1 Atividade prática Física Eletricidade _ Passei Direto

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ATIVIDADE PRÁTICA DE FÍSICA ELETRICIDADE 
A Atividade Prática de Física Eletricidade será realizada a partir da utilização do Laboratório Virtual 
de Física (o mesmo utilizado na disciplina de Física Mecânica). Para entrar nos experimentos 
descritos pelo roteiro de experimentos, o aluno deverá abrir o software, entrar na primeira janela e 
clicar no livro que se encontra na mesa (workbook). 
 
Os experimentos a serem realizados são: 
29: Effect of Electric Field on a Moving Charge (O Efeito de um Campo Elétrico no Movimento 
de Partículas Carregadas). 
30: Capacitors (Capacitores) 
31: Electric Current (Corrente Elétrica) 
32: Series and Parallel Circuits (Circuitos em Série e em Paralelo) 
33: Effect of a Magnetic Field on a Moving Charge (O Efeito de um Campo Magnético no 
Movimento de Partículas Carregadas). 
1) O aluno deverá fazer um Relatório Cientifico para os experimentos , conforme modelo 30 e 32
postado na rota de estudos - AVA. Neste relatório devem constar todos os gráficos e diagramas 
solicitados no roteiro do experimento (também postado na rota de estudos - AVA) de forma que as 
respostas para todas as perguntas do mesmo roteiro devem ser exploradas no texto do relatório. Os 
gráficos deverão ser realizados em Excel ou Word. 
2) O aluno deverá realizar os experimentos e apresentar somente as respostas às 29, 31 e 33
perguntas colocadas no roteiro de experimentos. Não é necessário apresentar estes experimentos 
na forma de um relatório. Apresente somente as perguntas e as respectivas respostas num 
documento redigido em Word. Tanto os relatórios (referente aos experimentos ) como os 30 e 32
trabalhos (referente aos experimentos ) deverão ser postados no AVA (em formato .doc 29, 31 e 33
ou .pdf) no link Trabalhos até o dia 30/05/2016. 
3) Além disso, até a data final de postagem da Atividade Prática no link Trabalhos, o aluno deverá 
assinar uma lista de entrega da Atividade Prática no polo junto ao tutor presencial. A seguir 
selecionamos os experimentos a serem realizados. 
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29 O efeito de um campo elétrico no movimento de par�culas 
carregadas 
Obje�vo 
Estudar o efeito do campo elétrico no movimento de par�culas carregadas. 
Procedimento 
1-Uma vez aberto o Virtual Physics e selecione E�ect of an Eletric Field on Moving Charges na lista de 
experimentos. O programa vai abrir a bancada de �sica quân�ca (Quantum). 
 
 
 
2-O experimento está montado em cima da mesa, onde temos um canhão de elétrons (Electron Gun) que está 
no lado esquerdo da mesa e no lado direito da mesa temos uma tela de fósforo verde (Phosphor Screen) que 
irá detectar os elétrons (-). Clique no botão verde-vermelho (On/O�) para ligar a tela de fósforo verde . 
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4-Clique na mesa de experimentos e arraste para esquerda, e em seguida arraste a janela do detector de 
fósforo verde para para direita, evitando a sobreposição. Clique no botão (Grid) na tela de fósforo a 
verde. Clique nos botões acima e abaixo dos dígitos para modi�car o campo elétrico (Electric Field) localizado 
no centro da mesa, quando você clicar vai aparecer uma mãozinha. Observe o ponto iluminado na tela do 
detector. Vá ajustando o campo elétrico de 1 em 1 V até 10 V (muita atenção para não clicar entre os dígitos, 
pois isso muda a posição do ponto decimal; para mudar o ponto decimal de volta, clique onde ele estava 
originalmente). 
 
 
5- Qual o comportamento do ponto luminoso na tela de fósforo verde à medida que diferença de potencial a 
entre as placas aumenta? Por quê? 
R: Ocorre um desvio considerável do ponto luminoso para a direita da tela. 
 
 
6- Aumente a corrente elétrica do canhão de elétrons para 1ª, clicando acima do dígito das centenas no 
controlador (o segundo visor da esquerda para a direita). O que acontece com o ponto luminoso na tela de 
fósforo verde? Por quê? 
R: Aumenta a intensidade do brilho do ponto luminoso. 
 
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7- O que acontece com o ponto luminoso quando você aumenta a energia ciné�ca do feixe de elétrons? Por 
quê? 
R: Diminui o desvio dos elétrons. 
 
 
8- Agora vamos trocar o modo de emissão para par�culas alfa, zerando o medidor de campo elétrico ajustando 
os valores até o ponto luminoso �car no ponto central da tela de fósforo verde. 
 
9-Devolva o canhão de elétrons arrastando para ao balcão do almoxarifado (Stockroom). Clique no 
almoxarifado para entrar e clique duas vezes no canhão de elétrons para devolvê-lo à prateleira. Clique duas 
vezes na fonte de par�culas alfa (Alpha Source) para selecioná-la ou arraste-a para o balcão. Clique na seta 
verde Return to Lab para voltar à bancada. Arraste a fonte de par�culas alfa para a mesa, colocando-a no 
mesmo lugar em que estava o canhão de elétrons. Clique (On/O�) para abrir a janela da fonte de par�culas. 
Qual a posição do ponto luminoso na tela de fósforo? 
R: Posição central da tela. 
 
10-Altere campo elétrico de V (volts) para kV (quilovolts) clicando no botão acima da unidade (tem que o 
aparecer uma mãozinha), observe que movimento do ponto luminoso enquanto você aumenta a diferença o 
de potencial de 0 kV para - 5,9 kV, é pequeno. Qual o lado que o ponto luminoso se deslocou? 
R: Ocorre um pequeno desvio do ponto luminoso para a esquerda. 
 
 
11- Por que é necessário uma diferença de potencial maior para mover as par�culas alfa em relação ao feixe 
de elétrons? 
R: Precisamos de mais energia devido a massa da par�cula alfa ser maior. 
 
 
12- Qual o comportamento do feixe quando mudamos o sinal para posi�vo? 
R: Desvio o feixe de par�culas para o lado direito. 
 
13-Do que é formada uma par�cula alfa? 
R: É uma par�cula carga posi�va sendo cons�tuída de um núcleo um átomo de Hélio com 2 prótons e 2 de
nêutrons. 
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30 Capacitores 
Obje�vo 
Entender o armazenamento de energia potencial elétrica observando como os capacitores são carregados e 
descarregados. 
Procedimento 
1-Abra o Virtual Physics e clique em Capacitors na lista de experimentos. O laboratório virtual vai abrir a 
bancada de circuitos elétricos (Circuits). 
 
2-No momento que você abre o experimento existe um resistor e um capacitor ligado a uma fonte de 
alimentação com 10V (chamado de gerador de função), esta fonte está desligada. O resistor é u�lizado para 
aumentar o tempo de carga e descarga do capacitor. 
3-Se observarmos o circuito temos um mul�metro medindo a tensão (voltagem) e um osciloscópio também 
ligado ao capacitor. Para ligar o osciloscópio clique em cima dele e arraste para não atrapalhar a visualização 
da mesa de experimentos. 
4- Precisamos medir a tensão e o tempo, usando um cronômetro, anote a elevação de tensão e o tempo. Para 
dar início ao experimento, clique na prancheta do lado direito e selecione o item 6, Charging Capacitor. Seja 
rápido pois tem que medir a tensão e o tempo, talvez precisede alguém para ajudar a cronometrar. Anote 
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todos os dados até o capacitor chegar em 5 V. Segue a tabela exemplo a seguir. Preencha todos os valores e 
faça um grá�co da tensão em função do tempo. 
 
 
5-Se precisarmos armazenar mais energia, temos que aumentar a capacitância. Por quê? 
R: Sim, porque a energia de armazenamento é diretamente proporcional a carga do capacitor. 
6- Se precisarmos diminuir o tempo de carga de um capacitor quais os componentes que podemos alterar no 
circuito? 
R: O resistor e o capacitor. 
7-Agora vamos descarregar o capacitor, clique no botão Reset Lab no canto inferior da mesa. Clique na 
prancheta do lado direito e selecione o item 7, Discharging Capacitor, descarregando o capacitor, onde temos 
um circuito de descarga de um capacitor. Anote na tabela os respec�vos valores do tempo de descarga, de 
10V até chegar em 0V, conforme a tabela, em seguida realize os grá�cos da tensão em função do tempo. 
 
 
0
1
2
3
4
5
0 100 200 300 400 500 600 700
Tensão (V)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20 25
Tensão (V)
Medida Tempo 
(s) 
Tensão 
(V) 
1 75 1 
2 194 2 
3 322 3 
4 487 4 
5 667 5 
Medida Tempo 
(s) 
Tensão 
(V) 
1 0 10V 
2 1 9V 
3 2 8V 
4 3 7V 
5 6 6V 
6 7 5V 
7 10 4V 
8 15 3V 
9 18 2V 
10 22 1V 
11 25 0V 
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31 Corrente elétrica 
Obje�vo 
Estudar o comportamento da corrente elétrica ao passar por disposi�vos elétricos passivos (resistores). 
Procedimento 
1-Para iniciarmos o Virtual Physics é necessário clicar em Electric Current na lista de experimentos. O programa 
vai mostrar a bancada de circuitos elétricos (Circuits). 
 
2-Neste experimento temos três circuitos montados no protoboard (matriz de contatos), um resistor simples, 
três resistores em série e um circuito misto. Inicialmente conecte a alimentação (gerador de função) ao circuito 
que se pretende estudar. U�lizando os instrumentos de medição, o osciloscópio e o mul�metro, você irá medir 
a intensidade de corrente elétrica em diferentes pontos do circuito simples, e em seguida irá medir a corrente 
elétrica em diferentes pontos dos outros �pos de circuito. 
3-Altere a tensão de alimentação (gerador de função) que está conectado ao resistor simples e está setado 
para 12 V DC, altere a tensão para 20 V. Observe no protoboard que o binho amarelo está conectado ao polo ca
posi�vo do gerador e o cabinho verde ligado ao polo nega�vo. 
 
 
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Resistor simples 
 
4-Com a alimentação selecionada para 20V, aperte o botão verde (On/O�), observando que o mul�metro está 
no modo de amperímetro (I DC) para medir corrente ampères (A) e se observarmos está conectado ao ponto 
23C, do lado posi�vo do resistor. A corrente vai circular pelo amperímetro e então pelo circuito. Se 
considerarmos o sen�do eletrônico da corrente elétrica, os elétrons saem do polo nega�vo e vão para o polo 
posi�vo, portanto preencha a tabela abaixo com os valores medidos da corrente. 
5-Pegue as pontas de provas do amperímetro e mude para o outro lado do resistor, arrastando a ponteira 
vermelha para o ponto 20C. Preencha a tabela de dados abaixo. 
Resistor Corrente de entrada Corrente de saí da
100 0,200 0,200 
 
 
Resistores em série 
 
6-Mova o cabo amarelo do resistor simples (ponto 23A) ao conjunto de três resistores conectados no canto 
inferior da matriz de contatos (ponto 19F). Ele deve estar conectado ao lado posi�vo do gerador de funções e 
ao primeiro resistor da série. Mova o cabo verde (ponto 18A) para o úl�mo resistor da série (ponto 4F). Ele 
deve ainda estar conectado ao lado nega�vo do gerador de funções, re�re as pontas de prova do amperímetro 
para poder mexer nos cabos . 
 
7-Vamos medir a corrente que entra e a corrente que sai em cada resistor e preencher a tabela abaixo. 
Resistores em série Corrente de entrada Corrente de saída 
Resistor 150  0,047 0,047 
Resistor 180  0,047 0,047 
Resistor 100  0,047 0,047 
 
8- Observando a tabela de dados qual é a conclusão? 
R: A corrente elétrica de entrada em um circuito em série é a mesma que a corrente elétrica de saída. 
 
 
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Resistores em paralelo 
 
8-Observando a matriz de contatos, mova o cabo amarelo para o ponto 8A da matriz de contatos e o cabo 
verde para o ponto 2A. 
9-Anote os dados da corrente elétrica que entra e a corrente elétrica que sai de cada resistor e preencha a 
tabela de dados abaixo. 
Resistores em paralelo Corrente de entrada Corrente de saída 
1 k 0,020 0,020 
200  0,100 0,100 
500  0,040 0,040 
 
10-Qual o comportamento da corrente elétrica em resistores num circuito em série? 
R: A corrente elétrica que entra no circuito, e é a mesma que sai. 
 
11-O que acontece com a diferença de potencial em cada resistor num circuito em paralelo? 
R: A diferença de potencial é a mesma cada resistor. em
 
3- No circuito paralelo o que acontece com as correntes em cada resistor? 
R: A corrente se divide conforme o número de resistores e o valor deles. 
 
4-Podemos considerar um circuito formado de resistores como um único resistor? 
R: Sim, podemos considerar um resistor equivalente de uma associação qualquer. 
 
5- Na �sica, qual analogia podemos fazer do conceito de corrente elétrica com a hidráulica? 
R: Podemos fazer uma analogia com um reservatório de água (energia potencial gravitacional), e na 
eletricidade temos a bateria onde temos a energia potencial elétrica. Podemos fazer analogia da corrente 
elétrica com o �uxo de água na tubulação. 
 
 
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6- Qual a diferença de corrente elétrica convencional e corrente real ou eletrônica? 
R: Corrente convencional é como se �véssemos portadores de carga posi�vo se deslocando. E na corrente real 
temos o movimento de elétrons num condutor.