Sample records for electromagnetism
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1

Aprendizagem de Eletromagnetismo via Programação e Computação Simbólica/ Learning Electromagnetism Via Programming and Symbolic Computation

Alves, D. T.; Amaral, J. V.; Medeiros Neto, J. F.; Cheb-Terrab, E. S.
2002-06-01

Resumo em português Relatamos a experiência de utilizar programação em Maple como ferramenta de aprendizagem do estudante num curso básico de teoria eletromagnética. Acreditamos que este relato possa ser útil a quem desejar utilizar o computador como instrumento pedagógico no ensino de Física. Resumo em inglês We describe an experience in using programming in Maple as a student's tool for the learning of introductory electromagnetic theory. We believe that this paper can be of use for those interested in using computers as a pedagogical tool.

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Interação forte e eletromagnetismo/ Strong interaction and electromagnetism

Silva, P.R.
2008-09-01

Resumo em português A interação nuclear forte é estudada através de algumas ferramentas do eletromagnetismo clássico. São estimadas a constante de acoplamento forte e o "campo elétrico forte" (em termos de um campo elétrico equivalente), no interior do núcleon (próton ou nêutron). A pressão do vácuo sobre a fronteira do núcleon é também avaliada. Discute-se brevemente o confinamento dos quarks. Na análise são ainda utilizadas versões simplificadas do modelo de sacola do MIT. Resumo em inglês The basic structure of the classical electromagnetism is used as a means to study the strong interaction. The strong coupling constant and the strong field (expessed in terms of an equivalent electric field) inside the nucleon (proton or neutron) are estimated. It is also evaluated the vacuum pressure on the boundary of the nucleon. Quark confinement is briefly discussed. Simplified versions of the MIT bag model are also considered in the present treatment.

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Alguns problemas de eletromagnetismo envolvendo séries infinitas/ Problems of electromagnetism involving infinite series

Possa, Denimar; Nogueira, José Alexandre
2003-12-01

Resumo em português Neste trabalho consideramos alguns aspectos físicos relacionados a séries divergentes e a série condicionalmente convergentes. Resumo em inglês In this work we have discussed some physical aspects connected to divergent series and conditionally convergent series.

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Uma mini-introdução à concisa álgebra geométrica do eletromagnetismo/ A very short introduction to the concise geometric algebra of the electromagnetism

Ferreira, G.F. Leal
2006-01-01

Resumo em português Faz-se uma brevíssima introdução à álgebra geométrica aplicada ao eletromagnetismo para mostrar como as equações de Maxwell se reduzem a uma única equação nesta linguagem muito concisa. Resumo em inglês A very short introduction of the geometric algebra applied to the electromagnetism is carried out in order to show that the Maxwell equations are contained in a single equation when such a concise formalism is employed.

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Algumas Considerações Sobre Ensino e Aprendizagem na Disciplina Laboratório de Eletromagnetismo/ Considerations About Learning and Teaching in the Electromagnetism Laboratory

Silva, J. Humberto Dias da
2002-01-01

Resumo em português Baseados por um lado em avanços conceituais recentes das pesquisas em ensino de ciências, epor outro em nossa experiência docente, propomos algumas reflexões sobre as práticas de ensino e aprendizagem na disciplina Laboratório de Eletromagnetismo. Apresentamos e interpretamos resultados e comentários dos estudantes, os quais forneceram elementos para a análise da efetividade de propostas de novo enfoque para esta disciplina. Resumo em inglês Based on recent research in science education, and on teaching experience, we analyze the learning and teaching process in the Electromagnetism laboratory for undergraduate physics students. Dataand reasoning obtained from the answers of some groups of students are used to help the analysis of the e effectiveness of the changes proposed in this physics laboratory.

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Sobre as experiências relativas à imantação do ferro e do aço pela ação da corrente voltaica: uma tradução comentada do artigo escrito por François Arago/ On the experiences concerned with the magnetization of iron and of steel by the action of the voltaic current: a commented Portuguese translation of the article written by François Arago

Souza Filho, Moacir Pereira de; Caluzi, João José
2009-04-01

Resumo em português O objetivo deste trabalho é divulgar, por meio de uma tradução comentada, um dos principais trabalhos escritos por Dominique François Jean Arago (1786-1853) relativo ao eletromagnetismo. Trata-se de uma descrição das experiências feitas por ele, relativas à magnetização do ferro e do aço pela ação da corrente voltaica. Resumo em inglês The goal of this paper is to divulge, through a commented Portuguese translation, an important work written by Dominique François Jean Arago (1786-1853) concerned with electromagnetism. He gives an account about experiments related to the magnetization of iron and of steel by the action of the voltaic current.

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Abordando a dinâmica de fluidos por uma via intuitiva, embora de validade restrita: princípio da superposição/ Facing fluid dynamics through a friendly shortcut though of limited validity: the superposition principle

Ramalho, Marcus V.C.; Santos, Marcus B.L.
2008-12-01

Resumo em português O princípio da superposição é invocado de maneira ampla na física, mas o estudante deve ter em mente que sua validade limita-se às situações regidas por equações lineares. Tal é o caso do eletromagnetismo, em contraste com a dinâmica de fluidos. Nesta ultima, as equações são em geral não-lineares, podendo contudo se reduzir a equações lineares num caso particular de grande interesse, capaz inclusive de abranger situações dependentes do tempo. O objetiv (mais) o desse artigo de cunho pedagógico é explorar as analogias deste caso com o eletromagnetismo, de forma a possibilitar uma introdução rápida à dinâmica de fluidos por parte do estudante não familiarizado com este ramo fascinante porém geralmente ausente da formação do físico. Nesse processo daremos ênfase ao traçado de linhas de corrente mediante o uso de ferramentas gráficas computacionais que, acreditamos, facilitarão ao estudante a percepção da analogia mencionada. Resumo em inglês The superposition principle is widely invoked in physics. However, the student should bear in mind that its validity implies that the system under focus is governed by linear equations. Such a condition is usually fulfilled in electromagnetism, but not in fluid dynamics, where the governing equations are generally non-linear ones. Nevertheless, such equations become linear in an important particular case, which applies even to time dependent situations. Our aim in this pe (mais) dagogical article is to explore the analogies of such a case with electromagnetism. We believe that this approach can make easier to introduce fluid dynamics to a typical student, generally not acquainted at all with the principles of this branch of increasing importance in physics. We emphasize the plot of streamlines by making use of computational graphical tools which hopefully helps to clarify the proposed pedagogical strategy.

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Estudando campos magnéticos e histerese com um anel de Rowland/ Studying magnetic fields and hysteresis with a Rowland Ring

Lüdke, Everton
2010-03-01

Resumo em português Neste artigo, discuto uma implementação de um experimento simples destinado a laboratórios didáticos de eletromagnetismo como material de apoio para a investigação de campos magnéticos e histerese pelo aluno, empregando o clássico método do anel de Rowland. Um gerador de sinal produz H em um anel toroidal de material ferromagnético enquando que o sinal captado por uma bobina sensora é amplificado e integrado, possibilitando que a curva de histerese do material (mais) seja visualizada na tela de um osciloscópio pelo método de figuras de Lissajous. Uma metodologia adequada para explorar o experimento em um grupo de alunos também é apresentada. Resumo em inglês In this paper, I discuss a simple experimental setup to be used in academic teaching laboratories in electromagnetism to support the student investigation of magnetic fields and hysteresis. It employs the classical Rowland ring method. A signal generator produces H in a toroidal ring made of ferromagnetic material while the signal picked up by a sensing coil is amplified and integrated, allowing the material hysteresis curve to be seen in a oscilloscope screen by plotting Lissajous curves. A student group methodological approach to explore the experiment is also presented.

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Michael Faraday: o caminho da livraria à descoberta da indução eletromagnética/ Michael Faraday: the road from the bookstore to the discovery of electromagnetic induction

Dias, Valéria Silva; Martins, Roberto de Andrade
2004-12-01

Resumo em português Estudando o trabalho experimental sobre eletromagnetismo realizado por Michael Faraday no início do século XIX, encontramos vários elementos que poderiam ser utilizados no Ensino de Ciências. Um conhecimento histórico sobre o trabalho experimental desenvolvido por Faraday e que o levou à descoberta da indução eletromagnética pode transmitir aos estudantes uma concepção mais adequada do processo de desenvolvimento da Ciência. No entanto, isso só pode ser feito (mais) utilizando-se um estudo detalhado e bem fundamentado do processo histórico ocorrido, deixando de lado as simplificações e os mitos que costumam ser apresentados. Resumo em inglês The study of Michael Faraday's experimental research on electromagnetism developed in the early 19th century provides several components which could be used in Science Teaching. A historical knowledge of the experimental work that led Faraday to the discovery of electromagnetic induction may convey to students a more adequate process of the development of science. However, this can only be done by the use of a detailed and well grounded study of the historical process, leaving aside the naïve simplifications and the myths that are usually told.

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A evolução da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos/ The evolution of the wave theory of light and textbooks

Silva, Fabio W.O. da
2007-01-01

Resumo em português O tratamento habitualmente dado em livros-texto de física à evolução da teoria ondulatória da luz, a partir do modelo de Christiaan Huygens, pode ser considerado uma reconstrução a posteriori (whiggismo), que impõe uma interpretação atual a conceitos enunciados no Século XVII. A leitura do texto original de Huygens, todavia, revela diferenças profundas com as concepções mais recentes da luz e uma afinidade maior com a mecânica do que com a óptica moderna o (mais) u o eletromagnetismo. Essa análise sugere a necessidade da utilização de fontes primárias no ensino de ciências, não se restringindo aos livros-texto que, muitas vezes, contêm uma leitura histórica cristalizada. Resumo em inglês Textbooks of Physics usually approach the evolution of the wave theory of light, from the model of Christiaan Huygens, as a reconstruction a posteriori (whiggism).This happens to impose the current interpretation to concepts already enunciated in the XVII century. However, the original texts of Huygens unveil important differences with the recent conceptions of light and a considerable affinity with Mechanics rather than with Modern Optics or Electromagnetism. Since the t (mais) extbooks often contain a crystallized historical view, this analysis suggests the use of primary sources in the teaching of sciences.

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Argumentando sobre a realidade dos potenciais/ Arguing on the actuality of the potentials

Ferreira, G.F. Leal
2004-01-01

Resumo em português Argumenta-se que, da mesma forma que o efeito Aharonov-Bohm mostrou ser o potencial vetor detetável microscopicamente, os nossos transformadores parecem indicar que ele o é macroscopicamente através de sua derivada temporal. Nessa suposição, são estudadas as transformações de calibre a partir do calibre de Lorentz, que é o calibre causal. Os potenciais, escalar e vetorial, de uma carga em movimento nos calibres de Coulomb e Lorentz são apresentados. A ação mec (mais) ânica dos potenciais também é discutida, mostrando-se que os efeitos de indução entre circuitos são incluidos no momento canônico na formulação de Hamilton. Finalmente menciona-se que a mais rica Álgebra Geométrica (ou Geometria de Clifford) é mais adequada para a descrição do Eletromagnetismo. Resumo em inglês It is argued that inasmuch as the Aharonov-Bohm effect supports the view on the actuality of the vector potential at the microscopic level, by the same token our very familiar transformers seems to perform the same at the macroscopic level through its time dependence. Assuming this, gauge transformations are studied proceeding from the causal Lorentz gauge. The potentials of a moving charge in the Coulomb and Lorentz gauges are presented. The mechanical action of the pote (mais) ntials is also discussed, and it is shown that induction effects between line currents are included in the canonical momentum of the Hamiltonian formalism. It is finally argued that the reacher Geometric (Clifford) Algebra is more suited for description of the Electromagnetism.

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Atividade óptica de um meio dielétrico diluído: Pasteur e as simetrias moleculares/ Optical activity of a dilute dielectric medium: Pasteur and the molecular symmetries

Cattani, M.; Bassalo, J.M.F.
2009-09-01

Resumo em português Em 1848 Pasteur conjeturou que a rotação do plano de polarização da luz em um meio diluído é gerada pelas propriedades de simetria das moléculas do meio no qual a luz se propaga. O objetivo do nosso artigo é de mostrar que Pasteur estava correto usando conhecimentos de eletromagnetismo e mecânica quântica de um curso de graduação em física. Faremos um breve retrospecto das ideias básicas da teoria eletromagnética necessárias para o estudo da atividade ópt (mais) ica. A seguir, usando a teoria de perturbações em mecânica quântica e levando em conta as simetrias das moléculas calcularemos a atividade óptica do meio. Mostraremos que as previsões teóricas, que estão plenamente de acordo com os resultados experimentais, comprovam a hipótese de Pasteur. Resumo em inglês Pasteur proposed in 1848 that the rotation of the polarization plane of the light in a dilute medium is generated by the symmetry properties of the molecules of the medium where the light propagates. Our objective is to show that Pasteur hypothesis was correct using the basic knowledge of electromagnetism and quantum mechanics of the undergraduate physics course. We present a brief review of the fundamental concepts of the electromagnetic theory necessary to understand th (mais) e optical activity. Next, using the quantum mechanical perturbation theory and taking into account the molecular symmetries we calculate the optical activity of the medium. It will be shown that the theoretical predictions, which are in good agreement with the experimental results, give support to the Pasteur conjecture.

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Análise de cabos coaxiais cilíndricos usando a técnica dos elementos finitos/ Analysis of cylindrical coaxial cables using the finite element technique

Nogueira, Antônio Flavio Licarião
2007-01-01

Resumo em português A nova geração de simuladores de campos eletromagnéticos pode ser usada no ensino de eletromagnetismo sem que o usuário conheça com profundidade a metodologia usada no desenvolvimento desses programas computacionais. A teoria da linha coaxial cilíndrica é usada para ilustrar a aplicação desses programas como ferramenta de ensino. A solução analítica do problema é usada para avaliar a precisão numérica dos resultados obtidos utilizando diferentes subdivisõe (mais) s das malhas de elementos finitos. A relação entre minimalidade energética e distribuição de potenciais elétricos é usada para explicar como diferentes discretizações do modelo afetam o cálculo das grandezas eletromagnéticas. A definição de um problema exterior para modelar a estrutura coaxial permite a análise dos campos dispersos nas extremidades e aumenta a precisão do cálculo da capacitância. Resumo em inglês The new generation of electromagnetic field simulators can be used for teaching electromagnetism with no user's deep knowledge about the methodology used to develop these computer programs. The theory of the cylindrical coaxial line is used to illustrate the application of these programs as teaching tools. The analytical solution of the problem is used to assess the accuracy of the numerical results produced by different subdivisions of the finite element meshes. The rela (mais) tionship between energy minimality and distribution of electric potentials is used to explain how different discretizations of the model affect the computation of the electromagnetic variables. The definition of an exterior problem to model the coaxial structure allows the analysis of leakage fields at the end-zone and improves the accuracy of capacitance calculation.

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Sistema de Realidade Virtual para Simulação e Visualização de Cargas Pontuais Discretas e seu Campo Elétrico/ A Virtual Reality System for Simulation and Visualization of Discrete Point Charges and its Electric Field

Santos, Antônio Vanderlei dos; Santos, Selan Rodrigues dos; Fraga, Luciane Machado
2002-06-01

Resumo em português Atualmente a Visualização Científica aliada à Realidade Virtual tem-se tornado disponível como uma tecnologia de ponta para o aprendizado. No meio deste cenário, a demanda por software educacional que ofereça suporte para o processo de aprendizagem em muitas áreas está crescendo. Esta tendência não é diferente em Eletromagnetismo. Este trabalho apresenta um sistema de treinamento educacional, que é uma tentativa de responder a esta demanda. A aplicação tem (mais) sido desenvolvida com a combinação de tecnologias como a Realidade Virtual e a Visualização Científica para desmistificar os conceitos de manipulação e investigação interativa sobre a carga elétrica e seu campo elétrico. Os aspectos arquiteturais de tal sistema são discutidos juntamente com a descrição de um protótipo experimental chamado Electras. Resumo em inglês Recently Scientific Visualization together with Virtual Reality has rapidly become available as leading edge technologies. In the midst of this scenario the demand for educational software that offers support for the teaching process in many areas has greatly increased. This trend is not different in Electromagnetism. This paper presents an educational training system, which is an attempt towards answering this demand. The application has been embedded with both virtual r (mais) eality technology and scientific visualization techniques in order to carry out interactive investigation and manipulation of concepts concerning electric charge and its electric field. The architectural aspects of such system are discussed jointly with the description of an experimental prototype called Electras.

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Forças em capacitores assimétricos submetidos a altas tensões/ Strengths on asymmetric capacitors under high voltage

Kuhnen, Carlos Alberto; Isoppo, Eduardo de Almeida; Ouriques, Gerson Renzetti
2007-01-01

Resumo em português Este trabalho trata de forças que atuam em capacitores assimétricos quando são utilizadas fontes de alta tensão. Estas forças são as responsáveis pelo fenômeno conhecido por "efeito Biefeld-Brown" que se acreditava ser um novo princípio físico envolvendo eletromagnetismo e gravitação. Capacitor assimétrico é um capacitor cujos eletrodos possuem geometria bastante diferenciada um do outro. Os resultados experimentais mostram que o capacitor, quando sob alta t (mais) ensão, fica submetido à ação de uma força resultante produzida pela colisão de íons formados no ar (vento iônico) em volta dos eletrodos. A força resultante produz o chamado 'efeito levitação' que faz o capacitor flutuar em pleno ar. O sistema desenvolvido tem sido utilizado em demonstrações em sala de aula para estudantes dos cursos de graduação e pós-graduação em física da UFSC e para colegas do departamento de física, provocando grande excitação e discussões sobre o assunto. Resumo em inglês This work deals with electrical forces on asymmetric capacitors when a source of high voltage is used. These strengths are responsible by the phenomenon known as "Biefeld-Brown effect" believed to be a new physical principle due to the electromagnetism and gravitation. Asymmetric capacitor is a capacitor whose geometry of the electrodes differs from each other. The experimental results show that when a high voltage is applied to the capacitor a resulting force acts on it, (mais) which is produced by the collision of the ions that are formed in the air (ionic wind) at vicinities of the electrodes. This resulting force promotes the so called "levitation effect" that makes the capacitor floating in the air. The system developed here have been used in classroom demonstrations for undergraduate and graduate students of the Federal University of Santa Catarina and for colleagues of the physics department provoking great excitement and discussions on the subject.

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