Experimentos de Eletromagnetismo de Baixo Custo

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O Eletromagnetismo 
com experimentos de baixo custo 
 
 
 
 
 
Prof: Jonny Nelson Teixeira 
jonny@if.usp.br 
Prof: Luis Augusto Alves 
Luis_aa@ig.com.br 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 1: Eletrização por atrito e tipos de cargas 
 
Materiais: 
Canudinhos de refrigerante, papel toalha e linha. 
 
 
Procedimento: 
Amarre o fio no centro do canudinho, para que ele fique equilibrado. Atrite o 
canudinho com o papel toalha e aproxime-o da parede, repita a o atritar se ele não 
aderir, em seguida atrite o canudinho do pendulo segurando pelo no do fio para que não 
desfaça o pendulo, segure na linha do pêndulo e aproxime o outro canudinho dele. 
 
Discussão: 
 Descreva o que ocorreu. 
 Como você explicaria o que ocorreu: 
a) Ao atritar. 
b) Porque o canudo adere a parede. 
c) Ao aproximar os canudinhos. 
 
Repita o experimento aproximando o papel (utilizado para atritar o canudinho) do 
pêndulo. 
 Como você explicaria o que ocorreu com o papel: 
d) Ao atritar o canudo. 
e) Ao aproximá-lo do pêndulo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 2: Eletrização por contato e por indução. 
Materiais: 
Canudinho de refrigerante, quadrado feito de papel cartão, massa de modelar, uma 
fitinha de papel de bala de aniversário (papel de seda) e papel toalha para atritar o 
canudinho. 
 
Procedimentos: 
1) Monte o esquema como na foto acima, cortando o quadrado de papel cartão e 
colando com um pedaço de fita adesiva o fitilho de papel de bala. Cole com fita 
adesiva o cartão em um dos canudinhos e prenda o “pé” do canudinho na massa 
de modelar para que a pequena bandeira formada fique em pé, ou peça a um 
membro do grupo para segurá-la. Atrite um dos canudinhos com o papel toalha 
até eletrizá-lo e esfregue-o no cartão algumas vezes. Repita a operação umas três 
vezes. 
Discussão: 
 Descreva o que ocorreu. 
 Como você explicaria o que ocorreu: 
a) Ao tocar com o canudinho eletrizado no cartão (análise entre cartão e 
canudinho). 
b) Com o fitilho. 
 Faça um desenho esquemático das cargas no canudinho, no cartão e no fitilho. 
Agora toque no cartão eletrizado com o dedo e observe. 
 Descreva o que ocorreu. 
 Como você explicaria o que ocorreu: 
c) Com as cargas elétricas do cartão ao tocá-lo com o dedo. 
d) Com o fitilho, após o toque. 
 Faça um desenho esquemático das cargas no sistema durante o toque. 
 
2) Com o mesmo arranjo do procedimento 1, atrite o canudinho e apenas aproxime-o 
do cartão (sem que o canudinho toque no cartão), com o canudinho eletrizado 
próximo ao cartão toque com um dedo no cartão, afaste o dedo do cartão em 
seguida o canudinho também deve ser afastado e observe. 
 Descreva o que ocorreu. 
 Como você explicaria o que ocorreu: 
e) Com as cargas elétricas do cartão ao tocá-lo com o dedo e afastar o 
mesmo. 
f) Com as cargas elétricas do cartão após afastar o canudinho. 
 Faça um desenho esquemático das cargas no sistema durante esta etapa. 
 
 
 
 
 
Experiência 3: Mapeando o campo elétrico. 
 
Materiais: 
Canudinho, papel toalha, seta de cartolina, fio fino, papel sulfite, duas placas de 
papel cartão eletrizadas com cargas opostas. 
 
 
Procedimento: 
 
Construa a seta de cartolina conforme a ilustração, em seguida eletrize um 
canudinho e apóie-o na massa de modelar sobre a folha de sulfite, e com outro 
canudinho eletrize a seta por contato, em seguida segurando a seta conforme a 
ilustração mova a seta ao redor do canudinho marcando a lápis no papel a 
orientação que a seta assume em cada ponto. Repita o mapeamento para a 
situação ilustrada onde as placas de papel cartão são colocadas frente a frente. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou. 
 Discuta seus registros. 
 O que é possível afirmar sobre as cargas durante os experimentos. 
 A seta revelou alguma direção em especial nos dois casos? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 4: Dipolos magnéticos. 
 
Materiais: 
Imãs e materiais diversos. 
 
 
 
Procedimento: 
Aproxime os imãs um do outro por vários lados e observe o que ocorre e registre. Em 
seguida aproxime os vários materiais de um imã e observe o que ocorre e registre. 
 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou. 
 Discuta seus registros. 
 Quais os materiais que interagiram com os imãs? 
 Porque alguns materiais interagem com os imãs e outros não? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 5: Mapeando o campo magnético. 
 
Materiais: 
 
Imãs, sulfite, lápis, bússola e limalha de ferro. 
 
 
 
Procedimento: 
Coloque o imã sobre a folha de papel sulfite, em seguida coloque ao bússola em torno da 
região onde esta o imã e marque as orientações da bússola em cada ponto, após 
espalhe a limalha de ferro sobre a folha e observe. Repita o procedimento para dois imãs 
sob o sulfite. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou. 
 Discuta seus registros. 
 O que é possível afirmar sobre o(s) imã(s) durante os experimentos. 
 A sua marcação revelou alguma direção em especial nos dois casos? 
 E a limalha por que ele se comporta da forma observada? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 6: Energia Magnética 
Materiais: 
Trilho de madeira, ímãs de Neodímio, 3 esferas de aço 
 
 
Procedimento: 
Coloque os ímãs e as esferas conforme a ilustração, segure os ímãs levemente com um 
dos dedos e role devagar a bolinha solta para que ela colida devagar com os ímãs e 
observe com atenção o fenômeno. 
Discussão: 
 
 Descreva o que ocorreu. 
 Faça um desenho esquemático do arranjo, representando o campo magnético nos 
ímãs e nas bolinhas 
 Como você explicaria o que ocorreu: 
a) Antes da colisão. 
b) Durante a colisão. 
c) Após a colisão. 
 Repita o experimento arremessando a bolinha com maior velocidade contra os imãs 
observe e justifique 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 7: Campo magnético Terrestre 
Materiais: 
Esfera de isopor, bússola, barbante e fita adesiva. 
 
 
 
Procedimento: 
Fixe um fio de barbante a esfera de isopor em seguida a pendure e depois passeie 
com a bússola sobre sua superfície, e estude sua orientação. Perceba o que ocorre e 
registre. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou. 
 Discuta seus registros. 
 É possível comparar suas observações na esfera com o planeta terra? 
 Como as bussolas podem ser úteis a orientação, para viajantes? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 8: Corrente elétrica 
Materiais: 
 
Lâmpadas, soquetes, pilhas e suporte de pilhas. 
 
 
 
Procedimento: 
 
Ligue apenas uma lâmpada as pilhas e observe. Em seguida ligue duas lâmpadas às 
pilhas, depois três lâmpadas e por fim as quatro lâmpadas sempre registrando o que 
observou. Sua ligação foi em serie ou em paralelo? 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou caso a caso. 
 Discuta seus registros. 
 Porque a lâmpada acende? Como é o campo elétrico no circuito? Qual sua relação 
com a diferença de potencial nas pilhas? 
 Se, ligou as lâmpadas em serie refaça o experimento e ligue em paralelo (e vice 
versa) os registros e a discussão. 
 Qual a diferença entre o circuito serie e paralelo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 9: Resistência elétrica 
Materiais: 
 
Lâmpada, soquete, pilhas e grafite. 
 
 
 
Procedimento: 
 
Ligue o positivo da pilha em apenas uma das lâmpadas do suporte. Fixe a garra 
jacaré em uma das extremidades da grafite e passe a ponta do outro fio conectado 
na lâmpada por toda a extensão da grafite. Observe com atenção todo o sistema. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou, especificando a posição do fio em relação à garra jacaré. Tente explicar porque o observado ocorre. 
 Tente explicar como é o campo elétrico fora e dentro dos materiais (fio, pilha e 
grafite) em todos os casos (perto da garra e longe da garra). 
 Qual é a grandeza física responsável pelo que ocorreu com o brilho da lâmpada e o 
que acontece com ela ao passar com o fio pela grafite? Porque isso acontece? 
 Seguindo a questão anterior, explique o que acontece com os elétrons livres em 
cada um dos materiais discutidos no sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 10: Equipotenciais e campo elétrico 
Materiais: 
 
Lâmpada, soquete, bateria de 9 V, bandeja, água, sal, placa de metal. 
 
 
Procedimento: 
 
Coloque água + sal na bandeja até próximo da borda. Encaixe a placa de metal em 
uma das bordas da bandeja e a prenda com uma das garras jacaré ligada à bateria 
(não importa o pólo). Mergulhe a outra garra na água + sal na parte oposta à placa 
e vá devagar aproximando (na perpendicular à placa) não toque o pólo na placa e 
observe. Em seguida escolha um ponto no meio o recipiente e mova o pólo dentro 
da água (paralelamente a placa) e observe. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou no sistema quando a garra foi mergulhada na água e 
quando você foi aproximando da placa. 
 Discuta o que aconteceu e tente explicar o comportamento da lâmpada. 
 Faça um desenho esquemático do que acontece com cargas, campos elétricos, 
potencial elétrico e íons na solução aquosa quando a garra está longe e quando 
está perto da placa. 
 
Agora estacione a garra jacaré em uma posição e movimente-a lateralmente. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou no sistema quando a garra foi mergulhada na água e 
quando você foi aproximando da placa. 
 Tente explicar o que ocorre com o brilho da lâmpada, quando se movimenta a garra 
na mesma linha da placa. 
 Faça um desenho esquemático do sistema nesta configuração e tente explicar o 
que ocorre com o campo elétrico e com o potencial elétrico. 
 
 
 
 
 
 
Experiência 11 Corrente elétrica e campo magnético 
 
Materiais: Bússola (construída no experimento ), fio flexível fino, pilha e suporte de 
pilha. 
 
 
 
Procedimento: 
 
Enrole o fio no pote da bússola conforme a ilustração coloque a bússola em posição 
tal que os fios fiquem paralelos a agulha da bússola, ligue um dos pólos da pilha em 
uma das pontas do fio e com a outra ponta do fio apenas toque no outro pólo da 
pilha e observe a bússola. Troque o pólo da pilha, para a outra ponta do fio e apenas 
toque no outro pólo com a outra ponta e observe. 
 
Discussão: 
 
 Descreva suas observações. 
 Como explica o que observou. 
 Faça um diagrama que representa a observação e sua explicação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 12: Força de Lorentz 
Materiais: 
 
Base de madeira, fio rígido de 1,5 mm2, ímã, suporte com pilhas. 
 
 
Figura 1 Figura 2 
 
Procedimento: 
 
Faça um suporte em gancho com dois pedaços de fio rígido de cerca de 15 cm e 
fixe-os lateralmente com parafusos. Com o outro pedaço de fio maior faça um “U” e 
pendure-o nos ganchos formando um pêndulo, como ilustrado na figura 1. Coloque 
o ímã na parte de baixo do pêndulo, prenda uma das garras do suporte na base de 
um dos ganchos de sustentação do pêndulo e encoste a outra garra jacaré no outro 
gancho. Observe com atenção. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou no sistema. 
 Discuta com o grupo e tente explicar o que aconteceu com o pêndulo. 
 Faça um desenho esquemático dos campos elétricos e magnéticos e do movimento 
das cargas elétricas no sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 13 – Motor 
 
Materiais: Fio de cobre, pilha, clips p/ papel, fita adesiva e imã. 
 
 
 
 
Procedimento: 
 
Enrole o fio para produzir uma bobina como na ilustração em seguida lixe as 
extremidades da bobina (tomando o cuidado de não lixar a volta toda), prenda os 
clips à pilha com fita adesiva (certificando-se de que o metal do clip tenha contato 
com os pólos da pilha) ponha o imã sobre a pilha e em seguida a bobina apoiada 
nos clips. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou 
 Como explica o que ocorreu? 
 Porque devemos lixar apenas parte da volta do fio da bobina? 
 Faça um diagrama representando o movimento e as grandezas físicas 
importantes para o efeito observado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 14: Gerador eletromecânico (Lei de Lenz e Lei de Faraday) 
Materiais: 
 
Carretel com cerca de 120 m de fio 28 AWG enrolado, um LED (de preferência 
vermelho e de alto brilho), ímãs. 
 
 
Figura 1 Figura 2 
 
Procedimento: 
 
Enrole o fio no carretel (que pode ser feito com um cano de 1 ¼” ou com rolo de 
suporte de papel toalha ou papel higiênico) em toda a sua extensão, tomando 
cuidado para deixar as duas pontas na mesma posição e livres. Depois que o 
carretel estiver enrolado raspe as pontas livres do fio e prenda ou solde o LED, como 
mostrado na figura 2. Com um pedaço de papel cartão faça um cano de menor 
diâmetro que o carretel (pode ser utilizado um cano de PVC de diâmetro menor), 
insira-o dentro do carretel e deixe cair o ímã por dentro do cano. Tome o cuidado de 
colocar algo macio, pois o ímã pode se quebrar com facilidade. Observe o que 
ocorreu. 
 
Discussão: 
 
 Descreva o que observou no sistema. 
 Discuta com o grupo e tente explicar o que aconteceu quando o ímã está entrando 
na bobina e quando ele está saindo. 
 Faça um desenho esquemático dos campos magnéticos do ímã antes dele entrar na 
bobina, quando ele está dentro e quando está saindo dela. Se acontece o que você 
viu com o LED, qual conclusão que você chegou na sua análise com relação às 
cargas e campos elétricos e magnéticos dentro do fio da bobina? 
 
Agora, em vez de soltar o ímã para que ele passe por dentro da bobina, deixe o ímã 
em repouso e movimente a bobina rapidamente para cima. 
 
 O que pode ser feito se o LED não acender? Justifique sua resposta. 
 O que pode ser concluído com relação aos movimentos entre ímã e bobina e vice-
versa? Existe alguma diferença quando um está em movimento e o outro parado e o 
contrário? Justifique sua resposta. 
Experimento 15 - Curto circuito para criar uma Onda Eletromagnética 
Materiais: Fio de cobre, pilha, rádio AM (sintonizado fora da faixa). 
 
 
 
Procedimento: 
 
Ligue o radio na faixa do AM e sintonize-o entre as estações para ouvir um chiado 
continuo e limpo, em seguida segure as garra jacaré do suporte de pilhas e encoste uma 
na outra por um curto intervalo de tempo, produzindo um curto circuito, e escute o que 
ocorre com o rádio. 
 
Discussão: 
 
 Descreva e faça suas observações a cerca do que ouviu. 
 Como explica o fenômeno? 
 Faça um diagrama que represente o fenômeno com as grandezas físicas 
envolvidas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experimento 16 – “Blindagem” eletromagnética 
Materiais: Rádio AM/FM, (celular), Papel alumínio. 
 
Procedimento: 
Ligue o radio em uma estação a sua escolha em seguida enrole-o na folha de alumínio e 
observe. Enrole um telefone celular no alumínio e ligue para o seu número e observe. 
Discussão: 
 Descreva e faça suas observações a cerca do que ocorreu nos dois casos. 
 Como explica o fenômeno? Se houver diferença(s) justifique-as. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experiência 17: Rádio de Galena 
Materiais: 
 
45 m de fio esmaltado nº 28 AWG, um pedaço de cerca de 15 cm de cano de 3 cm 
de diâmetro aproximadamente, dois capacitores eletrolíticos (220 pF e 470 pF,50 V), 
um diodo simples de germânio ou silício para radiofreqüência (OA90 ou 1N34, por 
exemplo), um fone de ouvido do tipo de telefone, fios para a ligação e solda. 
 
 
Procedimento: 
Enrole o fio no cano, tomando cuidado para que as voltas de fio estejam bem juntas, 
lado a lado, sem falhas e sem sobreposições de fio. Reserve. Faça o circuito do rádio 
utilizando os dois capacitores e o diodo como no esquema abaixo e prenda-o na 
base de madeira com grampos ou percevejos. Solde os terminais do auto falante nas 
pontas do capacitor de 220 pF. 
Uma das pontas do solenóide deve ser soldada no capacitor de 470 pF e a outra 
ponta na antena, que pode ser feita com um pedaço de cerca de 40 m de fio 
cabinho esticado. A ponta do fio ligada no capacitor deve ser aterrada, o que pode 
ser feito ligando-a em um prego na parede ou algo metálico já ligado à parede. Lixe 
a parte de cima do solenóide feito com o fio enrolado até que o verniz que recobre 
o fio seja completamente retirado. 
Quando o aparelho estiver ligado na antena e aterrado ele já deverá estar 
funcionando. Para sintonizar, passeie com o fio por cima da parte descascada do 
solenóide e escute atentamente o fone de ouvido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Discussão: 
 Tente identificar quais são os componentes que fazem a detecção da Onda 
Eletromagnética que chega no rádio. O que acontece quando a Onda chega até o 
Rádio? Que componente da Onda Eletromagnética age no sistema primeiro? 
Justifique sua resposta. 
470 Pf 
220 Pf 
Fone