Simulação analógica de configurações eletrostáticas em uma malha de resistores

Autores

  • Josebel Maia dos Santos Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das Ciências, Universidade Federal da Bahia/Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, BA.
  • Clebson dos Santos Cruz Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias, Universidade Federal do Oeste da Bahia, Barreiras, BA https://orcid.org/0000-0003-3318-1111
  • Antonio César do Prado Rosa Jr Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias, Universidade Federal do Oeste da Bahia, Barreiras, BA
  • José Carlos Oliveira de Jesus Departamento de Física, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, BA
  • Álvaro Santos Alves Departamento de Física, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, BA

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2019v36n1p287

Palavras-chave:

Superfícies Equipotenciais, Malha de Resistores, Simulação Analógica, Para-Raios.

Resumo

O estudo de superfícies equipotenciais é experimento comum nos laboratórios didáticos dos cursos de graduação em Fı́sica, funcionando como um elemento articulador do processo de ensino e aprendizagem de conceitos fundamentais do eletromagnetismo clássico, tais como o campo e o potencial. No entanto, seu método tradicional de execução apresenta algumas dificuldades técnicas que tornam essa prática experimental desestimulante para os estudantes, desfavorecendo a aprendizagem significativa destes conceitos. Neste contexto, propomos uma releitura deste experimento, na qual é utilizada uma malha de resistores para a simulação analógica de um meio eletricamente homogêneo. Os resultados experimentais obtidos são plenamente satisfatórios quanto à simulação de configurações eletrostáticas básicas, tais como cargas puntiformes ou placas planas paralelas, permitindo, inclusive, explorar temas que não são abordados no experimento tradicional, como a configuração de para-raios.

Biografia do Autor

Josebel Maia dos Santos, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das Ciências, Universidade Federal da Bahia/Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, BA.

Doutorando e Mestre em História, Filosofia em Ensino de ciências pelo Programa de Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das Ciências das Universidade Federal da Bahia e Universidade Estadual de Feira de Santana. Trabalha com História da Física, Argumentação no Ensino de Ciência, Design Research e Gravitação Universal de Newton, entre outros. Professor de Física do Estado da Bahia nos colégios Governador Luiz Viana Filho e Professora Tecla Mello. Grupos colaborativos: Grupo Colaborativo de Pesquisa em Ensino de Ciências (GCPEC), Laboratório de Ciência como Cultura (LACIC); Grupo de Ensino, História e Filosofia da Física da UEFS e Projeto Física no Campus da UEFS (FISCAMPUS).

Clebson dos Santos Cruz, Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias, Universidade Federal do Oeste da Bahia, Barreiras, BA

Graduado em Física pela Universidade Estadual de Feira de Santana, Mestre e Doutor em Física pela Universidade Federal Fluminense (2015-2018). Atualmente é Professor Adjunto da Universidade Federal do Oeste da Bahia. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Teoria da Informação Quântica, Magnetismo Molecular, Efeito Magnetocalórico, Espalhamento de Nêutrons e Síntese e Caracterização de Novos Materiais.

Antonio César do Prado Rosa Jr, Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias, Universidade Federal do Oeste da Bahia, Barreiras, BA

Doutor em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial (2015) pela Federação das Indústrias do Estado da Bahia (FIEB) - (CIMATEC), Mestre em Física (2007) pela Universidade Federal de Pernambuco e Bacharel em Física (2005) pela Universidade Estadual de Feira de Santana. Atualmente é Professor Adjunto no Centro de Ciências Exatas e das Tecnologias da Universidade Federal do Oeste da Bahia. Membro do grupo de pesquisa de Informação Quântica - UFOB (Cnpq), atua nas áreas de Física Estatística e Termodinâmica e Física da Matéria Condensada.

José Carlos Oliveira de Jesus, Departamento de Física, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, BA

Doutor em Educação (2010) pelo Programa de Pós-Graduação em Educação pela Universidade Federal da Bahia, Mestre em Física (1992) pelo Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco, Bacharel em Física (1988) pela Universidade Federal da Bahia, onde concluiu também a Licenciatura Plena em Física (1989). Atualmente é Professor Assistente no Departamento de Física da Universidade Estadual de Feira de Santana. Atua na área de Ensino de Física e Física da Matéria Condensada.

Álvaro Santos Alves, Departamento de Física, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, BA

Licenciado e Bacharel em Física pela Universidade Federal da Bahia (UFBA) (1995), mestre em Física da Matéria Condensada pela UFBA (1999) e doutor em Física da Matéria Condensada pela Universidade Federal Fluminense (2011). Atualmente, é professor adjunto do Departamento de Física da Universidade Estadual de Feira de Santana.

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Publicado

2019-05-13

Edição

Seção

Atividades experimentais no ensino de Física