Rosa Brígida Fernandes
17-4-2014 (2ª atividade da Páscoa)
“Mãos na micro eletricidade”Conversões de energia usando pilhas comerciais e biológicas; medições de
várias pilhas e associações.
A tua pilha química está operacional?Sugestão: mede adiferença de potencial(d.d.p.) aos terminais datua pilha de 4,5 V e verificase esta éaproximadamente quatrovolts e meio.
Nota que este teste nãogarante por si só que apilha esteja carregada,seria necessário tambémmedir a intensidade decorrente que estaconsegue debitar!
Pilha 4,5 V
O multímetro é usado para medir a d.d.p.
aos terminais da pilha
Resultados das medições das crianças diferença de potencial em volts
Todas as diferenças de potencial, aosterminais de cada pilha, apresentaramvalores superiores a quatro volt epróximas dos valores rótulados (4,5 V).
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Os metais que usas na tua pilha biológica como eléctrodos são importantes?
A diferença de potencial aos terminais da tua pilha biológica mudase usares, por exemplo, o parafuso zincado em vez do prego comoeléctrodo negativo?
Sugestão: podes usar o multímetro para medir a tua pilha biológica …
A diferença de potencial aos terminais da tua pilha biológicaaumenta, aproximadamente, para o dobro se usares o parafusozincado em vez do prego como eléctrodo negativo! Passa de 0,5 Vpara 1 V!
prego parafuso
Medindo a ddp aos terminais da laranja com o prego e a moeda como eléctrodos
laranja com prego e moeda
como eléctrodos
ddp: 0,47 V
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O parafuso zincado é umelétrodo muito melhordo que o prego de ferro!
A diferença de potencialpassa deaproximadamente meiovolt, usando o prego,para próximo de umvolt com o parafuso.
Aqui ficam algumas das medidas registradas no quadro …
Nestas medidas o contacto elétricodeve ter
sido defeituoso. Deveriam ter sido
repetidas!
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As pessoas também armazenam energia, qual a ddpmáxima que consegues produzir num gerador elétrico
manual?
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Registo de algumas diferenças de potencial máximas conseguidas no gerador elétrico
manual
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Como podemos conseguir uma diferença de potencial (d.d.p.) maior do que 1 V?
Para acender um LEDvermelho é necessário, nomínimo, 1,5 V e se o LEDfor azul necessitamos deuma diferença depotencial bem maior,cerca de 2,4 V! Issosignifica quenecessitamos de maisd.d.p. do que a queconseguimos só com umapilha biológica!
Este LED vermelho
necessita 1,5 V
Este LED azul
necessita 2,4 V
Sugestão: podemos associar laranjas (ou metades) para conseguir uma d.d.p. maior.
Vamos associar duas laranjinhas.
A moeda tem que estar em contacto com o parafuso (associação em série)
E com estas duas laranjinhas devemos conseguir acender o LED vermelho mas
não o LED azul, percebes porquê?
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Aqui ficam algumas das medidas registradas pelo Miguel, Carolina e Diana
O Miguel associou as laranjas 14 (0,97 V) e 15 (0,64 V) em série e a
diferença de potencial da associação em série foi de 1,58 V
A Carolina e a Diana associaram as laranjas 12 (??) e 18 (0,88 V) em
série e a diferença de potencial da associação em série foi de 1,56 V
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Conseguimos mesmo acender um LED com duas laranjas em série?
Não basta uma diferença de potencial maior que1,5 V para acender um LED vermelho! Se aintensidade de corrente produzida pela associaçãoem série for, por exemplo, igual a 0,00001 A=10µA (microampère) estamos a fornecer ao LED umapotência elétrica de:
1,5 � × 10 μ =15 μW
(microwatt), logo, a luz do LED será muitodificilmente visível!
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Conseguimos mesmo acender o LED com duas laranjas!
A luz emitida pelo LED era muitofraca (dificilmente visível emambientes bem iluminados) porque aintensidade de corrente debitadapelas laranjas era da ordem dos:50 µA=0,00005 A
Voltando a repetir a experiência, no laboratório deFísica, com as luzes apagadas, e, desta vez, comdois tomates cereja, a luz do LED vermelho passa aficar bem visível! Como pilha biológica podesexperimentar usar courgette, brócolos, batata,limão, maça e outros restos de comida em mauestado.
Estas laranjas são das laranjeiras de jardim situadas ao pé do Modelo.
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Jogo do eletroíman
química -> elétrica ->térmica e magnética
Um electroímantransforma-se num ímanse for percorrido porcorrente elétrica masdeixa de ser íman se acorrente elétricadesaparecer.Consegues construir umelectroíman com omaterial colocado à tuadisposição?
Fio elétricoenrolado (solenóide) a prego
Chave de
fendas
Pilha com parafusos: Química � elétrica
disco madeira, rebite de alumínio, anel cobre, prego ferro, clipes, pedaço de corda, berlinde vidro, barra carbono e barra de borracha, parafuso bronze, pedra, pedaço porcelana
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Após algum tempo para experimentação dá-se uma sugestão…
Liga as pontas dosolenóide, que envolve oprego, aos parafusos deligação da pilha.Nota que, tal como no
caso dos ímanes
permanentes, apenas os
materiais
ferromagnéticos são
atraídos pelo
electroíman.
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Da caixinha fornecida, apenas o prego e os clipes são materiais ferromagnéticos!
O eletroíman não atrai o
parafuso!
O eletroíman atrai o
prego.
O eletroíman atrai os
clipes.
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Porque é que um eletroíman atrai maior quantidade de materiais do que o outro?
Este eletroíman atrai, no máximo, um prego e dois clipes (massa total de 3,1 g).
Este eletroíman atrai, no máximo, um prego e três clipes (massa total de 3,5 g).
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Observa bem a diferença entre os dois eletroímanes e descobre a resposta …
Massa total de material ferromagnético atraída por um dos eletroímanes , cerca de 3,5 grama.
Massa total de material ferromagnético atraída por um dos eletroímanes, cerca de 3,1 grama.
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A luz é uma forma de energia mas podemos medir a luz?
Na primeira atividade de “mãos na microeletricidade”, da semana passada, observamosque a energia elétrica, no filamento dalâmpada, se convertia em energia luminosa:
Energia elétrica���� energia luminosa
É possível observar o contrário, isto é, convertera energia luminosa em energia elétrica?
Energia luminosa���� Energia elétrica??
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Sugestão: usamos o painel solar (energia luminosa�elétrica) e o multímetro
Este mini painel solar, de 5 cm por 5 cm, exposto a céu aberto, num dia nublado, dá meio volt (0,5 V). É aproximadamente a mesma diferença de potencial que uma laranja com um prego e uma moeda de 2 cêntimos como eléctrodos. Mas a intensidade de corrente poderá ser diferente …
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Outra sugestão: usamos o luxímetro para medir a intensidade de luz visível
Valor registrado pelo luxímetro relativo à luz azul de uns LEDs de Natal.
A luz também pode ser convertida em energia do movimento?
Obrigada Ricardo e Eduardo por nos terem
emprestado o vosso helicóptero e carrinho
solar. Com eles observamos a conversão da energia luminosa em energia do movimento
de uma forma tão divertida!
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