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/condutores-isolantes.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm
28 
Quando uma corrente elétrica atravessa um condutor, há o surgimento 
de um campo magnético. Nos solenoides, por exemplo, é possível produzir um 
campo magnético concentrado no interior de um enrolamento de fios. De 
acordo com o comprimento do solenoide, o campo magnético torna-se mais 
uniforme, de modo que as linhas de indução desse campo fiquem paralelas e 
igualmente espaçadas em seu interior. 
Nas bordas do solenoide, por sua vez, o campo magnético não é 
uniforme, em decorrência do surgimento de efeitos de borda, que distorcem a 
direção e o sentido do campo magnético. 
 
Fórmula do campo magnético no solenoide 
 
A fórmula utilizada para calcular a intensidade de um campo magnético 
B que é gerado por um solenoide de N espiras, percorrido por uma corrente 
elétrica i, de comprimento L, é a seguinte: 
 
 
 
μ – permeabilidade magnética do meio (N/A²) onde: μ0= 
27 /10.4 AN 
N – Número de enrolamentos (espiras) 
L – comprimento do solenoide (m) 
i – corrente elétrica (A) 
 
O que é um eletroímã? 
 
O eletroímã é um dispositivo formado por um núcleo de ferro envolto 
por um solenoide (bobina). Quando uma corrente elétrica passa pelas espiras 
da bobina, cria-se um campo magnético, o qual faz com que os imãs 
elementares do núcleo de ferro se orientem, ficando assim imantado e, 
consequentemente, com a propriedade de atrair outros materiais 
ferromagnéticos. 
 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-corrente-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-corrente-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-corrente-eletrica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm
29 
Referências 
Solenoide: Disponível em : < https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-
magnetico-no-solenoide.htm> acesso em 08 de julho de 2021. 
 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Permeabilidade magnética"; Brasil 
Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/permeabilidade-
magnetica.htm. Acesso em 08 de julho de 2021. 
 
 
Eletroímã: Disponível em :< https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/eletroima.htm> 
acesso em 08 de julho de 2021. 
 
ATIVIDADE COM A SIMULAÇÃO PHET: ELETROÍMÃ 
 
1. Questões Prévias 
a) Revise o conceito de Solenoide. 
____________________________________________________
____________________________________________________ 
b) Desenhe um solenoide produzindo corrente 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) O que acontece no interior de um solenoide? 
____________________________________________________
____________________________________________________ 
 
2. Inicie a simulação no laboratório virtual de Eletromagnetismo através do 
link: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday, clique na 
aba eletroímã. 
 
 
 
SIMULAÇÃO DO ALUNO 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/eletroima.htm
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday
30 
 
i. Reconfigure a partir do quadro a direita da simulação os seguintes itens 
mostrar campo, mostrar medidor docampo e mostrar bussola e mostrar 
elétrons 
 
ii. Mude a posição do ângulo do eletroímã ao vetor que define o campo 
magnético em 30 anote o módulos dos campo magnético e calcule 
suas componentes do eixo x e eixo y 
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________ 
iii. Para N=1 Calcule a corrente para L= 2  metros . 
________________________________________________________________
________________________________________________________________ 
 
iv. Agora a partir do cálculo em iii varie a quantidade de espiras para N= 2 
,N=3, N=4 e calcule os valores do campo magnético . Verifique se seu 
cálculo bate com o medidor de campo na sua simulação lembre que o 
ângulo do modulo do campo é de 30º graus, a simulação não deixa por sua 
vez valores do ângulo exato. 
____________________________________________________________ 
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________ 
v. Construa uma tabela do campo magnético versus número de espiras 
CAMPO MAGNÉTICO 30 N = NÚMERO DE ESPIRAS 
B 
B 
B 
B 
 
vi. Construa um gráfico a partir da tabela acima. 
31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ROTEIRO DE AULA 
Disciplina: Física Tema : Eletromagnetismo 
Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Tempo estimado: 55 minutos 
Objetivo: Estudar o princípio de funcionamento do transformador . 
 
TRANSFORMADORES 
 
Os transformadores de tensão, chamados normalmente de 
transformadores, são dispositivos capazes de aumentar ou reduzir valores de 
tensão. 
Um transformador é constituído por um núcleo, feito de um material 
altamente imantável, e duas bobinas com número diferente de espiras isoladas 
entre si, chamadas primário (bobina que recebe a tensão da rede) e 
secundário (bobina em que sai a tensão transformada). 
O seu funcionamento é baseado na criação de uma corrente induzida 
no secundário, a partir da variação de fluxo gerada pelo primário. 
A tensão de entrada e de saída são proporcionais ao número de 
espiras em cada bobina. Sendo: 
 
 
 
 
GRÁFICO 
32 
S
P
s
P
N
N



 
Onde: 
 P é a tensão no primário; 
 s é a tensão no secundário; 
 é o número de espiras do primário; 
 é o número de espiras do secundário. 
Por esta proporcionalidade concluímos que um transformador reduz a 
tensão se o número de espiras do secundário for menor que o número de 
espiras do primário e vice-verso. Se considerarmos que toda a energia é 
conservada, a potência no primário deverá ser exatamente igual à potência no 
secundário, assim: 
sspP
SP
iViV
PP
.. 

 
Referências 
"Transformadores" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-
2021. Consultado em 08/07/2021 às 11:09. Disponível na Internet em 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/InducaoMagnetica/tran
sformadores.php 
 
ATIVIDADE COM A SIMULAÇÃO PHET: TRANSFORMADOR 
 
1. Questões previas 
a) Como funciona o transformador 
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________ 
33 
b) O que significa transformador primário e secundário. 
____________________________________________________
____________________________________________________
__________________________________________________ 
c) Qual o fenômeno físico que proporciona fontes de tensão nos 
aparelhos eletrodomésticos em sua casa 
____________________________________________________
____________________________________________________ 
 
2. Inicie o laboratório virtual de Eletromagnetismo através do Link 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday em seguida 
clique na aba: Transformador 
 
 
FIFURA 13: Simulação do Aluno: Transformador 
Fonte: próprio autor 
 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday
34 
i. A partir da simulação reconfigure a os parâmetros da simulação 
reconstruindo uma outra simulação a partir dos seguintes dados; Para o 
eletroímã insira o valor número de VP 5 e N= 4 espiras em 
tensão constante Dc; Para o solenoide Área da espira em 65%. Verifique 
ao passar o eletroímã por dentro do solenoide houve deflexão no 
voltímetro, que tensão passa pelo solenoide 
 
 
 
 
 
 
 
Calculo da tensão do Solenoide. 
 
 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
ii. Supondo que os geradores Primário: Eletroímã e gerador secundário: 
Solenoide. Qual o é o gerador abaixador e aumentador.? 
________________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
iii. Calcule a corrente que passa pelo solenoide: gerador 2: Use o princípio 
de conservação da energia. 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
iv. Varie o número de espiras no eletroímã para N=2, N=3 N=4 e mantenha 
constante o número de espiras em N=2 no solenoide. Calcule os novos 
valores das correntes e tensão Dados VP 5 e AP 101  
SIMULAÇÃO DO ALUNO 
35 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________ 
 
v. Construa uma tabela com valores encontrados 
P ?1 s 
n = número de espiras no eletroímã 
 
 
 
 
 
vi. Verifique se existe alguma relação entre o número de espiras e o cálculo 
da corrente e da tensão. Qual a corrente e tensão maior e menor ? 
______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
vii. Construa um gráfico a partir da tabela de v. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GRÁFICO 
36 
ROTEIRO DE AULA 
Disciplina: Física Tema : Eletromagnetismo 
Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Tempo estimado: 55 minutos 
Objetivo: Estudar o princípio de funcionamento do gerador . 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
O gerador elétrico funciona convertendo a energia mecânica contida 
na rotação do seu eixo, que faz com que a intensidade de um campo 
magnético, produzido por um imã permanente que atravessa um conjunto de 
enrolamentos, varie no tempo, o que, pela Lei da indução de Faraday, leva a 
indução de tensões em seus terminais. 
A energia mecânica (muitas vezes proveniente de uma turbina 
hidráulica, a 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 à circulação decorrentes elétrica as pelos enrolamentos e pela 
carga .Essa simulação consiste em uma queda d’água produzida por uma 
torneira que faz girar um imã permanente. O campo magnético do ímã 
permanente também gira com o ímã e faz aparecer um fluxo magnético 
variável em uma bobina fixa que tem seus terminais ligados a uma lâmpada ou 
a um galvanômetro. Pode-se observar o aparecimento de uma corrente elétrica 
induzida variável através do brilho da lâmpada. 
 
Referências 
LOPES,Nelma Aparecida Fernanda; Produto Educacional: Montagem e Uso 
de um Laboratório Virtual Para o Ensino de Eletricidade e Magnetismo, 
Mestrado Profissional em Física, Alfenas/MG, 2019. 
 
 
 
 
 
 
37 
ATIVIDADE COM A SIMULAÇÃO PHET: GERADOR 
1. Questões previas 
a) Conceitue Gerador. 
_______________________________________________________________
______________________________________________________________b) Escreva uma aplicação do uso do gerador. 
_______________________________________________________________
______________________________________________________________ 
 
c) Qual o papel do Imã no funcionamento do gerador? 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
2. Inicie o laboratório virtual de Eletromagnetismo através do Link 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday em seguida clique na 
aba: gerador 
 
FIFURA 13: Simulação do Aluno: gerador 
Fonte: próprio autor 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday
38 
i. No quadro a direita configure a simulação para 50% de intensidade do 
Imã. 
ii. Insira o amperímetro no solenoide ligue a torneira em RPM = 1. 
Verifique a luminosidade da lâmpada logo após insira a bussola o 
ponteiro da bussola se desloca conforme a variação do ângulo? 
Justifique sua resposta. 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
iii. Abra a torneira variando o número de espiras e a porcentagem da área 
da espira no quadro a direita, explique o que aconteceu com a 
intensidade da lâmpada. 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
iv. Observe sua simulação e verifique que existe alguma relação com 
correntes elétricas existentes em nossas casas. Explique. 
__________________________________________________________
__________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
QUESTIONÁRIO FINAL 
Aluno (A) : Data: 
 
Serie: _____________Turma: 
 
1. Escreva um fenômeno eletromagnético estudado. Explique este 
fenômeno 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
2. Quais as grandezas estudas no laboratório virtual de eletromagnetismo. 
Você poderia escrever alguma expressão que contenha essa grandeza. 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________ 
3. Conceitue 
a) CampoMagnético____________________________________________
______________________________________________________________ 
b) Indução eletromagnética 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
c) ELETROIMA 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
d) Solenoide 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
 
E, gerador e transformador e a diferença entre eles? 
_______________________________________________________________
______________________________________________________________ 
40 
4. Qual simulação você achou mais interessante e qual você deve mais 
dificuldade justifique sua resposta. 
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________ 
8. A rede elétrica de alta tensão na qual seus aparelhos eletrodomésticos 
são submetidos por sua vez é fenômeno físico relacionado a qual 
campo da física ? 
e) óptica 
f) Dinâmica 
g) Eletromagnetismo 
h) Acústica 
 
9. Na sua vida de estudante em alguma disciplina ou no seu cotidiano você 
já utilizou algum simulador computacional para resolver algum problema 
de matemática ou de física. Se sim qual? 
__________________________________________________________
__________________________________________________________ 
10. Quais dos fenômenos a seguir é um fenômeno eletromagnético 
e) Fósforo queimando 
f) Vela acesa 
g) Ferrugem 
h) Prego sendo atraído 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41 
5. REFERÊNCIAS 
 
CIBRÃO, Pedro Vitor Coelho; Dissertação de Mestrado Profissional em Física: 
Experimentação Investigativa Em Ensino De Física Para O Ensino Médio, Volta 
Redonda, RJ, Dezembro, 2015 
 
 
GASPAR, Alberto. Eletromagnetismo e Física Moderna 1 edição: Ática, 2000 
 
LEMOS, Ana Cláudia Ribeiro; MENDONÇA Kennya Resende Mendonça. 
LABORATÓRIO VIRTUAL DIDÁTICO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO, 
Relatório Final do PIBIC/PIBITI/CNPq/IFG -agosto/2014-julho/2015. 
 
LOPES,Nelma Aparecida Fernanda; Produto Educacional: Montagem e Uso 
de um Laboratório Virtual Para o Ensino de Eletricidade e Magnetismo, 
Mestrado Profissional em Física, Alfenas/MG, 2019. 
 
LUZ, Antônio Máximo Ribeiro; ÁLVARES, Beatriz Alvarenga. Manual do Professor 
Física (3 ano Ensino Médio)- Contexto e Aplicações,1ed- São Paulo: Scipione,2013- 
 
 
MOREIRA, Marco Antônio; Uma análise crítica do ensino de Física, Revista: 
STUDOS AVANÇADOS 32 (94), 2018. 
 
PARANÁ, Djalma Nunes da Silva. Física 3º Ano do Ensino Médio: Eletricidade 
e Eletromagnetismo, 1 edição: Ática, 2007 
 
 
Imãs e Magnetismos. Disponível em: 
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/imas-e-
magnetismo.html> . Acesso em 07 de julho de 21. 
 O que é um Imã. Disponível em:< https://brasilescola.uol.com.br/o-que-
e/fisica/o-que-e-ima.htm> acesso em 07 de julho de 21 
 
Solenoide: Disponível em : < https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-
magnetico-no-solenoide.htm> acesso em 08 de julho de 2021. 
 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Permeabilidade magnética"; Brasil 
Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/permeabilidade-
magnetica.htm. Acesso em 08 de julho de 2021. 
 
 
Eletroímã: Disponível em :< https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/eletroima.htm> 
acesso em 08 de julho de 2021. 
 
 
o laboratório virtual de Eletromagnetismo Disponível em:< 
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday> acesso em 2 de 
junho de 2021. 
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/imas-e-magnetismo.html
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/eletromagnetismo/imas-e-magnetismo.html
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-ima.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-ima.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/eletroima.htm
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/faraday
42 
 
"Transformadores" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-
2021. Consultado em 08/07/2021 às 11:09. Disponível na Internet em 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/InducaoMagnetica/tran
sformadores.php 
 
6. Anexos: OUTROS TESTES