# data[].attributes.body
Definição de energia potencial elétrica

Toda carga elétrica produz um campo elétrico que se permeia pelo espaço, sendo capaz de produzir forças de atração ou repulsão sobre outras cargas elétricas. A interação entre cargas, portanto, dá origem a uma energia potencial, que pode ser transformada em energia cinética, no caso em que uma dessas cargas seja móvel, por exemplo.

Sozinha, uma carga elétrica não apresenta energia potencial elétrica, é preciso que uma carga de prova interaja com ela, dessa maneira, a medida da energia potencial elétrica depende da magnitude das cargas, bem como da distância entre elas.

A energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, e, por isso, para conhecermos a medida da energia potencial elétrica total de um sistema de vários corpos carregados, é necessário somar a energia potencial gerada pela interação de cada par de corpos eletrizados.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
potencial elétrica é uma forma de energia relacionada à posição relativa entre pares de cargas elétricas. A energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, medida em joules, que pode ser calculada multiplicando-se o módulo da carga de prova, medida em coulombs, pelo potencial elétrico, em volts.
Veja mais: Potencial elétrico em um ponto p
Definição de energia potencial elétrica

Toda carga elétrica produz um campo elétrico que se permeia pelo espaço, sendo capaz de produzir forças de atração ou repulsão sobre outras cargas elétricas. A interação entre cargas, portanto, dá origem a uma energia potencial, que pode ser transformada em energia cinética, no caso em que uma dessas cargas seja móvel, por exemplo.

Sozinha, uma carga elétrica não apresenta energia potencial elétrica, é preciso que uma carga de prova interaja com ela, dessa maneira, a medida da energia potencial elétrica depende da magnitude das cargas, bem como da distância entre elas.

A energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, e, por isso, para conhecermos a medida da energia potencial elétrica total de um sistema de vários corpos carregados, é necessário somar a energia potencial gerada pela interação de cada par de corpos eletrizados.

A energia potencial elétrica é diretamente proporcional às cargas e inversamente proporcional à distância.

Fórmula de energia potencial elétrica

A fórmula de energia potencial elétrica (E P) é dada pelo produto entre a carga elétrica geradora (Q), a carga elétrica de prova (q), e a constante eletrostática do vácuo (k ₀), dividido pela distância entre as cargas, como mostramos a seguir:

Além dessa fórmula, é possível calcular a energia potencial elétrica por meio do potencial elétrico produzido pela carga geradora (U) multiplicado pela magnitude da carga elétrica de prova. Ao levarmos em conta o sinal da energia potencial elétrica, entende-se que uma energia potencial elétrica negativa está relacionada à atração entre as cargas, enquanto um sinal positivo refere-se à repulsão entre as cargas.

Veja também: Equações da eletricidade
Exemplo de energia potencial elétrica

Confira um exemplo de como se deve usar a fórmula de energia potencial elétrica:

cargas elétricas de 2,0 μC e -3,0 μC encontram-se fixas e separadas por uma distância de 0,5 m, no vácuo. Calcule a energia potencial elétrica gerada pela interação entre essas cargas.

Para resolver o exemplo, devemos lembrar-nos dos prefixos de unidades, muito comuns para a denotação de cargas elétricas, que geralmente exigem unidades de medida muito pequenas. Em seguida, sabendo que o prefixo μ equivale à , devemos desenvolver o cálculo da energia potencial elétrica:

Energia potencial elétrica no capacitor

Os capacitores são dispositivos utilizados para o armazenamento de cargas elétricas, dito isso, é possível calcular a quantidade de energia potencial elétrica armazenada entre as armaduras condutoras dos capacitores. Para tanto, precisamos conhecer alguns parâmetros, como a carga elétrica armazenada, a diferença de potencial entre as placas ou, ainda, a capacitância.

A figura seguinte traz as diferentes fórmulas usadas para o cálculo da energia potencial elétrica nos capacitores:

Veja também: 5G - a nova rede que revolucionará as telecomunicações
Potencial elétrico e energia potencial elétrica

Potencial elétrico e energia potencial elétrica são coisas diferentes, porém relacionadas. Enquanto o potencial elétrico é medido em volts, a energia potencial elétrica é medida em joules, por exemplo. O potencial elétrico é uma propriedade de cada carga elétrica, enquanto a energia potencial elétrica é produto da interação entre pares de cargas e não existe em cargas solitárias.

A relação entre essas duas grandezas é a seguinte: o potencial elétrico é igual à energia potencial elétrica por unidade de carga, ou seja, a quantidade de volts de uma certa região do espaço determina qual será a energia potencial elétrica para cada 1 C de carga elétrica de prova.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Variação da energia potencial elétrica

A variação da energia potencial elétrica dá-se graças à realização de um trabalho pela ação da força elétrica. Quando uma carga móvel é posicionada nas proximidades de uma carga fixa, por exemplo, a força elétrica transforma a energia potencial elétrica em energia cinética, por isso, podemos dizer que a variação da energia potencial elétrica equivale ao trabalho realizado, bem como à variação da energia cinética adquirida pelas cargas móveis.

A fórmula que relaciona variação de energia potencial elétrica, trabalho e variação de energia cinética é mostrada a seguir, observe:
Veja também: O que é diferença de potencial?
Exercícios sobre energia potencial elétrica

a) Energia potencial elétrica é a quantidade de carga elétrica armazenada em um corpo eletrizado.

b) Energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, medida em joules.

c) Energia potencial elétrica é uma grandeza vetorial, medida em volts.

d) Energia potencial elétrica é uma medida da passagem de cargas elétricas.

e) Energia potencial elétrica é uma das formas conhecidas da energia mecânica.

A energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, medida em joules, sua natureza é eletromagnética, uma vez que surge da interação entre cargas elétricas, portanto, a alternativa correta é a letra b.
Resolução:
Vamos usar a fórmula da energia potencial elétrica para resolver o exercício, observe:

De acordo com o cálculo, a energia potencial elétrica desse sistema é igual a 1,8.10^4 J. Portanto, a alternativa correta é a letra a.

# data[].attributes.attachment_link.title
Energia potencial elétrica: definição e fórmula - Mundo Educação

# data[].attributes.attachment_link.description
potencial elétrica é uma forma de energia relacionada à posição relativa entre pares de cargas elétricas. A energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, medida em joules, que pode ser calculada multiplicando-se o módulo da carga de prova, medida em coulombs, pelo potencial elétrico, em volts.

# data[].attributes.body
Capacitores são elementos reativos que reagem à passagem de corrente através do acúmulo de cargas elétricas, ou seja, o capacitor é capaz de armazenar energia eletroestática. Os capacitores mais comuns são construídos por duas placas condutivas (metálicas), separadas por um material dielétrico (material isolante).

O princípio de funcionamento de um capacitor inicia quando uma tensão elétrica é aplicada em suas placas condutoras, conhecidas como “armaduras”. Um lado da armadura condutora armazena cargas positivas, o outro lado armazena cargas negativas. As cargas são acumuladas de igual modo, balanceado, tanto cargas negativas quanto as positivas possuem o mesmo valor em módulo.

O material dielétrico utilizado para isolar as placas geralmente da o nome ao capacitor (cerâmica, poliéster, mica e etc.). Podemos dizer que a principal função de um capacitor é acumular cargas elétricas em um circuito para posteriormente descarregar estas mesmas cargas.

O período de carga de um capacitor é denominado de regime transitório, após o mesmo estar plenamente carregado, ou seja, estável ele passa para um regime denominado permanente.

Conceito de capacitância

A capacidade de armazenamento de cargas elétricas é denominada capacitância e é simbolizada pela letra C, a unidade de medida desta capacidade de armazenamento é dada em farads, ela é a unidade de medida para quantidade de armazenamento de carga dos capacitores, como mostra a imagem abaixo:

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Capacitores são elementos reativos que reagem à passagem de corrente através do acúmulo de cargas elétricas, ou seja, o capacitor é capaz de armazenar energia eletroestática. Os capacitores mais comuns são construídos por duas placas condutivas (metálicas), separadas por um material dielétrico (material isolante).

O princípio de funcionamento de um capacitor acontece quando uma tensão elétrica é aplicada entre suas placas condutoras, conhecidas como "armaduras". Um lado da armadura condutora armazena cargas positivas, o outro lado armazena cargas negativas. As cargas são acumuladas de igual modo, balanceado, tanto cargas negativas quanto as positivas possuem o mesmo valor em módulo.

O material dielétrico utilizado para isolar as placas geralmente da o nome ao capacitor (cerâmica, poliéster, mica e etc.). Podemos dizer que a principal função de um capacitor é acumular cargas elétricas em um circuito para posteriormente descarregar estas mesmas cargas.

O período de carga de um capacitor é denominado de regime transitório, após o mesmo estar plenamente carregado, ou seja, estável ele passa para um regime denominado permanente.

Conceito de capacitância

A capacidade de armazenamento de cargas elétricas é denominada capacitância e é simbolizada pela letra C, a unidade de medida desta capacidade de armazenamento é dada em farads, ela é a unidade de medida para quantidade de armazenamento de carga dos capacitores, como mostra a imagem abaixo:

Principais comportamentos de um capacitor em circuitos DC.

Quando se estuda capacitores em um circuito RC, circuito resistivo capacitivo o mesmo se comporta de duas formas, durante a carga do capacitor e durante a descarga, vejamos um pouco do comportamento quando se carrega um capacitor:

Durante o período de carga de um capacitor a corrente na carga começa a diminuir, isso acontece porque no instante que o capacitor recebe a tensão da fonte o mesmo absorve a tensão elétrica até que o capacitor esteja completamente carregado à fórmula matemática que modela esse comportamento na carga se encontra na imagem abaixo:

A constante de tempo é importante para entendermos com quanto tempo o capacitor chegará à carga máxima, consideramos que um capacitor se encontra completamente carregado quando o mesmo atingir um instante de 5T, quando um capacitor fica sobre tensão elétrica durante este período ele é considerado em com carga máxima. O "T" representa a letra grega "Tau" ela é a unidade de medida dessa grandeza. Para chegar ao valor de "Tau" utilizamos o seguinte modelo matemático, dado pela multiplicação da capacitância pela resistência total do circuito:

T=C .R

O modelo matemático para o cálculo da corrente total do circuito comprova que a corrente do circuito diminui durante o período de 5T, exatamente devido o capacitor estar absorvendo a carga da fonte:

A Tensão no capacitor aumenta durante a sua carga, esse comportamento acontece até que o capacitor esteja completamente saturado, atingindo seu limite máximo de capacitância observe o modelo matemático que regula este comportamento:

Associação de capacitores

Para realizar a associação de capacitores em serie precisamos realizar a soma do inverso das capacitâncias no circuito:

Quando se associa capacitores em paralelo basta apenas somar a capacitância dos mesmos para se chegar ao valor da capacitância total do circuito:

CT=C1+C2

CT= capacitância total do circuito
C1= Capacitor 1
C2= Capacitor 2

Aplicação dos capacitores.

Existem diversos tipos de capacitores, de diferentes tamanhos e aplicações, geralmente variando de acordo com a quantidade de carga que se deseja armazenar no circuito. Os capacitores são largamente utilizados em circuitos eletroeletrônicos, geralmente com a função de se estabilizar a tensão no circuito, também são aplicados na eletrônica de potência onde grandes capacitores trabalham para sustentar a tensão, ao se chavear a tensão pelos Tiristores e IGBTS.

Uma aplicação muito comum na indústria é a utilização de mega capacitor para realizar a correção do fator de potência utilizando a energia reativa para corrigir a energia indutiva prese no circuito.

A utilização de capacitores em ventiladores é muito comum, pois os motores monofásicos não possuem defasagem angular entre as fases de alimentação, desta forma sem a ajuda dos capacitores eles não conseguem realizar a partida. Os capacitores são utilizados para realizar uma defasagem angular na tensão no estator, gerando um campo magnético girante que faz com que o motor comece a girar.

Outro exemplo são as câmeras que precisam de um flash para gerar uma imagem de melhor qualidade, são as pilhas que desempenham a função de carregar o capacitor com energia durante alguns segundos, no entanto, na hora de tirar a foto, apenas um capacitor pode fazer o descarregamento de toda a carga no bulbo do flash de maneira instantânea.

Principais tipos de capacitores

Quantos tipos de capacitores existem? Você já parou para pensar nisso? Podemos destacar quatro tipos diferentes:

1. Capacitores eletrolíticos (polarizados, não polarizados e tântalo).

2. Condensadores de poliéster (metálicos e não metálicos)

3. Capacitores de cerâmica (disco e placa)

4. Capacitores SMD

Capacitores cerâmicos:

Capacitores de cerâmica são geralmente de dois tipos diferentes. Os discos cerâmicos são os mais comuns e possuem uma forma muito simples: é um disco de material dielétrico feito de cerâmica com alta capacidade isolante metalizada em ambos os lados.

Nos lados metalizados, dois terminais são soldados, o capacitor recebe um banho e pintura epóxi no final da fabricação, para cobrir o disco e parte dos terminais. Este tipo de capacitor é fornecido com capacidades de 2,2 pF a 0,1F com tensões relativamente baixas de 63V. Há também capacitores de disco de cerâmica de alta tensão para aplicações especiais que alcançam valores de 2 KV.

Capacitores com dielétrico de plástico:

Eles geralmente são feitos de duas folhas finas de poliéster que são enroladas junto com duas folhas muito finas de alumínio, para formar as placas do capacitor. É normalmente usado em circuitos que exigem uma alta corrente circulando através deles, pois a presença de chapas metálicas ajuda a extrair calor interno e o tamanho do capacitor ajuda a dissipar o calor realizando a troca de calor com o meio exterior. O tipo de dielétrico usado serve para construir capacitores de isolação de alta tensão que são padronizados em 250V, 400V e 630V. Podem ser encontrados no mercado com a variação da capacitância de 1.000 pF e atinge 0,47 uF (geralmente 0,47 uF) ou 1 uF.

Capacitores eletrolíticos:

Os capacitores eletrolíticos são muito importantes são uns dos mais usados no mercado, sua capacitância geralmente começa em 0,47 uF e atinge até 10 mF. Um capacitor eletrolítico é construído enrolando duas folhas de alumínio e duas folhas de papel embebidas em água acidulada chamada eletrólito. O eletrólito é um caminho de resistência relativamente baixa, ou seja, imediatamente após ser fabricado, não temos um capacitor, mas um dispositivo inacabado que é chamado de protocapacitor.

O protocapacitor está ligado a uma fonte de corrente para que o ácido se oxide a uma das placas de alumínio. Como o óxido é um isolante, um tempo depois um capacitor eletrolítico polarizado é formado onde a placa positiva é a oxidada.

O valor da capacidade e da tensão não depende apenas das características geométricas das placas, mas também depende fortemente desse interessante processo de tratamento que não é permanente, pois os capacitores eletrolíticos necessitam de uma regularidade de uso ou podem perder sua capacidade.

Podemos dizer que muitos dos avanços da eletrônica moderna vieram através do desenvolvimento cada vez maior dos capacitores, hoje podemos encontrar capacitores do tamanho de um grão de arroz e até nano capacitores utilizados em minúsculos circuitos eletrônicos. Graças aos avanços realizados no desenvolvimento dos capacitores conseguimos alcançar o avanço atual dos circuitos eletroeletrônicos incluindo os grandes avanços na eletrônica de potência.

# data[].attributes.attachment_link.title
O que é um capacitor e qual a sua função?

# data[].attributes.attachment_link.description
Capacitores são elementos reativos que reagem à passagem de corrente através do acúmulo de cargas elétricas, ou seja, o capacitor é capaz de armazenar energia eletroestática. Os capacitores mais comuns são construídos por duas placas condutivas (metálicas), separadas por um material dielétrico (material isolante).

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=I_JNumvAr4I

https://www.youtube.com/watch?v=TFPMOhs6pKY

https://www.youtube.com/watch?v=Jikywkk5axY

https://www.youtube.com/watch?v=1Qlo94FvAnU

https://blogdoenem.com.br/potencial-eletrico-energia-potencial-eletrica-fisica-enem/

https://www.youtube.com/watch?v=bgN6AtasL68

https://www.youtube.com/watch?v=NGWaGaQQhOM

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=O_tBG-naoro

https://www.youtube.com/watch?v=joB66JkNISA

https://www.youtube.com/watch?v=EBSpmPwo6VQ

https://www.youtube.com/watch?v=KY5x_vvSlk0

# data[].attributes.body
Pasta com arquivos utilizados para aprendizado do conhecimento necessário para a elaboração do Padlet.

# data[].attributes.body
Pasta com arquivos utilizados para aprendizado do conhecimento necessário para a elaboração do Padlet.

# data[].attributes.headline
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.subject
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.body
Potencial eletrico é definido pelo trabalho da força eletrica sobre uma carga no deslocamento entre um ponto qualquer e um ponto de referencia.
Potencial eletrico é uma grandeza que é medida em Joules e para calcular precisa multiplicar o modulo da carga(em coulombs) pelo potencial eletrico(em volts).

# data[].attributes.headline
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.subject
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.body
O capacitor é um componente basicamente formado por duas placas metalicas separadas por um material isolante que pode ser mica, poliester, ar, óleo, etc.
Ocapacitor é capaz de reter energia durante o processo de carga e liberandoá no momento da descarga.
É usado para applicações tanto em corrente continua quanto em corrente alternada.
A unidade de medida de um capacitor é o FARAD (F). Para efetuar a leitura da capacitancia de um capacitor utiliza-se o instrumento de medição denominado capacimetro.
Quanto maior o valor nominal do capacitor, maior será a capacidade de armazenamento de energia do capacitor. Tambem vale lembrar que quanto maior a capacidade do capacitor, maior será o seu tamanho físico.
O tempo de carga pode ser controlado usando um resistor em série e toma como base a equação T=R*C, onde:
T é a constante de carga em segundos
R é a resistência em série com valor em Ohms
C é a capacitância com valores em Farads. A descarga segue o mesmo processo e é igual ao processo de carga.
Existem diversos tipos de capacitores e podemos destacar o mais comuns que são:
-Poliester
-Ceramico
-Eletrolitico
além de outros não tão usuais atualmente, como:
-a óleo
-variável.

# data[].attributes.body
Em anexo alguns exercícios resolvidos.

# data[].attributes.body
Em anexo alguns exercícios resolvidos.

# data[].attributes.body
A Força Elétrica: Lei de Coulomb

Sabemos que as cargas elétricas, quando aproximadas entre si, irão se repelir ou atrair. Tal repulsão ou atração é gerada por um agente da natureza: uma força. Essa força, chamada de força elétrica (ou eletrostática), é uma força conservativa do tipo eletromagnética. No caso de cargas de mesmo sinal, ela é repulsiva, e, de sinais opostos, atrativa, como esperado. Para duas cargas pontuais (de dimensões muito pequenas) qq e QQ, seu modulo é dado pela Lei de Coulomb, formulada pelo físico Charles Augustin de Coulomb.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Nesta aula, iremos entender como as cargas elétricas interagem entre si de um ponto de vista mais físico, e também iremos introduzir e aplicar o conceito de campo elétrico.

A Força Elétrica: Lei de Coulomb

Sabemos que as cargas elétricas, quando aproximadas entre si, irão se repelir ou atrair. Tal repulsão ou atração é gerada por um agente da natureza: uma força. Essa força, chamada de força elétrica (ou eletrostática), é uma força conservativa do tipo eletromagnética. No caso de cargas de mesmo sinal, ela é repulsiva, e, de sinais opostos, atrativa, como esperado. Para duas cargas pontuais (de dimensões muito pequenas) e , seu modulo é dado pela seguinte expressão, a Lei de Coulomb, formulada pelo físico Charles Augustin de Coulomb:

.

Aqui, é a distância entre elas e é conhecida como a constante eletrostática do meio em que as cargas se encontram, e é chamada de permissividade elétrica do meio. De antemão, o meio com o qual trabalhamos nos exercícios geralmente é o vácuo, para o qual definimos e , com . O sentido da força pode ser descoberto utilizando os argumentos já mencionados. O resultado mais importante é perceber que a força varia com o inverso da distância ao quadrado (um comportamento idêntico à força gravitacional!). Para que obtenhamos um maior formalismo, suponha que seja uma carga de prova a uma distância de uma carga pontual em repouso. Qual é a força que a carga de prova sente devido à presença de ? Este é o problema fundamental da eletrostática. Utilizando a Lei de Coulomb, podemos escrever, vetorialmente:

.

Usamos que . Perceba que o módulo no produto entre as cargas não é mais necessário, pois o sentido já é determinado pelo vetor.

Princípio da Superposição

Você pode estar se perguntando sobre a validade do resultado anterior para uma situação diferente: e se, em vez de apenas uma carga fixa , tivéssemos uma coleção de cargas (com ) a distâncias de ? O princípio da superposição nos ajuda a resolver esta questão; ele diz que a força entre quaisquer duas cargas não é afetada pela presença de outras [cargas]. Sendo assim, para a distribuição discreta que imaginamos, a força total em pode ser escrita como um somatório das forças individuais:

.

E, para o caso de uma distribuição contínua, o somatório transforma-se em uma integral:

.

Caso a carga esteja distribuída:

Veja os exemplos a seguir:
Exemplo 1:
Três cargas, , e , estão em repouso presas por fios, conforme o esquema abaixo. Determine os valores das trações e .

Solução: Na carga , as forças de repulsão devido à e são canceladas pela tração no primeiro fio. Assim:

.

Similarmente, para as forças em :

.
Exemplo 2:
Nos vértices de um cubo de lado , foram fixadas cargas como mostra a figura a seguir:

Caso seja colocada uma carga no ponto de encontro das diagonais do cubo, qual será a força sentida por ela?

Solução: Note que não precisamos calcular a força que cada carga exerce na carga de prova . A força resultante produzida em ao longo das diagonais do cubo que possuem cargas de sinais iguais nos vértices será nula, visto que uma ambas produzem forças de atração/repulsão de mesmo módulo (pois está a uma mesma distância de todas as cargas), porém sentidos opostos. Observamos, então, que somente uma diagonal não possui tal característica; basta calcular as forças produzidas pelas cargas que se encontram ao longo dela! Como o comprimento da diagonal é e a carga de prova encontra-se no centro, a uma distância de de qualquer uma das cargas:

.
Exemplo 3:
Solução: É evidente que estamos nos deparando com uma distribuição contínua (caso não esteja familiarizado com cálculo, dê uma olhada na Ideia 11 de Física). Vamos começar analisando a força que um pedaçinho do fio - de carga e comprimento - faz na carga de prova.

Já que a carga é uniformemente distribuída, vamos definir um parâmetro , a densidade de carga linear, de tal forma que :

Agora, perceba que, se olharmos para a força que um pedacinho oposto a esse exerce na carga de prova, as componentes horizontais das forças se cancelam. Sendo assim, precisamos olhar apenas para a componente vertical :

Logo, integramos de até para obter a força total exercida pelo fio:

.

Evidentemente, a força é de atração, vertical e aponta para cima.

O Campo Elétrico

Até então, discutimos o efeito de cargas elétricas umas nas outras. Agora, partamos para um conceito mais abstrato: analisar o efeito que uma carga/distribuição de cargas gera no espaço ao seu redor. Definiremos uma quantidade vetorial muito importante, chamada de campo elétrico, da seguinte forma:

Isto é; o campo elétrico gerado em um certo ponto do espaço por uma distribuição quaisquer de cargas é a força exercida sobre a carga de prova, no limite em que a carga de prova tende a zero. Para fins práticos (a necessidade do limite na definição formal ficará clara em aulas futuras):

.

Então, temos, para uma distribuição discreta:

.

E, contínua:

.

Perceba que o campo elétrico varia em cada ponto do espaço e não depende da carga de prova, mas, sim, da configuração das cargas geradoras do campo que buscamos calcular. Mas, afinal, o que realmente é o campo elétrico? Fisicamente falando, é a força por unidade de carga exercida na carga de prova caso esta fosse posicionada no ponto do espaço em que se deseja calcular o campo. Contudo, essa é uma interpretação muito simples de um conceito demasiadamente abstrato. Mas, podemos intuitivamente pensar que o campo é realmente uma entidade física, preenchendo todo o espaço na vizinhança de qualquer carga elétrica; esta interpretação nos ajudará em breve.

Vejamos o exemplo a seguir:
Exemplo 4:
Ache o campo elétrico no ponto , que está a uma distância acima do ponto médio de duas cargas iguais . Veja se o seu resultado é consistente com o esperado para .
Solução:
Observe a imagem a seguir:

É evidente que as componentes horizontais do campo elétrico gerado por cada uma das cargas irão se cancelar, devido à simetria. Sendo assim, o campo elétrico total será a soma das componentes dos campos elétricos ao longo da reta que contém e o ponto médio entre as cargas:

Onde , o campo gerado por cada carga, será dado por:

Logo, o campo em é

,

e aponta para verticalmente para cima. No limite em que , esperamos que o campo seja praticamente aquele gerado por uma carga pontual . Desprezando os termos de segunda ordem na expressão obtida:

.

Que condiz com as nossas expectativas.

# data[].attributes.attachment_link.title
Aula 5.1 - Força Elétrica e Campo Elétrico - NOIC

# data[].attributes.attachment_link.description
Nesta aula, iremos entender como as cargas elétricas interagem entre si de um ponto de vista mais físico, e também iremos introduzir e aplicar o conceito de campo elétrico. Sabemos que as cargas elétricas, quando aproximadas entre si, irão se repelir ou atrair. Tal repulsão ou atração é gerada por um agente da natureza: uma força.

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=ktatkm5Wzmg

https://www.youtube.com/watch?v=VgCR5E16ZUk

https://www.youtube.com/watch?v=CzrA33RG4iA

https://www.youtube.com/watch?v=dkU1UdqiLxE

https://www.youtube.com/watch?v=UyE557YYZWg

# data[].attributes.body
Pasta com arquivos utilizados para aprendizado do conhecimento necessário para a elaboração do Padlet.

# data[].attributes.headline
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.subject
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.body
Força elétrica, 1a lei de Coulomb, é a força de atração ou repulsão de duas cargas eletricas.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
1.a Lei de Coulomb - Esta lei diz respeito à intensidade das forças de atração ou de repulsão que agem em duas cargas elétricas puntiformes (cargas de dimensões desprezíveis), quando colocadas em presença uma da outra.

Considere duas cargas elétricas puntiformes, Q1 e Q2 , separadas pela distância d. Se os sinais dessas cargas forem iguais, elas se repelem; se forem diferentes, se atraem.

a)

b)

Isso se deve à natureza elétrica da interação entre elas. São forças de ação e reação e, portanto, têm a mesma intensidade, a mesma direção e sentidos opostos. De acordo com o principio da ação e reação, essas forças agem em corpos diferentes e, portanto, não se anulam.

Charles de Coulomb verificou experimentalmente que:

As forças de atração ou de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes são diretamente proporcionais ao produto das cargas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância que as separa.

A expressão matemática dessa força é:

Q ₁ e Q 2 são cargas elétricas, em módulo, e K é a constante eletrostática que, no SI, para as cargas situadas no vácuo, é indicada por K o e vale:

# data[].attributes.attachment_link.title
O que é Força Elétrica - Força Elétrica - Colégio Web

# data[].attributes.attachment_link.description
1.a Lei de Coulomb - Esta lei diz respeito à intensidade das forças de atração ou de repulsão que agem em duas cargas elétricas puntiformes (cargas de dimensões desprezíveis), quando colocadas em presença uma da outra. Considere duas cargas elétricas puntiformes, Q1 e Q2 , separadas pela distância d.

# data[].attributes.body
Em anexo alguns exercícios resolvidos.

# data[].attributes.body
Campo elétrico é uma grandeza física vetorial que mede o módulo da força elétrica exercida sobre cada unidade de carga elétrica colocada em uma região do espaço sobre a influência de uma carga geradora de campo elétrico.

Em outras palavras, o campo elétrico mede a influência que uma certa carga produz em seus arredores. Quanto mais próximas estiverem duas cargas, maior será a força elétrica entre elas por causa do módulo do campo elétrico naquela região.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Uma Proposta para Ensinar os Conceitos de Campo Elétrico e Magnético: uma Aplicação da História da Física

A proposal for teaching the concepts of electric and magnetic field: an application of history of physics

Murilo de F. Magalhães, Wilma M. S. Santos, Penha M. C. Dias
Instituto de Física
Universidade Federal do Rio de Janeiro

Recebido em 25 de junho, 2001. Revisado em 3 de janeiro, 2002. Aceito em 6 de agosto, 2002.

Neste trabalho, propomos uma forma alternativa para apresentar os conceitos de campo elétrico e magnético ao aluno do Ensino Médio, inspirada na teoria da ela possa ser integrada ao processo de Aprendizagem Significativa, de Ausubel e Novak. A História da Física – por apresentar os problemas que levaram à formulação de um dado conceito – mostra os elementos que dão significado ao conceito. Por isso, acreditamos que ensino-aprendizagem significativos, tendo papel fundamental na inclusão dos novos conceitos à estrutura cognitiva. Os resultados da aplicação desse método, no Colégio Pedro II, no Rio de Janeiro, são apresentados.

In this paper, we propose an alternative way to introduce the concepts of electric and magnetic fields to high school students, which is inspired by the theory of Meaningful Learning, by Ausubel and Novak. The History of Physics discloses the elements that give meaning to a concept, in so far as it presents the problems that led to the formulation of the concept. Therefore we believe that it can be brought into the process of meaningful teaching and learning, performing a fundamental role in the assimilation of new concepts to the cognitive structure. The results of the application of the method in Colégio Pedro II, in Rio de Janeiro, are presented.

Fenômenos elétricos e magnéticos estão presentes em grande parte dos equipamentos que fazem parte do nosso dia a dia, tais como computadores, televisores, geladeiras, motores e até mesmo campaínhas. Portanto, a compreensão do eletromagnetismo tem fundamental importância para o entendimento do mundo cotidiano, conseqüentemente, para o que se chama "educação cidadã".

Pesquisas mostram que muitos alunos do Ensino Superior ainda apresentam dificuldades em lidar com os conceitos de campo elétrico e campo magnético, devido à abstração neles envolvida; esses conceitos, embora presentes no dia-a-dia, estão fora do nosso domínio concreto [1]. As dificuldades em entender o conceito de campo de força, encontradas por estudantes na faixa etária de 6 a 17 anos, são tratadas em [2], onde o método clínico de Jean Piaget é empregado para analisar algumas propriedades do conceito.

A dificuldade de aprendizagem de tais conceitos, no Ensino Médio, é ilustrada pela experiência de um de nós, no Colégio Pedro II, unidade Tijuca II, no Rio de Janeiro. Em uma aula introdutória sobre eletromagnetismo, ministrada a alunos do 3 º ano do Ensino Médio, estes tiveram grande dificuldade em compreender o conceito de campo. Nessa aula, ao invés de simplesmente mostrar a fórmula da força magnética, como é feito tradicionalmente, foi proposto que os alunos desenvolvessem o conceito de força através da noção de campo (no caso, o campo magnético). O resultado não foi satisfatório, devido à dificuldade de compreensão do conceito de campo. Em outra tentativa, seguiu-se um método diferente. Inicialmente, o campo gravitacional foi usado para introduzir uma idéia geral de campo; depois, fez-se uma apresentação da História da Física, associada à evolução dos conceitos de campo elétrico e campo magnético, similar à apresentada, abaixo, neste trabalho; pequenas experiências, como a ação de ímãs em limalhas de ferro, foram realizadas em sala de aula. O resultado dessa tentativa foi positivo: Cerca de 80% dos alunos obteve média igual ou superior a 7, enquanto que, na primeira tentativa, cerca de apenas 20% alcançaram esse resultado.

Esses resultados mostram que o ensino dos conceitos de campo elétrico e magnético requer um tratamento mais elaborado do que os feitos na maioria dos livros-texto convencionais. Este trabalho tem como objetivo formular uma proposta para o ensino dos conceitos de campo elétrico e magnético, que possa contribuir para os textos teóricos. Para tal formulação, inspiramo-nos na aprendizagem significativa, de David Ausubel, Joseph Novak e J.Hanesian ([3], [4], [5]).

Inicialmente, elaboramos um questionário que apontasse concepções prévias dos alunos; esse questionário é baseado no tipo de perguntas exemplificadas por Novak e D. B. Gowin ([6], p.146). Utilizamos essas concepções, juntamente com a História da Física. Nosso pressuposto é que a História da Física pode ser um elemento facilitador de uma aprendizagem significativa, na medida em que funciona como organizador prévio ([4], [5]), como defendido na seção II, abaixo. Os textos em História da Física podem ser de um nível introdutório, como o de George Gamow [7], usado conjuntamente com um livro-fonte, como o de Morris Shamos [8] e o de William F. Magie [9].

Uma observação que se faz necessária é que este trabalho não pretende apresentar uma nova teoria em Psicologia do Aprendizado; pelo contrário, partimos de uma teoria, a de Ausubel, para fundamentar o trabalho. O desiderato é que essa teoria possa clarificar o papel da História da Física como organizador prévio, o que, também, explicaria seu sucesso no ensino de Física. O estudo de caso – os campos elétrico e magnético – partiu da experiência pessoal de um de nós, em sala de aula, acima descrita; os bons resultados obtidos motivaram sua divulgação.

Finalmente, achamos relevante que os alunos percebam que os fenômenos eletromagnéticos estão presentes não somente no dia-a-dia deles, mas são essenciais em muitas pesquisas, atualmente em curso nos mais modernos laboratórios, realizadas de acordo com padrões científicos de pesquisa, internacionalmente adotados. Em particular, citamos pesquisas em Física Atômica e Molecular, desenvolvida no Instituto de Física da UFRJ, no acelerador de partículas do tipo Tandem [10]. Mostramos que, nos feixes (de partículas) produzidos no acelerador, a velocidade e a energia das partículas dependem de campos elétricos e magnéticos cruzados, aplicados conjuntamente.

II Aprendizagem significativa e história da física

Um pressuposto deste artigo é que a História da Física se insere na abordagem de Ausubel. O conceito básico da teoria é o de aprendizagem significativa. Segundo Marco Antonio Moreira e Elcie F. Salzano Masini ([4], p.7):

[...] aprendizagem significativa é um processo pelo qual uma nova informação se relaciona com um aspecto relevante da estrutura de conhecimento do indivíduo. Ou seja, neste processo a nova informação interage com uma estrutura de conhecimento específica, a qual Ausubel define como conceitos subsunçores ou, simplesmente, subsunçores (subsumers), existentes na estrutura cognitiva do indivíduo. A aprendizagem significativa ocorre, quando a nova informação ancora-se em conceitos relevantes preexistentes na estrutura cognitiva de quem aprende.

Assim, o processo central da aprendizagem significativa é ([11], p.233) "a interação entre a estrutura cognitiva prévia do aluno e o material ou conteúdo de aprendizagem." Para tanto ([4], p.11),

Ausubel [...] recomenda o uso de organizadores prévios que sirvam de âncora para a nova aprendizagem e levem ao desenvolvimento de conceitos subsunçores que facilitem a apredizagem subseqüente. [...]. Organizadores prévios são materiais introdutórios apresentados antes do próprio material a ser aprendido. Contrariamente a sumários, que são ordinariamente apresentados ao mesmo nível de abstração, generalidade e inclusividade, simplesmente destacando certos aspectos do assunto, os organizadores são apresentados num nível mais alto. Segundo o próprio Ausubel, no entanto, a principal função do organizador prévio é a de servir de ponte entre o que o aprendiz já sabe e o que ele deve saber, a fim de que o material possa ser aprendido de forma significativa.

A pertinência da História da Física ao ensino da Física é discutida em [12]. A História da Física apresenta os problemas que levaram à formulação de um particular conceito; ela revela os ingredientes, lógicos ou empíricos, que foram realmente importantes nesse processo. Portanto, a História da Física clarifica conceitos, revelando-lhes o significado. Do ponto de vista da aprendizagem significativa, a História da Física, por revelar significados, é um legítimo organizador prévio, pois se ajusta à seguinte tarefa ([4], p.12):

A principal função dos organizadores é, então, superar o limite entre o que o aluno já sabe e aquilo que ele precisa saber, antes de poder aprender a tarefa apresentada. Permitem prover uma moldura ideacional para incorporação e retenção do material mais detalhado e diferenciado que se segue na aprendizagem, [...].

A História da Física seria justificada, pois, pelas mesmas razões pelas quais organizadores prévios se justificam ([11], p.236):

Usando as palavras de Ausubel: "As razões para utilizar organizadores são principalmente: a) a importânicia de se ter idéias pertinentes e, por outro lado, adequadas já disponíveis na estrutura cognitiva para dar significado às idéias novas [...]; b) as vantagens em utilizar as idéias mais gerais e inclusivas de uma disciplina como idéias de consolidação ou inclusores (destacando-se, a idoneidade e a especificidade da sua pertinência, a sua maior estabilidade inerente o seu maior poder explicativo e a sua capacidade integradora); c) o fato de que eles mesmos [os organizadores] se proponham a identificar o conteúdo pertinente que já existe na estrutura cognitiva (e relacionar-se explicitamente), bem como indicar, de uma maneira explícita, a pertinência desse conteúdo com a sua pertinência própria em relação ao novo material de aprendizagem."

Finalmente, em ([11], p.235) são listadas condições necessárias para uma aprendizagem significativa; dentre elas,

[...] a significatividade lógica do novo material que é preciso aprender remete à estrutura interna desse material, que não deve ser nem arbitrária nem confusa para facilitar o estabelecimento de relações substanciais com os conhecimentos prévios dos alunos.

Ora, ao clarificar conceitos a História da Física contribui para a clarificação da significatividade lógica de conceitos. É essa qualidade que a torna um organizador prévio em potencial.

III Conhecimentos prévios

Para verificar conhecimentos prévios dos alunos, acerca dos conceitos de campo, independentemente da forma como foram obtidos por eles, elaboramos seis questões. Com isso, acreditamos obter um ponto de partida para ensinar o conceito de campo de força. O questionário foi respondido por 120 alunos do Ensino Médio, do Colégio Pedro II, Unidade Tijuca, Rio de Janeiro.

1. Por que a Terra atrái os corpos para sua superfície ?
2. Ímãs atraem-se ou se repelem? Por que?
3. Imagine-se perdido numa floresta e que você disponha, somente, de uma bússola. Você saberia usá-la?
4. Você já ouviu falar em campo elétrico ? A que você o associa?
5. Você já ouviu falar em campo magnético ? A que você o associa?
6. Você conhece algum fenômeno, em que os campos elétrico e magnético estejam presentes?

Uma das dificuldades da abordagem de Ausubel é que ([6], p. 40)

ele não forneceu a educadores métodos funcionais simples que os ajudassem a estabelecer "o que o aprendiz já sabe".

As questões acima não pretendem ser o resultado de uma pesquisa que responda à crítica de Novak e Gowin. Nem foi possível aplicar o questionário, de novo, ao término do curso, por razões meramente burocráticas. No entanto, os alunos prestaram exame de conclusão da disciplina que, embora nos moldes tradicionais, teve suas questões baseadas nas do questionário. Assim, devido ao alto índice de aprovação entre os alunos, consideramos que as respostas fornecem alguma indicação. Os resultados podem ser divididos em três categorias:

(1) A porcentagem de acerto das respostas às questões 1, 2 e 3 (acima da média) indica que os alunos estão familiarizados com a atração gravitacional, os conceitos de atração e repulsão magnética e a bússola.

(2) A porcentagem de acerto das respostas às questões 4 e 5 (abaixo da média) indica que há pouca familiaridade com os conceitos de campo elétrico e campo magnético.

(3) A resposta à questão 6 mostra total falta de conhecimento sobre a atuação conjunta dos campos elétrico e magnético. Embora os alunos possam estar familiarizados com vários fenômenos eletromagnéticos, não sabem que são eletromagnéticos.

Parece, pois, que as questões 1, 2 e 3 indicam conhecimentos prévios ou, mais tecnicamente, subsunçores. Nossa proposta é associar esse conhecimento com a História da Eletricidade e do Magnetismo, em busca da facilitação de uma aprendizagem significativa, tanto dos conceitos envolvidos nas questões 1, 2 e 3, bem como dos envolvidos nas restantes.

IV Proposta para o ensino

IV.1. Catálogo historiográfico

Não se trata, nesta seção, de desenvolver uma história dos conceitos de campo elétrico e campo magnético. O objetivo é tão somente o de catalogar eventos, questões e problemas que foram significativos para a formulação e fundamentação desses conceitos. Esses eventos, questões e problemas são propostos, pois, neste trabalho, como subsunçores para a aprendizagem significativa.
Cargas e magnetos
Eventos no desenvolvimento histórico que estabeleceram a existência e a ação de cargas e magnetos foram:

(1) Apesar de efeitos magnéticos serem conhecidos desde a Antigüidade, estudos sistemáticos podem ser datados a William Gilbert (1544-1603). Ele pesquisou a atração entre magnetos e, também, efeitos eletrostáticos produzidos pelo atrito de certos materiais.

(2) Otto von Guericke (1602-1686) realizou o seguinte experimento: Ele atritou uma peça de âmbar e, depois, encostou-a em dois corpos; então, aproximando os dois corpos, eles se repeliam.

(3) Charles du Fay (1698-1739) explicou os experimentos de von Guericke supondo dois tipos de eletricidade: resinosa e vítrea. A resinosa é a produzida, por exemplo, por âmbar atritado e borracha dura; a vítrea, por vidros ou mica atritados. Du Fay observou, ainda, que cargas do mesmo tipo se repelem e de tipos diferentes se atraem e que corpos neutros contêm partes iguais das duas espécies.

(4) Benjamin Franklin (1706-1790) supôs que a eletricidade fosse um fluido. Em sua teoria, havia um só fluido, correspondendo à eletricidade vítrea; a eletricidade resinosa seria a ausência de fluido. A corrente elétrica flui de um corpo com excesso de fluido para um sem esse fluido.

(5) A medida dos efeitos de atração e repulsão entre cargas elétricas foi feita por Charles Augustin de Coulomb (1736-1806). Para isso, ele inventou a balança de torção. Um esquema da balança pode ser visto em Gamow ([7], p.129). Essa balança consiste em uma barra leve, suspensa por uma linha muito fina e longa, com duas esferas em suas extremidades, que se equilibram como os pratos de uma balança. Quando não existem forças agindo sobre as esferas, a barra assume uma certa posição, dita de equilíbrio. Se uma das esferas for eletricamente carregada e se uma outra esfera carregada for posta em sua vizinhança, a força elétrica que age sobre a esfera móvel causa um movimento de rotação da barra, em torno do seu ponto de suspensão. Como a barra é muito fina, uma força agindo sobre a esfera, ainda que pequena, produz um desvio considerável da posição de equilíbrio da barra; o ângulo de rotação é proporcional à força. Carregando as esferas com cargas diferentes e variando a distância entre elas, Coulomb pôde verificar que as forças de atração e repulsão elétricas são diretamente proporcionais ao produto das cargas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância entre elas.

(6)Para determinar experimentalmente a lei que expressa a ação dos "fluidos magnéticos" [8], Coulomb colocou uma agulha de material magnético em uma posição fixa e aproximou dessa agulha uma outra, feita, também, de material magnético. Ao variar a posi cão da segunda agulha, ele verificou que a força magnética também variava.

(7)Hans Christian Oersted (1777-1851) estabeleceu, por meios experimentais, que existe uma relação entre fenômenos elétricos e magnéticos. Ele mostrou que uma corrente elétrica em um fio é capaz de mover a agulha de uma bússola ( Fig. 1).
Os campos elétrico e magnético
Era um pressuposto aceito que forças elétricas e magnéticas, assim como as forças gravitacionais, agem a distância, através do espaço vazio. Michael Faraday (1791-1867) criticou essa concep cão. Em seu lugar, ele imaginou que o espaço entre cargas ou entre magnetos fosse preenchido por "algo'' que empurrasse ou puxasse as cargas ou magnetos. Ele fez uma analogia entre esse "algo'' e "tubos de borracha'' que se "esticassem'' entre cargas elétricas de sinais opostos ou pólos magnéticos de sinais opostos; ou se "contraíssem", quando as cargas tivessem sinais iguais ou os pólos, a mesma polaridade. A Fig. 2a ilustra o caso de cargas e a Fig. 2b, o de magnetos.

Os "tubos'' elétricos e magnéticos foram usados por Faraday para explicar outros fenômenos eletromagnéticos:

– Quando uma corrente flui através de um fio, "tubos'' circulares se formam em torno dele, de acordo com a Fig. 3.

– Quando um fio condutor é movido relativamente a um magneto, cruzando "tubos magnéticos'', uma corrente é induzida no fio ( Fig. 4).

IV.2. Os conceitos de força e campo

Nesta seção, traçamos um roteiro para ensinar os conceitos de campo elétrico e magnético.

(1)A questão 1 foi respondida corretamente por todos os alunos. Portanto, a noção de campo pode ser ensinada aos alunos, fazendo-se uma analogia entre força gravitacional entre duas massas com a força elétrica entre duas cargas ou com a força magnética entre dois pólos de ímãs. Além dissso, as experiências de Coulomb mostram que os campos elétrico, magnético e gravitacional obedecem a leis similares, o que refor ca a analogia.

(2)Embora a idéia de um "tubo" real, como uma conexão, seja errada, ela teve um valor heurístico fundamental na formulação do conceito de campo, na medida em que sugere um "algo" no espa co ao redor de uma carga ou um magneto, o que foi propriamente colocado por Gamow ([7], p.151):

Forças misteriosas agindo entre corpos, ao longo de grandes distâncias, foram substituídas por "algo" continuamente distribuído através de todo o espaço entre e em redor deles, "algo" ao qual poderia ser atribuído um valor definido em um ponto único. Isso introduziu na Física a idéia de um "campo de for cas" ou simplesmente um "campo", fosse ele um caso de interação elétrica, magnética ou gravitacional.

Mais precisamente ([14], p.1-4):

É precisamente porque [campo elétrico] (ou [campo magnético]) pode ser especificado em cada ponto no espaço, que é chamado de "campo".

Além disso, os "tubos" permitem uma representação pictográfica dos campos e suas relações qualitativas com as forças:

(i) De acordo com a Fig. 5b ([14],p.1-4):

Um campo de vetores pode ser representado, desenhando-se um conjunto de flechas, cujas grandezas e direções indicam os valores do campo de vetor nos pontos de onde as flechas são desenhadas.

(ii) De acordo com a Fig. 5b ([14], p.1-4):

Um campo de vetores pode ser representado, desenhando-se linhas tangentes à direção do vetor do campo em cada ponto e desenhando-se a densidade de linhas, proporcional à grandeza do vetor de campo.

(3)A expressão matemática do campo elétrico pode ser entendida pela expressão da força de Coulomb:

(4)A Fig. 3 mostra o campo magnético causado por uma carga em movimento num fio: A direção do campo magnético, , em um ponto, é tangente ao círculo que passa pelo ponto.

(5)No caso dos magnetos, as direções do "campo" podem ser visualizadas, espalhando-se limalhas de ferro sobre uma lâmina de vidro, sobre a qual um magneto esteja colocado. As limalhas magnetizam-se e se orientam ao longo das "linhas de campo".

Na tentativa de ensino já mencionada na Introdução deste artigo, foi proposto aos alunos que realizassem uma experiência do mapeamento do campo de um ímã com limalhas de ferro; foram utilizados ímãs de vários formatos, por exemplo, círculo, botão, letra, colocados debaixo de uma folha de papel, sobre a qual limalhas de ferro foram espalhadas; assim, os alunos puderam observar as diferentes formas das linhas de força, formadas pelas limalhas sobre a folha. As "linhas" permitiram fazer uma analogia entre o que os alunos observaram concretamente, no experimento, e o conceito abstrato de campo.

(6) A Fig. 4 pode ser usada para ilustrar o que acontece com uma carga colocada em um campo magnético: O campo é tangente às linhas do desenho; se um fio for colocado entre os magnetos, como mostra a figura, e for puxado para baixo, de modo a se mover cruzando linhas de campo, no momento em que ele começa a se mover para baixo, uma carga no fio, inicialmente em repouso, sofre uma força na direção do fio, começando a se mover ao longo dele; ou seja, uma corrente é induzida no fio. Invertendo a leitura da figura, pode-se dizer que uma carga, movendo-se ao longo do fio, no campo magnético da figura, sofre uma força (magnética) para baixo (então, quando se coloca o fio em que passa uma corrente elétrica no campo, ele é puxado para baixo), ou seja:

No caso das Figs. 4 e 6, onde ^ , o módulo da força magnética é:

(7)A atuação conjunta dos campos elétrico e magnético em uma carga em movimento pode ser ilustrada com um exemplo. Talvez haja exemplos mais potencialmente significativos, como o tubo de raios catódicos do aparelho de televisão; porém o exemplo foi particularmente escolhido para ilustrar aos alunos o uso sistemático desses campos na pesquisa moderna em Física Atômica e Molecular.

As forças magnética e elétrica atuam em partículas carregadas em movimento, tais como elétrons, prótons e íons. Uma conseqüência é que um campo elétrico e um campo magnético perpendiculares entre si permitem selecionar, pela velocidade, as partículas carregadas, que estão em um feixe. Esse fato é utilizado em numerosas aplicações físicas, como, por exemplo, o filtro de Wien, um dispositivo que separa as partículas de um feixe, de acordo com a massa.

O feixe é lançado numa região onde existe um campo magnético, , e um campo elétrico, , perpendicular a . Cada partícula fica submetida a uma força elétrica, de módulo F el = ç q ç E, e a uma força magnética, de módulo F mag = ç q ç Bv. Os valores de E e B são ajustados de modo que F el = F mag. Logo:

O resultado significa que a resultante das forças é nula somente nas partículas com velocidade v; pela Lei da Inércia, elas se deslocam em linha reta. Portanto, as partículas saem com a mesma energia cinética, quando extraídas do feixe:

O campo magnético e a energia cinética são fixos. O campo elétrico depende da voltagem no terminal da fonte de íons: Quanto maior for a voltagem, maior o campo elétrico. Conseqüentemente, é possível selecionar a massa variando a voltagem, logo o campo elétrico.

Neste trabalho, apresentamos uma forma alternativa de abordar os conceitos de campo elétrico e magnético, visando melhorar a eficiência do processo de ensino-aprendizagem significativo desses conceitos; em particular, visamos os cursos de Física, no Ensino Médio. Nossa proposta baseia-se na opinião dos estudantes, como expressa pelas respostas ao questionário aplicado, e posterior análise do resultado.

De um lado, ressaltamos que o uso de conhecimentos prévios dos alunos para introduzir novos conceitos ou até mesmo teorias é uma prática que deve ser explorada enfática e sistematicamente; isso torna-se, ainda, muito mais fundamental, quando da iniciação ao estudo da Física, o que se dá no Ensino Médio. Por outro lado, a abordagem histórica parece ser uma ferramenta muito eficiente, pois possibilita melhor organização da estrutura conceitual, na medida em que revela as concepções que fundamentam um conceito ou até teorias.

O ensino de campo a partir da abordagem proposta neste trabalho produziu, na opinião dos autores, um desempenho satisfatório na compreensão dos conceitos: Embora as provas aplicadas tivessem seguido o modelo determinado pelo colégio, as questões foram relacionadas aos conceitos envolvidos no questionário e baseadas em problemas apresentados em [13] e, além disso, as experiências que foram propostas em sala também contaram como parte dessa avalia cão; o índice de 80% de médias iguais ou superiores a 7, já mencionado na Introdução, indica, pois, em nossa opinião, uma melhora no entendimento dos conceitos físicos envolvidos no questionário. Essa melhora em relação ao período da avalia cão anterior, época da primeira tentativa de ensino, nos motiva a relatar a experiência, mesmo que o instrumento de análise de nossa proposta tenha sido, apenas, o resultado da prova. Consideramos, portanto, que os resultados são válidos dentro da avaliação possível.

[1] FARIAS, A.J.O. "Existem Dificuldades dos Alunos na Interpretação da Interação Carga-Campo?'', Revista Brasileira de Ensino de Física, 21 (1999), 389-396. [ Links ]

[10] LUNA, H., MAGALHÃES, S.D., AQUADRO, J.C., MARTINS, M.H.P., SANTOS, W.M.S., JALBERT, G., COELHO, L.F.S., de CASTRO FARIA, N.V. "Electron Detachment of Si⁻ by He, Ne, and Ar", Physical Review A, 63 (2001). [ Links ]

[11] >SALVADOR, C.C. et al. Psicologia do Ensino, Editora Artes Médicas Sul, 2000. Traduzido do espanhol por Cristina Maria de Oliveira, Psicologia da la Instrucció, ediciones de la Universitat Oberta de Catalunya, 1997. [ Links ]

[12] DIAS, P.M.C. "A (Im)pertinência da História ao Aprendizado da Física (Um Estudo de Caso)", Revista Brasileira de Ensino de Física, 23 (2001), 226-235. [ Links ]

# data[].attributes.attachment_link.title
Uma Proposta para Ensinar os Conceitos de Campo Elétrico e Magnético: uma Aplicação da História da Física

# data[].attributes.attachment_link.description
Uma Proposta para Ensinar os Conceitos de Campo Elétrico e Magnético: uma Aplicação da História da Física A proposal for teaching the concepts of electric and magnetic field: an application of history of physics Murilo de F. Magalhães, Wilma M. S. Santos, Penha M. C.

# data[].attributes.body
https://www.youtube.com/watch?v=qRtq7b4OxkU

https://www.youtube.com/watch?v=eQ3c3uesAMo

https://www.youtube.com/watch?v=jFfKwDjUPck

https://www.youtube.com/watch?v=C8jgWisYAek

https://www.youtube.com/watch?v=fqoH3ZqFeLo

https://www.youtube.com/watch?v=wr1mlhcugV8

https://www.youtube.com/watch?v=FqEOMVWNai0

# data[].attributes.body
Pasta com arquivos utilizados para aprendizado do conhecimento necessário para a elaboração do Padlet.

# data[].attributes.headline
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.subject
CONCEITOS SOB A PERSPECTIVA DE CARLOS MARCELINO

# data[].attributes.body
É chamado de campo eletrico a ação de cargas eletrica. Cargas essas que estão sujeitas a ação de forças de atração e repulsão.

# data[].attributes.body
Em anexo alguns exercícios resolvidos.

# data[].attributes.body
Uma aplicação para o capacitor que apesar de não ser mais tão fácil de ser aplicado mas vale pela experiência e aprendizado é no Rádio de Galena. Onde  ao utilizar um capacitor variável é possível sintonizar frequencias diferentes dentro do espectro AM. A frequencia varia conforme variamos a capacitancia do capacitor variavel.
Todos os detalhes, formulas e desenvolvimento do projeto pode ser conferido no relatório em anexo.

# data[].attributes.body
https://www.scielo.br/pdf/rbef/v24n3/a06v24n3.pdf

https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/12713/1/EstudoDesenvolvimentoCapacitor_Cerniak_2012.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=EBSpmPwo6VQ

https://www.sabereletrica.com.br/entenda-o-funcionamento-dos-capacitores/

https://www.youtube.com/watch?v=joB66JkNISA

http://mundoprojetado.com.br/radio-galena/

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm

https://www.youtube.com/watch?v=O_tBG-naoro

https://www.youtube.com/watch?v=KY5x_vvSlk0

https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-um-capacitor-e-qual-a-sua-funcao/

# data[].attributes.body
http://coral.ufsm.br/cograca/graca3_1.pdf

http://fma.if.usp.br/~mlima/teaching/4320292_2012/Cap3.pdf

https://sites.ifi.unicamp.br/f328/files/2013/03/Aula-04-F328-1S-13.pdf

https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/energia-potencial-eletrica.htm

https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/potencial.php

https://www.todamateria.com.br/potencial-eletrico/

# data[].attributes.body
https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1806-11172002000400016&script=sci_arttext

https://def.fe.up.pt/eletricidade/probs-campo_eletrico.html

http://carlamcoelho.blogspot.com/2011/09/questoes-resolvidas-campo-eletrico.html

https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm#:~:text=Campo%20el%C3%A9trico%20%C3%A9%20uma%20grandeza,carga%20geradora%20de%20campo%20el%C3%A9trico.

https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrostatica/campo.php

https://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/resumo-de-fisica-campo-eletrico/

http://www.rc.unesp.br/showdefisica/99_Explor_Eletrizacao/paginas%20htmls/Campo%20el%C3%A9trico.htm

https://www.preparaenem.com/fisica/campo-eletrico.htm

http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17601/material/Cap%C3%ADtulo%2022%20-%20Campo%20El%C3%A9trico.pdf

http://www.cbpf.br/~stalme/sol-campoeletrico.pdf

https://www.ufjf.br/fisica/files/2013/10/FIII-01-04-O-campo-el%c3%a9trico.pdf

# data[].attributes.body
http://www.if.ufrgs.br/fis/EMVirtual/cap1/cargas.htm

http://www.cepa.if.usp.br/e-fisica/mecanica/universitario/cap09/cap09_33.htm

https://www.todamateria.com.br/forca-eletrica/#:~:text=For%C3%A7a%20el%C3%A9trica%20%C3%A9%20a%20intera%C3%A7%C3%A3o,no%20final%20do%20s%C3%A9culo%20XVIII.

https://www.preparaenem.com/fisica/forca-eletrica.htm

https://pt.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-electrostatics/ee-electric-force-and-electric-field/a/ee-electric-force

https://noic.com.br/materiais-fisica/cursos/teorico/aula-5-1-forca-eletrica-e-campo-eletrico/

https://www.fisicainterativa.com/forca-eletrica-lei-de-coulomb/

https://sites.google.com/site/profishelia/3-ano/eletrostatica/forca-eletrica

https://blogdoenem.com.br/campo-eletrico-forca-eletrica-fisica-enem/