do Caderno do Professor

MUSEU LIGHT DA ENERGIA
CADERNO DO PROFESSOR
A energia elétrica é
essencial para o
desenvolvimento econômico
e social.
Esta apostila tem a proposta de desenvolver conceitos e abordagens
sobre o tema energia, energia elétrica e meio ambiente, auxiliando
o professor para que a visita com seus alunos ao Museu Light da
Energia tenha um rendimento ainda melhor.
Serve ainda de convite aos professores para a reflexão sobre
questões como: a importância da energia na nossa vida, a nossa
responsabilidade em utilizá-la de modo sustentável, e também sobre
o papel do educador no despertar dessa consciência nas futuras
gerações.
Ela move a produção, os
serviços públicos e os
eletrodomésticos da nossa
casa, trazendo conforto e
bem-estar para o nosso
cotidiano.
Muitas pessoas usam a eletricidade como se ela aparecesse nas
tomadas e interruptores num passe de mágica, sem ligar para o
desperdício ou imaginando que não há problema em dela usufruir
sem pagar pelo seu uso. Isso é um engano que prejudica a todos.
A produção, a transmissão e a distribuição de eletricidade
demandam investimentos altos, tecnologia avançada e pessoal
capacitado.
Nesta oportunidade, além de conhecer um pouco mais sobre energia
e eletricidade, vamos ter a chance de rever nossos hábitos e
conhecer dicas de como usar a eletricidade com segurança e sem
desperdício.
1
Sumário
O Museu Light da Energia .................................................................................................................... 3
Energia, a força que nos move. .............................................................................................................. 4
Fontes de energia. .................................................................................................................................... 5
Formas de energia. ................................................................................................................................... 6
Átomo e eletricidade. ............................................................................................................................ 15
O fenômeno eletromagnético. .............................................................................................................. 21
A energia elétrica e o conforto que ela nos traz................................................................................. 24
Como se produz energia elétrica. ........................................................................................................ 25
A conta de energia elétrica. .................................................................................................................. 30
Fontes de energia elétrica. .................................................................................................................... 32
Usando a energia elétrica com segurança... ....................................................................................... 33
Usando a energia elétrica com responsabilidade... ............................................................................ 34
Sites para pesquisa... .............................................................................................................................. 36
Oficina pedagógica.. .................................................................................................................... 37
2
Revista para os alunos
Site para ser visitado
3
Existem diversas formas
de energia: cinética,
potencial, elétrica,
térmica, química etc.
A ENERGIA QUE NOS MOVE
O conceito de energia foi estabelecido por Isaac Newton, no século
XVII: “Energia é a capacidade de um sistema físico realizar
trabalho”. De lá para cá, tal como qualquer conceito científico, ele
evoluiu ao longo do tempo.
Mas para nossos objetivos, a ideia de trabalho entendida como
processos, mudanças de estado ou configuração de sistema já dá
conta do recado.
Há diversos exemplos que se podem oferecer sobre a presença de
energia ao nosso redor.
Também são diversos os sinais de quanto dela dependemos, pois
afinal é graças à energia que podemos nos mover.
Um aspecto muito
importante da energia
é que toda forma de
energia pode ser .
transformada em
qualquer outra.
Quando esfregamos um
dedo sobre uma mesa, por
exemplo, o dedo esquenta;
é a energia mecânica sendo
transformada em calor.
Quando andamos ou
corremos, estamos
transformando energia
química (adquirida dos
alimentos) em energia
cinética.
Uma folha que cai, uma flor que se abre, um rio que corre, o
nascimento de um ser vivo, uma simples caminhada, tudo depende
de energia para acontecer.
Desde uma lâmpada que se acende até o mais sofisticado dos
sistemas, tudo precisa de energia para funcionar.
Esses exemplos nos lembram que, seja no ambiente natural ou no
construído pelos homens, a necessidade de energia para que tudo
funcione é semelhante.
.
Sustentabilidade é
cuidar bem do planeta
de forma a garantirmos
os recursos naturais
para uso das gerações
atuais e futuras .
E como é que conseguimos gerar grandes quantidades de energia
para sustentar nosso modelo de vida? Usando os chamados recursos
naturais.
4
FONTES DE ENERGIA
‘Eu sou o sol, sou eu que brilho pra você meu amor...”
Jorge Ben Jor
Fonte primária é a
fonte de energia que se
encontra diretamente na
natureza, como por
exemplo, o petróleo.
O sol é a grande fonte de energia para o nosso planeta.
De fato, sem a energia do sol as plantas não fariam fotossíntese, os
ventos não se formariam, o ciclo da água não se efetivaria e a vida
não existiria.
Além do calor e da luz solar, a tração animal, a água, os ventos, o
carvão mineral, os gêiseres e as fontes termais, o petróleo, o gás
natural, a chamada biomassa dos vegetais e as marés são exemplos
de recursos naturais que tem sido usados como fontes de energia.
Síntese das fontes e usos da energia
Fonte secundária é
produzida a partir de
outra fonte, como por
exemplo, a gasolina.
Fonte: http://patricia educadora.blogspot.com
5
FORMAS DE ENERGIA
A energia mecânica pode ser cinética ou potencial. A energia
cinética está sempre associada ao movimento: se um objeto estiver
parado, sua energia cinética é zero. Repare que a energia cinética
depende do estado de movimento de quem observa. Por exemplo, o
motorista de um ônibus em movimento possui energia cinética igual
a zero para um passageiro do ônibus, mas diferente de zero para
quem está parado do lado de fora na calçada.
A energia mecânica pode ser armazenada sob a forma de energia
potencial. Ao esticarmos uma mola, por exemplo, ela armazenará
uma certa energia potencial (nesse caso, chamada de elástica). Se
soltarmos a mola, a energia potencial elástica armazenada se
transforma em energia cinética. Se segurarmos um objeto a uma
certa altura, ele terá armazenada uma certa quantidade de energia
potencial (nesse caso, chamada de gravitacional). Ao soltarmos o
objeto, ele cai, transformando a energia potencial em energia
cinética.
Energia química: é a energia potencial das ligações químicas entre
os átomos. Ela está associada, por exemplo, à queima ou combustão
presentes na gasolina, nos derivados de petróleo e até mesmo nos
alimentos que se transformam em nosso organismo.
Em uma usina hidrelétrica,
a água do reservatório
possui energia potencial.
Quando forçada a entrar
nos dutos, a água adquire
energia cinética. Ao chegar
nas pás das turbinas, essa
mesma água vence a
inércia da turbina e a faz
girar, adquirindo também
energia cinética. As
turbinas giram os imãs do
gerador, que produzem a
energia elétrica.
Energia térmica: como o nome sugere, apresenta-se na forma de
calor. A resistência do chuveiro de nossas casas é uma fonte de
energia térmica. O conjunto das reações químicas do nosso corpo
(metabolismo) produz a energia térmica, e é por isso que temos uma
temperatura corporal. O calor do sol é outro exemplo de energia
térmica.
A energia luminosa é
também indispensável
para um fenômeno
essencial à vida: a
fotossíntese.
Energia luminosa: é a energia das ondas eletromagnéticas situadas
na região visível do espectro eletromagnético. Quando um raio de
luz atinge o nosso olho, essa energia é convertida em energia
elétrica, que viaja pelos nervos da visão até o cérebro, gerando uma
imagem.
A fotossíntese gera
energia para as plantas
clorofiladas, resultando na
liberação, na atmosfera,
do oxigênio fundamental
para nossas vidas.
É importante notar, contudo, que ondas eletromagnéticas fora do
espectro visível também possuem energia: ninguém consegue
enxergar ondas de rádio, por exemplo, mas elas transportam a
energia que fazem funcionar os aparelhos de rádio e TV.
6
A Praça das Energias do Museu Light da Energia é um espaço
onde
se
pode
brincar
e
ao
mesmo
tempo aprender alguns conceitos importantes sobre formas de
energia, por exemplo o conceito físico de conservação de energia.
Segundo esse conceito a energia não se perde, mas simplesmente
muda de forma, ainda que esta forma seja uma dissipação, ou
comumente conhecida como perda.
Sabendo que a energia se
conserva, que a potencial
se transforma em cinética e
esta por sua vez em
potencial, podeíamos
pensar que o balanço
deveria permanecer em
movimento indefinidamente
após um único empurrão.
Mas não é o que acontece:
em dado momento o
balanço para.
Nos balanços com correntes de comprimentos desiguais pode-se
observar que os movimentos de subir e descer acontecem em
tempos diferentes, dependendo do tamanho da corrente.
Assim quanto menor o comprimento da corrente, menor será o
tempo para completar um ciclo, ou seja, haverá maior frequência
de movimento.
Por que isso acontece?
Quando um balanço chega ao ponto mais alto, a energia se
apresenta como energia potencial gravitacional.
Quando o movimento de volta é iniciado, essa energia potencial é
transformada em energia de movimento (energia cinética), que será
máxima no ponto mais baixo.
Nesse ponto, toda a energia potencial foi transformada em energia
cinética, e a velocidade será máxima.
O balanço com a corrente mais longa pode ir mais alto, e terá
maior energia potencial. Consequentemente atingirá maior
velocidade no ponto mais baixo. Por outro lado, quanto maior a
corrente, maior o período de oscilação.
Por causa disso, os balanços com corrente menor oscilam mais
rápido, apesar de terem velocidade máxima menor, e os de corrente
maior oscilam mais lentamente, apesar de terem velocidade
máxima maior.
Isso se dá por causa do
atrito com o ar, e também
do atrito da corrente com o
suporte. O atrito dissipa
energia, fazendo o
brinquedo parar.
A frequência do
movimento no balanço
só depende do
comprimento da
corrente e da gravidade
local.
Ou seja, pessoas com
pesos diferentes não
alteram o período do
movimento.
7
São muitos os exemplos de
transformação de energia.
Outro exemplo prático de transformação da energia de uma forma
em outra pode ser experimentado na bicicleta, também encontrada
na Praça das Energias: uma coluna de luzes que se acendem indica
a energia produzida pelas pedaladas. [Repare que a bicicleta tem um
dínamo, componente que transforma a energia do movimento —
conhecida como cinética — em energia elétrica.]
Para fazer a bicicleta
funcionar, é preciso aplicar
a energia potencial do
corpo (já resultante da
energia química dos
alimentos) que se
transforma em energia
cinética, esta por sua vez,
se transforma em
eletricidade, que também se
transforma em energia
luminosa.
O princípio é semelhante ao usado na maioria dos geradores de
eletricidade (alternador de carro, usinas hidrelétrica, nuclear,
termelétrica etc.): um ímã gira entre várias bobinas (fios enrolados),
e o seu movimento entre os “anéis” de fios produz a corrente
elétrica, que, no caso da bicicleta, faz acender a coluna de luzes.
Na fotossíntese, a energia
luminosa do sol se converte,
nas plantas, em energia
química.
energia
quimica
energia
luminosa
energia
elétrica
energia
potencial
energia
cinética
Em nossas casas, a energia
elétrica é transformada em
iluminação, refrigeração,
calor, imagem, som etc.
8
O Fenômeno da Ressonância
Os balanços acoplados são uma oportunidade para aprender sobre
transferência de energia e ressonância.
Repare que os dois balanços estão pendurados em uma mesma
estrutura.
Ao impulsionar apenas um deles, a energia é transmitida, aos
poucos, de um balanço para o outro, através do movimento da barra
em que ambos estão pendurados.
Isso acontece até os dois terem praticamente o mesmo movimento.
Essa transferência tão eficiente só ocorre porque os dois balanços
têm o mesmo comprimento das correntes e podem balançar no
mesmo período. Esse fenômeno é chamado de RESSONÂNCIA.
É importante ressaltar que a ressonância não é uma forma de
energia, mas uma forma de transferência de energia de um sistema
físico para outro, e é característica de sistemas que oscilam.
Um exemplo de aplicação
do fenômeno da
ressonância no dia a dia é o
rádio de pilha. Todas as
estações transmissoras
emitem suas ondas de rádio
ao mesmo tempo, mas o
rádio só detecta aquela que
escolhemos ouvir.
Como isso acontece?
Circuitos eletrônicos
possuem frequências de
ressonância. Quando
sintonizamos o rádio em
uma dada estação, estamos
colocando o circuito
eletrônico em ressonância
com a onda de rádio
emitida por aquela estação.
Para mudar de estação,
temos que mudar a
frequência de ressonância
no rádio.
9
No experimento das
rampas, a direção da força
que atua no corpo que
desce é sempre tangente à
rampa.
No caso da rampa reta, a
tangente é sempre paralela
à rampa e, portanto a
direção da força é
constante durante todo o
movimento.
No caso da rampa curva, a
tangente muda em cada
ponto da rampa, fazendo a
força mudar de direção ao
longo do movimento.
Entre um escorregador com rampa em curva e outro com rampa
reta, qual o mais rápido? E por quê?
No primeiro, o tempo para chegar embaixo é menor.
No ponto de partida, a energia potencial é a mesma nas duas rampas
(para a mesma massa).
O primeiro caso é o do
movimento uniformemente
acelerado, em que a
velocidade aumenta
linearmente com o tempo de
descida.
Se no entanto a rampa tiver
uma forma parabólica, por
exemplo, a velocidade
Na rampa reta, porém a força que atua sobre o corpo é constante
durante todo o trajeto, uma vez que a inclinação é constante.
aumenta exponencialmente
com o tempo de descida!
Já na rampa curva essa força vai aumentando à medida que o corpo
escorrega, fazendo com que a velocidade aumente mais
rapidamente do que na rampa reta.
Cabe notar que, como os dois escorregadores chegam no mesmo
ponto, desprezando-se o atrito, a energia cinética total final será a
mesma nos dois casos.
10
Os átomos possuem
uma propriedade
chamada momento
magnético, que se
assemelha a uma
agulha de bússola.
Em geral, nos
materiais, essas
“agulhas” apontam
aleatoriamente no
espaço. Mas em outros
materiais elas se
“ordenam’ e apontam
para a mesma direção.
Neste experimento lúdico temos um pêndulo com ímã, dentro de
uma estrutura piramidal.
Os visitantes são estimulados a usar varas metálicas e tentar atrair o
pêndulo para si, encostando a extremidade da vara num dos pontos
do ímã. Assim podem observar que polaridades opostas se atraem
e polaridades iguais se repelem.
Evidencia-se assim a propriedade de atração e repulsão presente no
campo invisível em torno dos imãs, o chamado CAMPO
MAGNÉTICO.
O campo magnético
gerado por um ímã
varia espacialmente,
decaindo com o
aumento da distância
do ímã. A variação
espacial do campo
magnético é a
responsável pela força
magnética, que atrai ou
repele outros ímãs. É
por essa mesma razão
que aqueles enfeites de
geladeira, calendários
ou telefones de
pizzarias feitos com
materiais magnéticos
grudam na geladeira.
A compreensão do
fenômeno magnético foi
muito importante para a
.
concepção dos geradores
de energia elétrica. Em seu
interior, o campo
magnético é utilizado para
transformar energia
cinética em corrente
elétrica.
11
Aristóteles achava que
as cores eram
propriedades dos
objetos, e não da luz.
Leonardo da Vinci foi o
primeiro a afirmar que
a cor é uma
propriedade da luz, e
não dos objetos.
Foi Isaac Newton quem
mostrou que a luz
poderia ser decomposta
em cores com um
prisma. Ele provou que
a cor era uma
propriedade da luz e
não dos objetos, e
demonstrou ainda que
a cor branca é uma
mistura de cores (e não
uma cor individual).
O senso comum nos induz a pensar que a luz solar tem apenas uma
cor, mas a árvore de prismas oferece a oportunidade de observação
de alguns de seus diferentes espectros.
Quando a luz solar incide nos prismas, podemos observar pequenos
arco-íris projetados.
Isso ocorre porque quando a luz atinge um prisma, passando do ar
para o vidro, ela tem o seu caminho desviado. É o fenômeno de
REFRAÇÃO.
Quanto mais perto do vermelho for a cor, maior o desvio; quanto
mais próximo estiver do azul, menor ele será.
Assim, o prisma consegue separar as cores, desviando cada uma
para um lado e criando o “arco-íris”.
Na natureza, quando a luz do sol incide sobre as gotículas de chuva
que vagam suspensas, passando do ar para a água, ocorre o mesmo
fenômeno, nesse caso o arco-íris de verdade, com suas sete lindas
cores.
Que tal construir com
os alunos um disco de
Newton?
Nossa retina é um exemplo
de sistema que converte
energia luminosa em
energia elétrica!
O olho humano enxerga
do vermelho (450 THz)
ao violeta (750 THz).
Outros animais
enxergam outras faixas:
as cobras enxergam no
infravermelho (350
THz), e as abelhas, no
ultravioleta (1000 THz).
O espectro
eletromagnético, no
entanto, é muito mais
amplo do que isso,
contendo, por exemplo,
ondas de rádio, raios
gama, raios X etc.
12
Os raios UV podem afetar a
estrutura da nossa pele,
causando o envelhecimento
precoce e outros problemas
mais graves. Por isso,
proteja-se do sol intenso e
use sempre filtro solar!
Flashes de câmeras
fotográficas e
fotocopiadoras produzem
grande quantidade de
radiação UV. Por isso o uso
de câmeras com flashes é
proibido nos museus.
Entre os tipos de luzes emitidas pelo sol existem algumas que
nossos olhos não conseguem ver. Entre elas estão os raios ultra
violeta (UV).
A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida na
atmosfera.
Neste experimento, as bolinhas brancas, quando expostas aos raios
solares, mudam de cor.
Por que isso acontece?
Devido à presença dos raios UV, que são muito energéticos.
Observe, pelos buracos da tampa de metal, como eles são capazes
de mudar até a cor das bolinhas. Em seguida, gire a tampa e veja
como as bolinhas que não estavam expostas ao sol ficam bem mais
claras.
A luz negra pode ser
gerada a partir de
lâmpadas fluorescentes.
Algumas substâncias
absorvem esses
componente da radiação
UV, excitando átomos e
moléculas, que, ao
perderem o excesso de
energia, emitem uma
luz azulada. Esse efeito
é muito explorado em
danceterias.
As bolinhas são feitas de um material que absorve radiação UV e
emite luz azul. Esse fenômeno é chamado de FLUORESCÊNCIA, e
é o mesmo observado em danceterias com luz negra.
13
Um cabo de guerra muito especial também está presente na Praça
das Energias.
O sistema de roldanas é
muito utilizado em
guindastes, para
levantar grandes pesos.
Devido à presença das roldanas, este cabo de guerra pode
surpreender seus participantes.
Um único operador pode vencer de vários outros reunidos. Por que
isso acontece?
Um sistema de roldanas permite que a força aplicada a uma corda
seja dividida em tantas partes quantas forem as polias existentes no
sistema.
Também servem para
ajudar as pessoas a
levantar peso, com um
mínimo de esforço.
14
ÁTOMO E ELETRICIDADE
A ciência nos ensina que toda a matéria é feita de átomos e que
estes são dotados de um núcleo onde se encontram os prótons e os
nêutrons e em torno do qual orbitam os elétrons.
Modelo atômico
simplificado.
Em alguns elementos, como por exemplo, a maioria dos metais,
encontramos elétrons que, por não estarem tão apegados ao seu
núcleo, podem se mover de um átomo para outro. Eles são
chamados de elétrons livres. A presença desses elétrons livres,
quando estimulados pela presença de um campo magnético, facilita
a indução de corrente elétrica.
A visita ao Museu Light da Energia pode ser uma ótima
oportunidade para os alunos aprenderem um pouco mais sobre os
átomos, elétrons livres, percepção da existência do campo magnético
dos ímãs e como tudo isso se junta no gerador de eletricidade que
alimenta equipamentos e eletrodomésticos.
Os cientistas descobriram 115 tipos de átomos estáveis que com
diferentes combinações entre si produzem tudo o que conhecemos
no Universo.
Na Tabela Periódica encontramos informações sobre os átomos dos
elementos químicos.
Cabe notar que além dos átomos estáveis descritos na Tabela
Periódica existem também átomos instáveis (que emitem algum tipo
de radiação). Um desses é o urânio 235, que tem a capacidade de
liberar energia quando sofrem fissão. Essa energia pode ser usada
nos reatores nucleares para a produção de eletricidade. Esse
também é um bom tema de pesquisa para os alunos.
Átomo é a menor partícula
que caracteriza um
elemento químico
Um bom exemplo para dar
aos alunos do que é um
átomo:
Imagine, por exemplo, uma
barra de ouro. Divida-a ao
meio. Pegue uma das
metades e divida-a
novamente em duas
metades. Se fosse possível
repetir esse procedimento
um grande número de vezes
(por exemplo: após
10.000.000.000 divisões),
chegaríamos à menor
partícula com as
características do ouro: um
átomo de ouro.
Sugira aos alunos
pesquisas sobre esse
elemento químico cujo
símbolo é Au.
15
Curiosidade histórica
Há muito os humanos buscam compreender como a matéria é
constituída.
Que tal um passeio no tempo para examinar algumas das propostas
dos cientistas sobre o assunto?
Demócrito, pensador grego que viveu no século V a.C. , foi o
primeiro pensador a formular o conceito de átomo como a menor
parte da matéria. Ele concebeu um modelo em que os átomos se
reuniam e se encaixavam, tal como as peças de um o Lego, para
formar a matéria. Desde então surgiram vários outros modelos.
DIFERENTES MODELOS
ATÔMICOS
Modelo atômico de
Demócrito
Dalton afirmava que o átomo era uma partícula elementar,
minúscula e indivisível. Segundo seu modelo, a matéria se
assemelha a um conjunto de bolinhas de gude.
Thompson descobriu que o átomo era carregado de partículas
negativas. Entretanto, ele pensava que essas partículas ficavam
como que entremeando uma espécie de “massa” de carga positiva.
Por esse motivo, seu modelo atômico ficou conhecido como
“pudim de passas”.
Rutherford descobriu que o átomo é constituído por um núcleo
(positivo) e por elétrons que ficam a sua volta, e deduziu que essas
partículas se comportavam tal como os planetas que giram ao redor
do sol.
Modelo atômico de Dalton
Modelo atômico de
Thompson
Bohr concluiu que os elétrons só podem se movimentar ao redor do
núcleo se estiverem organizados em órbitas ou camadas específicas.
No modelo quântico, o elétron é considerado uma partícula-onda
“que se move num orbital”.
Modelo atômico de
Rutherford
Modelo atômico de Bohr
Modelo atômico quântico (o
mais atual)
16
Os fios que conduzem
eletricidade até nossas
casas são em geral
feitos de cobre.
Condutores elétricos
Já mencionamos que em alguns materiais, como a maioria dos
metais, os elétrons têm grande mobilidade e conseguem “pular”
entre os átomos. Esses materiais, portanto, facilitam a condução de
eletricidade. Por isso são chamados de condutores elétricos.
Plásticos são em geral
bons isolantes elétricos,
por isso recobrem os
fios e as ferramentas
dos funcionários que
trabalham mexendo na
rede elétrica.
Exemplos de bons condutores elétricos são o cobre e o ouro, entre
outros.
Por outro lado, há materiais com pouca mobilidade entre seus
elétrons, como é o caso da madeira, do vidro, do plástico, da
borracha e do algodão, o que dificulta a condução elétrica são
conhecidos como isolantes elétricos. Um dos melhores isolantes
elétricos que existe é o diamante.
Em alguns materiais, a condutividade elétrica é intermediária entre
condutores e isolantes: eles são chamados de semicondutores, e
formam a matéria-prima dos chips de computadores.
O silício e o germânio são exemplos de materiais semicondutores.
Ao percorrer um fio
condutor, a corrente
elétrica produz calor.
É o chamado efeito
Joule, e ocorre por
causa das colisões entre
os elétrons que
conduzem a corrente e
os átomos que formam
o material do fio.
17
Curiosidade histórica
O filósofo grego Tales de Mileto, que viveu entre 624-558 a.C.,
observou um fenômeno que envolvia um pedaço de âmbar (resina
petrificada), um pedaço de pele de animal e o atrito entre os dois.
Tales de Mileto
Ele percebeu que um pedaço de âmbar, esfregado com a pele de
algum animal, adquiria a capacidade de atrair penas, folhas e outras
pequenas coisas (objetos de pequena massa). Isso despertou sua
curiosidade e a dos homens que prosseguiram investigando o
fenômeno através dos séculos.
Esse processo foi chamado de eletrização.
Hoje se sabe que o atrito transfere elétrons de um corpo para o
outro.
Diz-se que o corpo que ganha elétrons fica negativamente
carregado, e o que perde fica positivamente carregado.
Outra observação importante, efetivada ao longo da experiência, é
que corpos com cargas diferentes se atraem, e corpos com cargas
iguais se repelem.
Âmbar eletrizado
Que tal replicar a
experiência?
Um pente plástico passado
no cabelo fica eletrizado e
consegue atrair pequenos
pedaços de linha ou de
papel.
18
Estados da matéria
Podemos dizer que, dependendo do movimento dos átomos nas
moléculas, a matéria se apresenta em diferentes estados:
Estado sólido - quando os átomos se encontram em baixo estado de
agitação, mais átomos podem se concentrar em um mesmo espaço
físico. Neste estado, a forma e o volume do material são fixos. Por
exemplo: um caderno, um lápis, os cristais etc.
Estado líquido - nele encontramos algum grau de dispersão nas
moléculas constituintes. A matéria mantém fixo o volume, mas a
forma é variável e assume o formato do seu recipiente. Por
exemplo: a água, o álcool etc.
Estado gasoso - nesse estado o grau de dispersão das partículas que
compõem a matéria é bastante significativo, e por isso tanto a forma
como o volume são variáveis. Por exemplo, o ar, as nuvens etc.
Plasma – é considerado o quarto estado da matéria, pois não é
sólido, nem líquido, nem gasoso. É formado por elétrons e núcleos
livres após a ‘desmontagem’ dos átomos de gases em altas
temperaturas. Nesse estado as partículas se encontram dispersas
como no estado gasoso, porém com a presença de elétrons livres,
íons e átomos neutros em proporções variadas.
Para que a matéria se encontre nesse estado são necessárias uma
grande quantidade de energia e temperaturas extremamente
elevadas.
O plasma é ótimo condutor de eletricidade, forma corrente elétrica
em seu interior. Com isso, gera um campo magnético e ainda emite
ondas eletromagnéticas.
A aurora boreal é causada
pelo choque entre jatos de
partículas carregadas
emitidas pelo sol (elétrons e
prótons) com átomos da
atmosfera terrestre.
19
Interagir com a Esfera de
Plasma presente no Museu
da Energia é, com certeza,
uma interessante
experiência sensorial para
os alunos
Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento da esfera de plasma
Esfera de Plasma
O sistema consiste em um eletrodo central, dentro de uma esfera de
vidro, que contém um gás inerte a baixas pressões. No eletrodo,
aplica-se uma tensão altíssima, na faixa de 5 mil volts. A esfera de
vidro, ao contrário, está a um potencial muito baixo.
A alta tensão próxima ao centro ioniza o gás, e as descargas
elétricas começam a acontecer; a diferença de potencial entre o
centro da esfera e o vidro faz com que se formem os raios dentro do
globo, de forma semelhante ao que ocorre nas tempestades.
Como o potencial é o mesmo em toda a superfície da esfera, os
raios ficam “sem direção”. No entanto, quando encostamos os
dedos na superfície, modificamos o potencial naquele ponto, e os
raios então são atraídos para lá.
Os raios atraídos para um ponto tornam-se mais brilhantes por
causa do aumento da corrente elétrica, que pode chegar a algumas
dezenas de miliamperes.
20
O FENÔMENO ELETROMAGNÉTICO
Lembra quando falamos de eletrização? Dissemos que um corpo
fica “eletrizado” porque captou ou cedeu elétrons. Se captou, ficou
carregado negativamente, já que a carga do elétron é negativa. Se
cedeu, ficou carregado positivamente. Dizemos então que cada um
desses corpos ficou com um determinado “potencial elétrico”.
A “diferença de potencial” (d.d.p.) entre corpos com cargas de
sinais opostos produz um movimento de elétrons entre eles.
Quando ligamos esses dois corpos por um fio condutor,
naturalmente elétrons vão fluir do corpo carregado negativamente
para o carregado positivamente, formando a corrente elétrica.
A Terra possui um campo
magnético, é por esse
motivo que as bússolas
apontam sempre para o
Norte, o que ajuda os
viajantes a se situar .
Uma pilha, dessas que utilizamos em rádios, é um exemplo de
objeto que mantém uma diferença de potencial entre dois terminais,
um positivo e outro negativo. Quando conectadas em um rádio, elas
alimentam o circuito eletrônico que faz o aparelho funcionar.
As tomadas de nossas casas, onde conectamos nossos
eletrodomésticos, também mantêm uma d.d.p., sustentada pela
energia elétrica fornecida pela Light. Nas usinas, essa energia é
produzida em geradores.
O gerador é um conjunto formado por um eixo com fios de cobre
enrolados (bobina) que pode girar (rotor) entre dois ímãs fixos
(estator) ou ao contrário, como acontece nos geradores das usinas
de energia elétrica, onde o que gira são os ímãs.
Os ímãs possuem um campo
magnético e, quando são
movidos próximos a uma
bobina, provocam o
movimento dos elétrons do
fio de cobre, induzindo uma
corrente elétrica.
Os visitantes do Museu Light da Energia tem a oportunidade de
experimentar o funcionamento de um gerador a manivela.
A indução eletromagnética
é, portanto, o princípio
básico de funcionamento
dos geradores, que assim
transformam energia
mecânica em energia
elétrica.
21
O fenômeno eletromagnético pode ser observado no Museu Light
da Energia através do Ferrofluido.
Os ferrofluidos possuem
inúmeras aplicações em
eletrônica, engenharia
mecânica, engenharia
aeroespacial, na
medicina e até nas
artes plásticas.
Trata-se de um líquido contendo partículas muito pequenas de um
material ferromagnético, na escala nanoscópica (1 bilionésimo do
metro). As partículas se comportam como agulhas de bússolas e são
atraídas por campos magnéticos, além de se atraírem mutuamente.
Um pó contendo as partículas ferromagnéticas é misturado em um
líquido (que pode ser até mesmo água). As moléculas do líquido
aderem à superfície das pequenas partículas, evitando que elas
grudem umas nas outras, formando aglomerados.
Ao aproximarmos um ímã de um ferrofluido, observamos que as
partículas es se acumulam ao longo das linhas de campo magnético.
As experiências de Kim Pimmel
com material magnético
Visitante do Museu Light da Energia explora o experimento com ferrofluido.
22
Unidade de Medidas Elétricas
As grandezas físicas importantes para fins de descrição da
produção, distribuição, e comercialização da energia elétrica são a
tensão elétrica (medida em volts), a energia (medida em joules), a
potência (medida em watts, ou quilowatts) e o quilowatt-hora
(kWh), usado para medir o consumo.
Volt – Medida de tensão elétrica ou, equivalentemente, de d.d.p.
Nas residências, as tomadas são em geral de 127 V ou 220 V.
Joule – Unidade de energia ou trabalho. Uma pedra de 10 kg,
sustentada a 1 m de altura do chão, possui 10 joules de energia
potencial gravitacional. Um carro de 500 kg se movendo a 100
km/h tem cerca de 190 mil joules de energia cinética. Para
fervermos 1 litro de água, precisamos fornecer aproximadamente
300.000 Joules de energia térmica.
Potência reativa, ou kvarh
– Trata-se da potência
elétrica armazenada por
exemplo em certos tipos de
eletrodomésticos, que
contem motores elétricos.
Ela retorna à rede de
distribuição, causando
sobrecarga no sistema de
distribuição.
Watt – Unidade de potência. Potência é a medida da produção de
energia por unidade de tempo. Uma lâmpada de 100 watts produz
100 Joules de energia por segundo. Um chuveiro elétrico de 5.000
watts, ou 5 kW, dissipa 5.000 joules de energia por segundo na água
que passa por ele.
A potência da usina hidrelétrica de Itaipu é de 14.000.000.000 watts
(14.000 MW), e da usina nuclear de Angra dos Reis é de
657.000.000 watts (657 MW).
Quilowatt-hora (kWh) – Unidade de consumo de energia. 1 kWh
equivale a 36.000.000 joules. Uma lâmpada de 100 watts (ou seja,
0,1 kW), acesa por 1 h, consome 0,1 kWh de energia. Se o preço de
1 kWh for de 30 centavos, essa lâmpada gastará 3 centavos por cada
hora que ficar acesa. Parece pouco, mas ficando acesa apenas 1 hora
por dia, uma única lâmpada consome R$ 11 por ano!
Usina nuclear de Angra dos
Reis
Usina hidrelétrica de Itaipu
23
ENERGIA E O CONFORTO QUE ELA NOS TRAZ
A energia elétrica pode ser transformada em luz, calor, frio e
movimento.
Mas será que ela é mesmo importante no nosso dia a dia? Para
responder essa pergunta basta lembrar quantos equipamentos são
alimentados por ela.
Ela acende lâmpadas, iluminando os ambientes, liga a televisão e o
aparelho de som (que nos distraem), aparelhos de ar condicionado,
que nos refrescam quando está muito quente, e mantém a geladeira
ligada, permitindo conservar os alimentos.
Elevadores e escadas rolantes precisam dela para funcionar e nos
permitem alcançar andares altos sem esforço. Os computadores
precisam de eletricidade, bem como o transporte urbano de trens e
metrô.
Nos hospitais, além da iluminação, a energia elétrica é fundamental
para o funcionamento de equipamentos dos quais dependem muitas
vidas.
Para promover o aquecimento, a energia elétrica também é muito
eficiente, em chuveiros elétricos, ferros de passar roupa, secadores e
chapinhas de cabelo, secadoras de roupa.
A partir da apresentação de
alguns exemplos de usos da
Funciona ainda como força motriz em ventiladores, batedeiras,
liquidificadores, máquinas de lavar roupas, além de motores de
grandes indústrias, bombeamento de água, sistema de irrigação e
muitos outros.
energia elétrica, estimule
os alunos a pesquisa e
indicar outros exemplos,
construindo painéis com
Também no lazer, como cinemas, teatros, shoppings, casas de
espetáculos, a eletricidade é essencial, assim como em todo tipo de
serviço, como lojas, escritórios, supermercados, bancos etc.
desenhos e fotos desses
Depois de lembrar os seus variados usos, compreendemos porque a
falta dessa energia, ainda que por pouco tempo, traz tantos
transtornos, principalmente nos grandes centros urbanos. Fica
assim mais fácil reconhecer a importância do trabalho da
distribuidora de energia elétrica.
cotidiano sem essa energia,
É fácil também perceber que o desenvolvimento econômico e social
depende de uma boa oferta desta energia. Por este motivo o setor
elétrico é um setor que precisa continuamente de investimentos
financeiros e de pesquisa científica.
usos. E aproveite para
discutir como seria o
os problemas e as
alternativas para tal
situação.
Os alunos incentivados
podem ser aqueles que
um dia farão novas
descobertas e trarão
novas soluções para o
bem- estar da
humanidade.
24
COMO SE PRODUZ ELETRICIDADE
Embora possamos encontrá-la nos raios e mesmo em nosso corpo
(os neurônios, por exemplo, são células que se comunicam por
pulsos elétricos), a eletricidade não se encontra disponível na
natureza em quantidade para atender nosso consumo.
Parodiando os antigos, podemos dizer que a energia elétrica não dá
em árvores, mas ela pode ser produzida em usinas, a partir de várias
fontes, inclusive o carvão vegetal. Uma vez produzida, ela não pode
ser armazenada devendo ser distribuída e consumida. Por isso as
usinas são dimensionadas para um determinado consumo previsto.
O desenvolvimento da tecnologia para geração e distribuição da
energia elétrica tornou-a acessível e de fácil utilização sendo
fundamental, hoje, no desenvolvimento econômico de qualquer
país.
O princípio básico do funcionamento de uma usina geradora de
energia elétrica é sempre o mesmo. O que muda nas diversas
formas de geração de eletricidade é o que faz girar a turbina que
aciona o gerador. Ou seja a fonte .
O princípio da geração de
eletricidade é a aplicação
nas pás de uma força
mecânica que gira um
conjunto de ímãs
(aproximando-os e
afastando-os da bobina)
induzindo a formação de
corrente elétrica.
Visitante do Museu Light da
Energia explora o
experimento gerador de
eletricidade.
25
No Brasil, a maior parte da eletricidade que consumimos é de
origem hidráulica, isto é, vem de usinas que usam a água para
mover as pás das turbinas que acionam os geradores.
A Light inaugurou sua
primeira hidrelétrica em
1908, na cidade de Piraí
(RJ).
Basicamente, uma usina hidrelétrica compõe-se das seguintes
partes: reservatório, barragem, sistemas de captação e adução
de água (que levam a água até as pás das turbinas), casa de força
(onde se encontram o gerador e a turbina) e o sistema de devolução
de água ao leito do rio.
A usina de Fontes era a
maior do Brasil, capaz de
atender toda a demanda do
Rio de Janeiro, que tinha
então 800 mil habitantes.
Nessa usina a barragem
ficava no topo do morro, e a
água descia pelos tubos até
o edifício onde ficavam as
turbinas e os geradores.
Hoje a empresa tem cinco
usinas hidrelétricas e é
capaz de produzir 18% da
energia que fornece aos
consumidores.
Nas termoelétricas temos as caldeiras que produzem o vapor que
faz girar as pás das turbinas, que por sua vez acionam o gerador.
São vários os elementos que podem ser usados para aquecer a
caldeira, entre eles, carvão mineral, carvão vegetal, combustíveis
derivados do petróleo, biomassa ou mesmo biodiesel.
Bagaço de cana é um dos
vários exemplos de biomassa
utilizada nas termoelétricas
Nos reatores nucleares, por exemplo, a fissão nuclear produz
energia que aquece a água de um reservatório, gerando vapor que
faz girar as pás do gerador de eletricidade. São conhecidas por isto
como usinas termonucleares.
26
Termossolar é o nome da geração de energia elétrica na qual se
utilizam espelhos que captam raios solares dirigindo-os para um
boiler que aquece a água até torná-la vapor. O vapor gerado
movimenta a turbina que aciona o gerador.
Solar fotovoltaica é uma forma de geração de energia elétrica, que
não usa gerador. As placas fotovoltaicas, feitas de silício, são
capazes de transformar os raios solares em eletricidade.
Na busca para atender o
consumo cada vez maior de
energia elétrica e ao
mesmo tempo atentos ao
cuidado ambiental, os
cientistas vêm
desenvolvendo muitas
pesquisas com as
chamadas fontes
renováveis.
A energia das marés
também pode ser
utilizada para acionar
geradores de
eletricidade, tal como no
experimento da COPPE
em Pacem, no Ceará.
A energia eólica usa a força dos ventos para acionar o gerador e
sua participação vem crescendo na matriz elétrica brasileira.
27
Resumidamente são cinco
etapas a serem destacadas
nos caminhos que a energia
elétrica percorre: usinas
geradoras, subestações
elevadoras, sistema de
transmissão, subestações
abaixadoras e sistema de
distribuição.
CAMINHOS DA ELETRICIDADE
Uma vez produzida, a eletricidade precisa chegar aos centros
consumidores. Do gerador até a tomada há um longo caminho,
muito trabalho e muita gente e tecnologia envolvidas.
A usina geradora, como diz o nome, é o local onde se produz
energia elétrica, e que, conforme já mencionado, pode ser
hidráulica, térmica ou eólica, conforme a fonte cuja energia
impulsiona a turbina.
Nas subestações elevadoras a tensão gerada a 6.600 V ou 13.800 V
é transformada em 138.000 V ou 230.000V (ou outra que se faça
necessária). O equipamento que faz isso é um transformador. Essa
transformação possibilita o transporte da energia elétrica por longas
distâncias. Quanto maior a tensão nas linhas, menor o calor gerado
na condução de eletricidade. Dessa maneira, reduzem-se as perdas
do sistema durante a transmissão.
Geração nas usinas
hidrelétricas: Quanto
maiores o volume, a
velocidade da água e a
altura da queda, maior
o potencial de
aproveitamento do rio
na geração de
eletricidade.
A Light possui apenas
uma linha de transmissão
e uma extensa rede de
subtransmissão com
voltagem de 138.000 V.
São mais de 2.600 torres,
com 1.870 km de linhas
aéreas e 165 km de linhas
subterrâneas.
Sistemas de transmissão. As linhas de transmissão transportam
energia elétrica por cabos aéreos, subterrâneos e até mesmo
submarinos. O Brasil tem mais de 900 linhas de transmissão
operadas por diversas empresas. O conjunto de linhas de
transmissão, as subestações de transmissão e as usinas geradoras
formam o Sistema Interligado Nacional de Energia. O setor elétrico
brasileiro define como transmissão as linhas com voltagem maior
ou igual a 230.000 V.
28
Subestações abaixadoras. A energia elétrica não pode chegar ao
seu destino na mesma tensão em que é transmitida, pois essa tensão
ou voltagem alta queimaria os aparelhos elétricos. As subestações
abaixadoras têm transformadores que convertem a tensão de
230.000V ou 138.000 V (ou outra, que se faça necessária) em
25.000 V ou 13.800 V para entrar na cidade. Nas redes aéreas ou
subterrâneas a tensão é novamente reduzida para entrar nas nossas
casas em 127 V ou 220 V.
São 87 subestações
abaixadoras que a
Light possui, e você já
deve ter visto alguma .
delas. É comum vermos
essas subestações nos
nossos bairros.
Sistemas de Distribuição. Das subestações abaixadoras, a
eletricidade segue para as ruas por linhas aéreas ou subterrâneas.
Nesse trajeto a tensão ainda é de 25.000 V ou 13.800 V. Antes de
chegar ao seu destino a eletricidade passa por transformadores que
reduzem a tensão para 127 V ou 220 V, que são as voltagens usadas
em residências, comércio e outros.
A distribuição de energia elétrica no Brasil é efetuada por
concessionárias regionais, como a Light, que recebem a energia das
geradoras e das transmissoras e a levam aos usuários. São elas que
fazem o contato com os consumidores e recebem o pagamento
direto pelo fornecimento de energia elétrica.
Dos transformadores de
ruas saem fios ou
cabos, aéreos ou
subterrâneos, que
entram nas residências
e são ligados a uma
caixa de entrada. Ali
estão a chave geral e o
medidor de energia
(antigamente chamado
de “relógio de luz”). A
chave geral permite que
o circuito elétrico da
casa seja desligado, se
necessário, e o medidor
mede a energia
consumida, que será
cobrada na conta de
luz.
29
A CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA
O consumo dos equipamentos tem um custo que é cobrado na conta
de energia elétrica.
Em nossas casas a cobrança é feita mensalmente e baseia-se numa
tarifa de energia. É cobrado um valor em reais (R$) por
quilowatt-hora (kWh).
O registro do consumo é
feito pelo medidor de
energia elétrica,
popularmente conhecido
como “relógio”.
Esse valor é o resultado da multiplicação da energia consumida no
mês pela tarifa aplicada.
As empresas distribuidoras normalmente divulgam em seus sites o
detalhamento das tarifas
Mais de 40% do valor da conta é composto de encargos e tributos.
Entenda melhor a conta.
Valor da energia é o custo com compra de energia elétrica
adquirida das empresas geradoras.
Valor da transmissão é o custo do serviço de transmissão de
energia elétrica.
Valor da distribuição é o custo com distribuição de energia
elétrica.
No site da Light, por
exemplo, é possível
conhecer melhor as tarifas
residenciais, não
residenciais, tarifa social
etc.
www.light.com.br
Encargos setoriais são contribuições definidas em leis aprovadas
pelo Congresso Nacional. Conta de Consumo de Combustíveis,
Reserva Global de Reversão, Taxa de Fiscalização de Serviços de
Energia Elétrica, Conta de Desenvolvimento Energético, Encargos
de Serviços do Sistema, Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência
Energética, Operador Nacional do Sistema e PROINFA.
Clicar em clientes /
informações ao cliente /
tarifas e tributos
Tributos PIS, COFINS e ICMS.
4,76%
41,23%
30,88%
transmissão
geração
23,13%
distribuição
encargos+tributos
30
A seguir apresentamos dados fundamentais da conta de consumo
doméstico.
Vencimento é a data limite para pagamento da conta. Existem seis
datas disponíveis, que variam conforme a Unidade de Leitura.
Classe é a classificação do tipo de cliente (se é residencial,
comercial etc.) e o tipo de fase (monofásico, bifásico, trifásico).
Referência bancária é o número utilizado para colocar a conta em
débito automático.
Número da fatura é o número utilizado em fiscalizações.
Número do medidor identifica o equipamento que mede o
consumo de eletricidade.
Medição atual tem a data e o valor da leitura atual.
Medição anterior tem a data e o valor da leitura anterior.
Constante do medidor é usado para cálculo do consumo mensal.
Esse número é estabelecido pelo fabricante de acordo com o tipo de
equipamento. O tipo de medidor (constante 1, 10 etc.) é definido
conforme a carga instalada.
Consumo kWh é o resultado da seguinte conta: (leitura atual –
leitura anterior) x constante do medidor.
É o campo de descrição de
consumo que mais nos
chama a atenção. Nesse
campo são detalhados o
consumo de eletricidade e,
conforme o caso, outros
itens, como multas, juros,
parcelamentos e taxas
como contribuição de
iluminação pública.
O valor total da conta em
R$ é o resultado da
seguinte conta: preço
unitário R$ x quantidade
kWh.
O preço unitário é a tarifa
que inclui ICMS, PIS e
COFINS.
Nº dias é o intervalo entre a data de medição atual e a data de
medição anterior.
.
Média diária é o resultado da seguinte conta: consumo kWh / nº
dias.
Código do cliente e código da instalação identificam o cliente e o
local de consumo e são solicitados nos contatos feitos com a Light.
CFOP (Códigos Fiscais de Operações e Prestações) identificam a
natureza das operações de circulação de mercadorias e de serviços.
A data prevista da próxima leitura avisa quando o leiturista fará a
nova leitura do medidor.
O gráfico de consumo médio mostra o consumo médio (em kWh)
de energia elétrica dos últimos 12 meses.
31
FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA
Já vimos que a eletricidade é um elemento fundamental do mundo
moderno, que nos traz conforto, qualidade de vida e segurança.
Sabemos que é uma das formas de energia mais usadas, graças à
facilidade de transporte e ao baixo índice de perda energética
durante a conversão em luz, movimento ou frio/calor.
Vimos também que o que diferencia um tipo de geração de outro é
a fonte primária que lhe dará origem.
Energia Renovável
As fontes podem ser renováveis ou não renováveis
Ao falarmos de energia renovável, três fatores precisam ser
avaliados: o tempo necessário para a renovação, a
disponibilidade e o custo da tecnologia para explorá-la.
Quando os estoques naturais levam muito tempo para serem
repostos, como por exemplo, o caso do petróleo, em que são
necessárias condições geológicas tão especiais que a reposição só
ocorre em milhões de anos ou no caso do urânio, cujos recursos
terrestres são finitos, dizemos que são fontes não renováveis.
Outras fontes de energia como a madeira, necessária para a
obtenção de lenha e carvão vegetal, levam anos para serem
repostos. Mas há também fontes abundantes na natureza, como o
vento, os raios solares ou a água dos rios e oceanos, estes são
exemplos de fontes renováveis.
Resíduos
Um subproduto indesejável da transformação de energia são os
resíduos, responsáveis pela poluição. Resíduo é tudo o que sobra de
qualquer processo de transformação como, por exemplo, as
emissões de CO2 resultantes da queima de combustível de veículos
ou o lixo radiativo de uma usina nuclear.
A geração hidráulica, maior fonte de energia elétrica no Brasil, não
gera resíduos durante a sua produção. Quando o processo de
transformação de energia produz pouco ou nenhum resíduo,
dizemos que se trata de energia limpa.
A energia elétrica pode ser
produzida em grandes
quantidades a partir de
diversas fontes de energia
que nos são fornecidas pela
natureza, entre elas:
petróleo e seus derivados,
gás natural, carvão
mineral, energia solar,
energia geotérmica,
energia hidráulica,
biomassa e biodiesel,
energia eólica, energia das
marés.
A fonte de energia é
considerada renovável
se o seu estoque é
reposto rapidamente e a
tecnologia para
explorá-la está
disponível a um custo
razoável.
O impacto ambiental pode vir
dos resíduos, como a
poluição do ar causada pela
queima de gás nas usinas
termoelétricas, do lixo
atômico, ou de vazamentos
de material radiativo em caso
de acidentes em usinas
nucleares.
Além desses, as alterações
climáticas, o prejuízo ao
habitat ou rotas migratórias
de animais ou mesmo o
esgotamento de recursos
naturais, constituem outros
impactos. Esses estão entre
os cuidados que se deve ter
na produção de energia
elétrica.
32
Dicas e cuidados:
USANDO A ENERGIA ELÉTRICA COM SEGURANÇA
Ao refletir sobre qualidade de vida, não podemos deixar de lado a
questão da segurança no consumo da eletricidade.
Seu uso requer atenção especial para evitar acidentes provocados
por choques, curtos-circuitos e sobrecargas.
Evite ligar mais
equipamentos do que as
instalações suportam
Não utilize aparelho
doméstico estando com as
mãos ou pés molhados.
Nunca desligue um
aparelho elétrico da
tomada puxando pelo fio.
O choque elétrico, por exemplo, pode até causar a morte em
algumas situações. No meio em que vivemos choques elétricos
com maior ou menor gravidade, são comuns, pois nossas casas
estão cheias de tomadas, fios, chuveiros elétricos e outros
equipamentos.
Só limpe seus
eletrodomésticos após
desligá-los e retirá-los da
tomada.
Para evitar os riscos é importante haver um bom isolamento do
sistema elétrico. Além disso, deve-se procurar um especialista
sempre que for necessário mexer nas instalações. Afinal, ele sabe
lidar com elas.
Jamais enfie garfos, facas
ou outros objetos dentro
dos aparelhos,
principalmente quando
estiverem ligados.
Nas ruas são comuns os acidentes com crianças que soltam pipa
perto da rede elétrica. Alerte seus alunos sobre esse risco!
Chame um eletricista
quando precisar trocar ou
consertar as instalações
elétricas.
Durante as tempestades, o risco é ainda maior por causa da água,
que pode conduzir eletricidade. Proteja-se em lugar seguro!
Cabe notar que a água pura é péssima condutora de eletricidade,
mas as sujeiras que se misturam a ela, no caso da água da chuva,
sobretudo em enchentes, permitem a condução elétrica.
A água do mar, por sua vez, é ótima condutora de eletricidade,
por causa do sal que ela contém.
Todos podemos e devemos fazer a nossa parte, evitando
situações de risco.
Fios soltos na rua? Avise a
concessionária de energia
elétrica e passe longe
Oriente os alunos a não
soltar pipa perto da rede
elétrica. E nem balões, pois
esses também podem cair
nas redes elétricas e
provocar graves acidentes.
33
USANDO A ENERGIA ELÉTRICA COM
RESPONSABILIDADE
Vimos a importância da eletricidade para o conforto das pessoas e
para o desenvolvimento econômico. Vimos também que para gerar
eletricidade consumimos recursos naturais, e sabemos que isso afeta
o planeta.
Estima-se que no Brasil mais de 10% do consumo de energia anual
é desperdiçado. Isso significa cerca de 44 bilhões de kWh jogados
fora todos os anos e equivale a metade do consumo anual do estado
mais industrializado do país. Algo precisa ser feito para mudar esse
cenário. O uso da eletricidade deve ser feito de forma responsável.
A eficiência energética aparece então como um valioso instrumento
para atender as demandas sem aumentar a pressão sobre os recursos
naturais. Pois, ao mesmo tempo que ela se volta para os aspectos
tecnológicos, buscando melhorar o desempenho de consumo dos
equipamentos, facilita a tomada de decisão dos usuários no ato de
compra.
É também necessário investir na formação de hábitos de consumo
sem desperdício. Essa ideia é relativamente nova, é um
desdobramento das discussões mundiais sobre as condições de vida
no planeta.
A decisão da compra pode ser orientada pela presença do Selo do
PROCEL que indica o nível de eficiência nos equipamentos
expostos nas lojas. Os equipamentos mais eficientes são
enquadrados na classe A do Inmetro.
O setor industrial pode colaborar aumentando e adequando a
eficiência energética de máquinas, processos, procedimentos e
produtos, através do aperfeiçoamento das rotinas de manutenção e
verificação do funcionamento de equipamentos e instalações. No
comércio, a contribuição se dá pela escolha de materiais adequados
para a construção e reforma das instalações, com especial atenção
aos sistemas de refrigeração e iluminação.
Na hora de adquirir um
eletrodoméstico novo para
sua residência, observe o
selo do PROCEL. Graças a
ele, você pode escolher um
equipamento que oferece o
mesmo conforto
consumindo menos energia.
Não é legal?!
Deixar lâmpadas e
equipamentos ligados sem
estar sendo usados é
desperdício de energia.
Mudando esse hábito você
só tem a ganhar!
O poder público pode ajudar obtendo maior eficiência nas
instalações, como na iluminação, trocando lâmpadas ineficientes
por outras de melhor rendimento. Enquanto que o setor agrícola,
pode fazer parte da corrente de responsabilidade, por exemplo,
melhorando os sistemas de irrigação.
34
Nas escolas, o estímulo à observação dos hábitos de alunos,
professores, funcionários e seus familiares pode ser uma saída, pois
é uma boa forma de combater desperdícios.
Ao final deste material você vai encontrar uma série de sugestões
de como se evitar o desperdício.
Ainda, com relação ao uso com responsabilidade vamos enfocar a
questão das ligações clandestinas.
Um sério problema enfrentado pelas empresas de distribuição são
as ligações clandestinas. Os famosos “gatos”.
Estas ligações causam perdas comerciais enormes, uma vez que a
empresa distribuidora paga pela eletricidade comprada das
geradoras, impostos e taxas, e custo da manutenção da rede de
distribuição.
Além disso, as ligações clandestinas colocam em risco os usuários e
a própria rede elétrica, aumentando ainda mais o custo da
manutenção.
O emaranhado de fios e as conexões malfeitas podem gerar curtoscircuitos, causando danos aos equipamentos do próprio usuário,
além de sobrecarga no sistema levando à interrupção do
fornecimento de eletricidade. Isso sem falar em acidentes com risco
de vida.
Assim uma ação impensada, que aparentemente resolve o problema
de um indivíduo, pode provocar grandes prejuízos para a
coletividade.
A Light faz vistorias em locais com suspeita de fraude e conta com
o Disque Light para receber denúncias a fim de coibir essa prática
que prejudica a todos.
O pagamento da conta em dia também é igualmente importante
para o bom fluxo de fornecimento de energia.
“Gatos” colocam em risco
a segurança da rede
elétrica.
São muitas as iniciativas da
Light para coibir a prática
do desvio de energia
elétrica, mas a educação é
sem dúvida um componente
importante para a solução
desse problema.
O indivíduo educado para
práticas de cidadania
compreende melhor o
alcance de suas ações para
a sociedade e percebe o que
deve e o que não deve fazer,
e que suas ações tem
consequências, que podem
inclusive prejudicar os
outros.
35
SITES PARA PESQUISA
http://www.light.com.br
http://www.cienciamao.if.usp.br - Site de busca sobre ciências.
http://www.cbpf.br - Site do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas.
http://www.portalsaofran cisco.com.br - Site educativo.
http://www.if.ufrj.br - Site do Instituto de Física da UFRJ.
http://www.coppe.ufrj.br - Site do Instituto de Pós-Graduação e Pesquisa de
Engenharia da UFRJ.
http://www.sofisica.com.br - Site educativo de física.
http://www.mundociencia.com.br/fisica/eletricidade/eletromagnetismo.htm - Site
sobre a história da eletricidade e história das usinas (com fotos).
http://www.feiradeciencias.com.br - Site educativo.
http://www.algosobre.com.br/fisica/atomo.html Site sobre história do átomo.
http://www.fis.uerj.br/paginas.php?p=links
departamentos da UERJ.
–
Site
com
link
de
vários
Uma importante ferramenta
para pesquisa tanto de
professores quanto de
alunos é a INTERNET. Por
isso, indicamos alguns
endereços que podem ser
visitados para aprofundar
temas abordados nesta
apostila.
http://www.itaipu.gov.br/energia/sites-do-setor-eletrico - Site da usina de Itaipu
com acesso a várias empresas do setor energético.
http://www.comciencia.br/comciencia/ - Site de jornalismo científico.
http://www.eletrobras.com - Site oficial da Eletrobrás.
http://cepadev.if.usp.br/livro/particulas - Site sobre partículas elementares.
http://efisica.if.usp.br - Site Educativo.
Sites sobre Energias Renováveis
http://www.energiasrenovaveis.com
http://www.energiarenovavel.org
http://www.portal-energia.com
Sites com vídeos da Light
http://www.youtube.com/user/conexaolight/videos
36
OFICINAS PEDAGÓGICAS
Como parte de uma estratégia de atendimento diferenciado a Light criou o Dia do
Professor.
Nesse dia, é oferecida a um grupo de professores uma oficina pedagógica no período de 2
horas, para melhor aproveitamento do conteúdo apresentado na exposição, em horário
agendado. Esperamos assim que os professores se sintam mais seguros sobre o assunto e
preparem seus alunos para que usufruam melhor de sua visita.
Na primeira meia hora haverá uma dinâmica de respiração para sentir melhor a energia que
circula em nossos corpos e mantém nossa vitalidade. Esta parada nos prepara para
prosseguir.
A seguir selecionamos algumas atividades:
1. Identificando as atividades mais apropriadas para os alunos
Para essa atividade utilizaremos a memória da própria visita ao Museu estimulando os
professores a identificar os conteúdos dos experimentos e o que é mais indicado para seus
alunos.
Identificando os
Experimentos
Identificando o Conteúdo
Indicação para os
Alunos
Alto
Baixo
37
Identificando os
Experimentos
Identificando o Conteúdo
Indicação para os
Alunos
Alto
Baixo
38
2. Eletricidade em casa sem desperdício: Já faço / Posso fazer
Esta atividade tem como objetivo estimular o olhar sobre nossos hábitos cotidianos em relação
ao consumo doméstico. É uma atividade muito simples e fácil de fazer em sala de aula com
seus alunos, promovendo um debate sobre os resultados.
Identifique, e assinale com um X, entre as dicas abaixo, aquelas que voce já faz. E aproveite
para saber um pouco mais sobre hábitos de consumo responsável.
No verão mantenha a chave seletora na posição “média” ou “verão”.
Não demore muito no banho. O chuveiro elétrico consome
muita energia.
Desligue o chuveiro quando estiver se ensaboando: isso economiza água e
energia.
A utilização de energia solar, através de coletores solares, é muito eficiente
para o pré-aquecimento da água.
Acumule a maior quantidade de roupas possível e passe todas de uma
vez só.
Passe primeiro as roupas que precisam de temperaturas mais baixas (tecidos
leves). Quando a temperatura estiver mais alta, passe as roupas de texturas
mais grossas.
Depois de desligar o ferro, aproveite enquanto ele está quente para
passar as roupas mais leves.
Evite acender lâmpadas durante o dia. Faça melhor uso da iluminação
natural. Abra bem as janelas, cortinas e persianas.
Nos locais ocupados por mais de três horas diárias, utilize lâmpadas
fluorescentes compactas.
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Pinte o teto e paredes internas com cores claras. Isso evita o uso de
lâmpadas de maior potência.
Mantenha lâmpadas e luminárias limpas para permitir a reflexão máxima
da luz.
Desligue as luzes nos locais onde não há ninguém.
•
Proteja a parte externa do aparelho condicionador de ar dos raios do sol. E não
bloqueie as grades de ventilação externas.
Libere a saída de ar do aparelho evitando cortinas, persianas, armários ou
estantes na frente.
Deixe janelas e portas fechadas quando o aparelho estiver ligado.
Procure utilizar toda a capacidade da máquina de lavar em uma mesma
lavagem. Evite usá-la muitas vezes por semana.
Limpe o filtro da maquina de lavar roupa com frequência e utilize a dosagem
correta de sabão para não precisar repetir a operação de enxágue.
Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família.
Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia.
Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família.
Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia.
Escolha a geladeira com capacidade adequada às necessidades da família.
Lembre-se: quanto maior o aparelho, maior o consumo de energia.
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Analise o tipo, o modelo, a capacidade e o preço e compare os dados das
etiquetas do Procel que indicam o consumo de energia elétrica de cada
aparelho.
Instale a geladeira em local bem ventilado e evite proximidade com fogões,
aquecedores ou áreas expostas ao sol.
Evite abrir a porta sem necessidade ou deixá-la aberta. Quando abrimos a porta
da geladeira, o ar frio sai e o ar quente do ambiente entra. Isso faz com que o
motor seja acionado, aumentando o consumo de energia.
Alimentos ainda quentes guardados na geladeira também aumentam o
consumo de energia.
Degele a geladeira periodicamente e deixe que se formem camadas espessas de
gelo. O gelo é um ótimo isolante térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro
pode provocar um aumento de consumo de energia de até 20%!
Evite forrar as prateleiras da geladeira com vidros ou plásticos. Isso dificulta a
circulação do ar frio.
•
•
térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um
aumento de consumo de energia de até 20%!
Secar roupas atrás da geladeira não é aconselhável. A grade quente que ali está
é o trocador de calor da geladeira. É por ali que sai o ar quente que é retirado
de dentro da geladeira.
•
térmico. Uma camada de gelo de 1 centímetro pode provocar um
aumento de consumo de energia de até 20%!
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