segunda-feira, 10 de outubro de 2016

Atmosfera Eletrizante (Aula 03)

Ano: 3º Ano do Ensino Médio
Etapa: 2º Bimestre (MS)
Componente Curricular: Física
Conteúdo: Campo Elétrico.

Objetivos
  • Descrever o processo de formação de raios e descrever estratégias para evitar problemas com descargas elétricas.
  • Descrever como é feita a previsão da ocorrência de raios.
Carga Horária: 3 horas/aula
Aulas Anteriores Aula 01 / Aula 02

3º Aula - Atmosfera Eletrizante

Essa aula será terá dois momentos. O primeiro consiste em apresentar o Projeto Alerta-Raios desenvolvido pelo Laboratório de Ciências Atmosféricas da UFMS. O projeto consiste na instalação de sensores, chamados de Field Mill (FM), que monitorem a atividade elétrica na superfície induzida por nuvens carregadas.

Esses dados podem ser acessados e visualizados em tempo real a partir do site do LCA (para entrar clique aqui). Observe que o horário é o horário Universal  (UTC), para Brasília é necessário subtrair 3 horas e para Mato Grosso do Sul é necessário subtrair 4 horas.

Um conjunto de fotos que apresenta o perfil do campo elétrico quando houve atividade elétrica está disponível clicando aqui.

Aqui iremos fornecer uma descrição breve da interpretação desses dados. Sabe-se que as descargas elétricas ocorrem para campos da ordem de 3.10³ kV/m. Estando calibrado o sensor quando a atividade elétrica manifesta um aumento na ordem de 10³ kV/m há possibilidade de descargas elétricas. Entre o aumento gradual do campo e a descarga existe um intervalo de 15 minutos, permitindo gerar um alerta. O sensor também permite estabelecer se o risco de descargas já passou, visto que a atividade elétrica tende a cair depois que a nuvem descarrega.

O segundo momento da aula constitui na construção de uma Garrada de Leyden, que é um dispositivo que acumula cargas (capacitor) e permite gerar pequenas descargas. O professor deve solicitar aos alunos a aquisição do material com certa antecedência.

A montagem deste dispositivo pode ser acompanhada no seguinte vídeo:


Como possíveis desdobramentos propomos as seguintes perguntas:
  1. Como esse aparelho se assemelha ao exemplo da nuvem?
  2. Quando é gerado uma faísca, qual deve ser a ordem do Campo Elétrico?
  3. Quais são as aplicações de aparelhos que realizam o armazenamento de cargas?