Lei de Faraday: análise e proposta para o ensino médio

• Ano de defesa: 2005
• Autor(a) principal: Annunciato, Cristian
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Faraday's Law; Physics teaching;High School; Lei de Faraday; Ensino de física; Ensino médio
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/81/81131/tde-27032025-110157/

Grandes e complexas são as dificuldades envolvidas no ensino de Física. O presente trabalho aborda o ensino do Eletromagnetismo Clássico, particularmente da lei de Faraday. Um mapa do Eletromagnetismo Clássico, representando as quatro equações de Maxwell, é proposto e a lei de Faraday é tratada no contexto do Eletromagnetismo como um todo. É feita uma discussão do significado físico da lei de Faraday e são apresentadas as formas como alguns livros didáticos, projetos de ensino e professores abordam o assunto. A escolha da lei de Faraday como tema desse trabalho se deu em decorrência de sua importância para a compreensão de diversos fenômenos e dispositivos com que lidamos cotidianamente. Outra forte motivação para a escolha desse tema é a importância da lei de Faraday no Eletromagnetismo Clássico e a sua influência nos trabalhos de Maxwell, que resultaram em uma apresentação unificada, elegante e sintética da Eletricidade, do Magnetismo e da Óptica. A constatação de que muitos textos didáticos não distinguem os fenômenos de geração de campos elétricos por variação temporal de campos magnéticos (lei de Faraday) dos fenômenos de surgimento de correntes elétricas em condutores devido a seu movimento em campos magnéticos (força de Lorentz) também influenciou nossa escolha. O presente trabalho pretende contribuir para o eclarecimento de tal confusão. Considerando a importância das práticas experimentais no processo de ensino/aprendizagem e procurando colaborar com o trabalho de professores do Ensino Médio, apresentamos uma proposta de experimentos que possibilitam a discussão de vários fenômenos do Eletromagnetismo Clássico, especialmente da lei de Faraday. O primeiro experimento apresenta uma forma semelhante à desenvolvida por Faraday para gerar corrente elétrica, utilizando apenas ímãs e bobinas. No segundo experimento abordamos a construção e funcionamento dos transformadores elétricos, discutindo a sua importância para a redução de perdas no transporte de energia. No terceiro experimento construímos e analisamos o funcionamento de motores elétricos, desde modelos simples, constituídos de uma bobina rotatória, até os modelos comerciais, que possuem ímãs permanentes na sua estrutura. Verificamos também como é possível gerar energia elétrica utilizando os modelos comerciais. No quarto experimento abordamos a emissão e recepção de ondas eletromagnéticas de forma 5 análoga à utilizada por Hertz. Com essa proposta pretendemos contribuir para a melhoria do ensino de Eletromagnetismo, além de apresentar uma forma possível de abordar esse tema através de experimentos.