Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4537.pdf: 1061703 bytes, checksum: ce57c6f3db04c2d9c27c4e6ef15d57b1 (MD5) Previous issue date: 2012-08-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of this work is to find numerical solutions for Maxwell's equations in two-dimensional dielectric cavities. Such structures can trap light by means of total internal reflections and can be used for constructing lasers in the micron scale, known as microlasers. The shape of the cavity affects the dynamics of rays inside it, so that it can be regular or chaotic, and completely determines the emission pattern of the radiation. During the development of our computational algorithms, we have considered the problem of the circle, whose dynamics is integrable, and the stadium, which has chaotic dynamics. We partially reproduced results in the literature. In addition, we also considered a new geometry, which probably can provide unidirectional emission, a goal that is being sought by the scientific community. / Este trabalho tem como objetivo encontrar soluções numéricas para as equações de Maxwell em cavidades dielétricas bidimensionais. Tais estruturas aprisionam a luz no seu interior por meio de reflexão interna total e podem ser utilizadas para a fabricação de um laser na escala de mícrons, os chamados microlasers. O formato da cavidade influência a dinâmica dos raios aprisionados, de forma que esta pode ser regular ou caótica, e determina completamente o padrão de emissão da radiação. Durante o desenvolvimento de nossas rotinas computacionais, abordamos o problema do círculo, cuja dinâmica é integrável, e o do estádio, que possui dinâmica caótica. Reproduzimos parcialmente resultados da literatura. Além disso, consideramos também uma geometria nova, que tem potencial para apresentar emissão unidirecional, um objetivo que está sendo buscado pela comunidade.

Métodos de estimativa de parâmetros físicos em meios geológicos têm sido amplamente estudados devido a grande importância e ao grande número de aplicações em que podem ser empregados. Neste trabalho, um pulso unidimensional é propagado através de meios geológicos para simular um traço de onda eletromagn ética de georradar, na antena receptora. Num primeiro momento, a propagação da onda é simulada por meio do algoritmo FDTD (Diferenças Finitas no Domínio do Tempo) a m de se observar e analisar os fenômenos de propagação no aparelho receptor. Usa-se então o método de otimização ACO (Ant Colony Optimization) modi cado na expectativa de recuperar os principais parâmetros geológicos inerentes dos materiais. Para alguns per s foram obtidos bons resultados, no entanto ainda se fazem necessárias algumas melhorias na metodologia. Para isso, é proposto o método do coe ciente de re exão para melhorar as estimativas dos parâmetros dos meios. / Methods for physical parameters estimation in geological media have been widely studied due to their great importance and their wide range of applications. In the present work, an one-dimentional pulse is propagated through geological media to simulate a trace of a georadar electromagnetic wave in the receiving antenna. Firstly, the wave propagation is simulated through the FDTD algorithm to observe and analyze the propagation phenomena in the reception device. Then the optimization ACO method it is applied expecting to recover the main geological parameters of the materials. Good results have been obtained to some pro les; however some improvement of the methodology are still necessary. In order to do this, the re ection coe cient method is proposed to enhance the estimative of the parameters from the media.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação de Mestrado Profissional em Ensino de Física, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-14T19:05:45Z No. of bitstreams: 1 2015_RodrigoSilvaMagalhães.pdf: 10201316 bytes, checksum: 7c0421df2b56c12f553ec0ab3202d51b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2016-04-02T12:19:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RodrigoSilvaMagalhães.pdf: 10201316 bytes, checksum: 7c0421df2b56c12f553ec0ab3202d51b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-02T12:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RodrigoSilvaMagalhães.pdf: 10201316 bytes, checksum: 7c0421df2b56c12f553ec0ab3202d51b (MD5) / O objetivo deste trabalho é ofertar um material didático para a Educação de Jovens e Adultos (EJA), que leve em consideração as principais características dos educandos desta modalidade de ensino. A educação para a cidadania é um dos pressupostos da educação libertadora de Paulo Freire, cujo intuito é formar cidadãos críticos e ativos na sociedade, com base em suas experiências de vida. Assim, o Produto Educacional resultante deste trabalho corresponde a um módulo de ensino de Física constituído de duas unidades, a partir do qual os sujeitos da aprendizagem terão acesso a uma série de conteúdos e atividades relacionados ao tema gerador: “O Eletromagnetismo e o Problema das Ligações Clandestinas de Energia Elétrica”. Na aplicação deste módulo de ensino foi fundamental que o material didático apresentado fosse diferenciado do livro-texto tradicional, já que este tipo de publicação mostra-se inapropriado para a EJA. A proposta apresentada se diferencia por partir dos pressupostos de Paulo Freire que são, dentre eles, “trabalhar com a realidade do aluno, envolvendo-o em situações relacionadas com seu cotidiano”. Procuramos com esse projeto contribuir de alguma forma para a melhoria do ensino de Física, mais especificamente, o ensino de Física para a EJA. De acordo com a proposta educacional de Paulo Freire, as atividades presentes no material didático propõem reflexões e informações que podem levar a uma melhor relação entre os direitos e deveres comuns a todos os consumidores de energia elétrica, abdicando de ligações clandestinas na rede elétrica, que provocam tantos problemas para toda a sociedade. / The aim of this work is to offer an instructional for Youth and Adult Education (YAE), which takes into account the main features of the learners of this kind of education. Education for citizenship is one of premises of liberating education, according to Paulo Freire, whose purpose is to form critical and active citizens in society, based on their life experiences. Thus, the Educational Product resulting from this work corresponds to a teaching module of Physics that consists of two units, from which the apprentices have access to a series of contents and activities related to the generator theme: "The Electromagnetism and the Problem of Illegal Connections of Electric Power". In applying this teaching module it was essential that the teaching material presented was differentiated from the traditional textbook, once this type of publication is shown to be inappropriate for the YAE. The proposal is distinguished because it follows Paulo Freire assumptions, which is "work with the student's reality, involving the learner in situations related to their daily lives”. Our purpose is to contribute to the improvement of the teaching of physics, mainly for this physics in the YEA context. According to the educational proposal of Paulo Freire, the activities containing in the teaching materials propose ideas and information that may lead to a better relationship between rights and duties that are common to all consumers of electrical power, abdicating of clandestine connections in the power grid, which cause so many problems for society.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 388149 bytes, checksum: 853f52b83cfa8c12cdd3dd47342bfe52 (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we investigate the possibility that charges and currents may be induced from extra dimensions in a way analogous to some modern higher-dimensional spacetime theories. However, unlike these, the fundamental equations to be used are the vacuum Maxwell equations instead of the vacuum Einstein equations. We then examine the capacity of the vacuum Maxwell equations to generate charges and currents in the four-dimensional spacetime (the brane). We conclude that this is possible under some conditions. / Neste trabalho investigamos a possibilidade de cargas e correntes serem induzidas a partir das dimensões extras em uma maneira análoga a algumas teorias de espaço-tempo de dimensão superior modernas. Porém, contrário a estas, as equações fundamentais a serem usadas são as equações de Maxwell no vácuo ao invés das equações de Einstein no vácuo. Examinamos então a capacidade das equações de Maxwell de gerar cargas e correntes no espaço-tempo quadridimensional (a brana). Concluímos então que isto é possível sob algumas condições.

Orientador: Celso Xavier Cardoso / Banca: Agda Eunice de Souza Albas / Banca: Ana Maria Osório Araya / Banca: Renivaldo José dos Santos / Resumo: O estudo da Eletricidade, dentro da disciplina de Física, possui um conteúdo muito extenso, com conceitos abstratos e de difícil compreensão. Em função disso, o desinteresse pelo estudo torna-se uma constante entre muitos alunos. Esse quadro pode ser em parte, revertido, adotando-se atividades experimentais em sala de aula, a fim de expor a aplicabilidade do conteúdo em situações práticas. Para tanto, o presente trabalho propõe um material didático-pedagógico que explore os conteúdos da Eletricidade de forma interativa, a fim de estimular os alunos a compreender, questionar e a buscar mais conhecimento. Para a elaboração deste material utilizou-se os seguintes referenciais teóricos: Experimentação no ensino de Física; Teoria de Lev Semenovitch Vygotsky; David Paul Ausubel e a Aprendizagem Significativa; Laurence Stenhouse e o Currículo do Estado de São Paulo. Os experimentos propostos utilizaram materiais de baixo custo e materiais obtidos a partir de sucata. Todos eles foram aplicados na sequência didática de Física na 3ª série do Ensino Médio de uma Escola Pública e como introdução nos conteúdos de Química. A experimentação facilitou o processo de ensino-aprendizagem, uma vez que despertou interesse entre os alunos, com a participação de todos nas atividades experimentais. O maior problema encontrado foi o tempo necessário para o preparo e realização de alguns experimentos e a ausência de profissionais técnicos em laboratório. O material proposto pode ser utilizado por professores de Física e aplicados em sala de aula / Abstract: The study of Electricity, in the discipline of Physics, has a very extensive content with abstract concepts difficult to understand. As a result, the lack of interest by the study, it becomes a constant among many students. This situation can be partly reversed, adopting experimental activities in the classroom, in order to expose the applicability of the content in practical situations. It proposes a didactic-pedagogic material that exploits the contents of Electricity interactively, in order to stimulate students to understand, to question and to seek more knowledge. For the elaboration of this material was used the following theoretical frameworks: Experimentation in Physics teaching; Lev Semenovitch Vygotsky's theory; David Paul Ausubel and Meaningful Learning; Laurence Stenhouse and the Curriculum of the State of São Paulo. The proposed experiments used low cost and scrap materials. They were applied in the didactical sequence of physics at the 3rd high school grade in a public school and as an introduction to chemistry content. The experiments have facilitated the process of Teaching- Learning, because awakened interest among students, with participation of everyone in the experimental activities. The most problem encountered was the time required for preparation and execution of some experiments and lack of professional technical in the laboratory. The proposed material can be used by teachers of physics and applied in the classroom / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-14T20:19:26Z No. of bitstreams: 1 WalckerDaSilvaGomes_DISSERT.pdf: 2106544 bytes, checksum: f499db87815fef5a350b0e5695e9a0f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-15T23:51:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WalckerDaSilvaGomes_DISSERT.pdf: 2106544 bytes, checksum: f499db87815fef5a350b0e5695e9a0f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-15T23:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WalckerDaSilvaGomes_DISSERT.pdf: 2106544 bytes, checksum: f499db87815fef5a350b0e5695e9a0f1 (MD5) Previous issue date: 2015-12-04 / A agricultura ? uma atividade essencial ao desenvolvimento humano e a tend?ncia ? que sua necessidade aumente, de acordo com o aumento da popula??o mundial. ? de grande import?ncia tirar o m?ximo desempenho poss?vel de cada terreno, sem degrad?-lo e um constante monitoramento ? essencial para melhor?-lo. A proposta desta pesquisa ? - de forma n?o agressiva a meio ambiente - monitorar a condutividade el?trica superficial do solo em uma ?rea demarcada (uma planta??o, por exemplo) utilizando, para isto, ondas de r?dio de baixa frequ?ncia. A condutividade est? diretamente ligada ? quantidade da ?gua e de nutrientes naquela ?rea e um monitoramento peri?dico, ou mesmo permanente, aumenta significantemente o uso eficiente do solo. Para este trabalho ser?o utilizadas transmiss?es de r?dio de ondas longas ou m?dias (30 kHz a 3000 kHz) que tem como principal caracter?stica a propaga??o pela superf?cie da terra. Pode-se escolher uma r?dio AM com localiza??o, frequ?ncia e pot?ncia de transmiss?o conhecidas, ou gerar o pr?prio sinal, essas medi??es foram realizadas com um analisador de intensidade de campo eletromagn?tico. Os dados obtidos nas medi??es s?o tratados por um programa de c?lculo num?rico, no nosso caso o Matlab. O m?todo estudado calcula a condutividade do solo numa linha reta, entre dois pontos medidos, tornando sua utiliza??o poss?vel em planta??es de pequeno, m?dio ou grande porte. Conclui-se que as recomenda??es da ITU (International Telecommunication Union) sobre a condutividade do solo no Brasil fica longe da realidade, em algumas rotas as recomenda??es indicam o uso da condutividade el?trica do solo de 1 mS/m, enquanto nas medi??es foi encontrado 19 mS/m. Com estas informa??es ? poss?vel manter um banco de dados, com capacidade de prever a ?rea e o momento mais adequados para irriga??es e aduba??o, tornando o manejo mais eficiente e menos dispendioso, al?m de otimizar o uso da ?gua, recurso natural cada vez mais preciso. / Agriculture is an essential activity to the human development, the tendency is that their need to increase according to the increase in world population. It is very important to take the maximum performance that is possible of each land without degrading it, a frequently monitoring is essential for the best performance. The purpose of this work is, nondestructively, to monitor the surface electrical conductivity of the soil in a demarcated area, as on a plantation, using low frequency radio waves. The conductivity is directly linked to the amount of water in the area and nutrients, therefore a periodic or even permanent monitoring increases significantly the efficient of the use of the soil. They will be used long-wave radio transmission or medium whose main characteristic to spread over the surface of the earth. It is possible to choose an AM radio with location, frequency and power of the transmission known or generate the signal. The studied method computes the conductivity of the ground in a straight line between two measured points, so it can be used in smaller or larger size fields. Measurements were carried out using an electromagnetic field strength analyzer. The data obtained in the measurements are processed by a numerical calculation program, in our case Matlab. It is concluded that the recommendations of the ITU (International Telecommunication Union) on the conductivity of soil in Brazil is far from reality, on some routes the recommendations indicate the use of the electrical conductivity of the soil 1 mS/m, while the measurements was found 19 mS/m. With the method described a precision farmer, once initial research for about a year, can monitor the humidity and salinity of the land, with the ability to predict the area and the most suitable time for irrigation and fertilization, making management more efficient and less expensive, while optimizing water use, natural resource increasingly precious.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000389203-Texto+Completo-0.pdf: 6935100 bytes, checksum: 7b0d4097399f1b7fa7e32077309d3b40 (MD5) Previous issue date: 2007 / The electromagnetic environment in which electronic systems operate is becoming more and more hostile. The society observes with enthusiasm the rapid proliferation of a vast diversity of wireless electronic equipments. Unfortunately, this tendency yields as consequence the pollution of the frequency spectrum, and thus, increasing dramatically the environmental noise where we live. At the same time, it is fundamental for the acceptance and reliability of these electronic equipments that the applications running on their platforms do not fail due to such noisy environment. Therefore, it is fundamental to understand how the electromagnetic noise impacts the reliability of complex electronic systems (Systemson- Chip, SoC). Some companies worldwide have been concerned with this situation. They have proposed several commercial platforms to design and test of SoC. However, these platforms do not allow an adequate measurement of SoC susceptibility to electromagnetic interference (EMI). Such scenario motivated this work. In the following we propose a new platform, reconfigurable, to evaluate and improve SoC designs having in mind the electromagnetic noise immunity. This platform is based on the international standard IEC 62. 132 to design and test electronic systems, at the board level. The final goal of this standard is to dictate rules to allow precise measurements of the SoCs susceptibility to (radiated and conducted) EMI. The proposed platform is based on two specific and complementary boards. The first one is devoted to the radiated noise immunity measurement in a Gigahertz Transverse Electromagnetic Cell (GTEM Cell) according to the standard IEC 62. 132-2 (IEC, 2004), whereas the second board is dedicated to the RF-conducted noise immunity measurement and was implemented according to the standards IEC 62. 132-4 and IEC 62. 132-2 (IEC, 2004), respectively. After the development of the proposed platform, a case-study based on the Xilinx soft-core processor, MicroBlaze, was designed by the Group SiSC and tested on the platform. The obtained results are rewarding and demonstrate the capability and flexibility of the proposed platform as a tool to evaluate the behavior of SoCs in EMIexposed environment. / O ambiente eletromagnético em que sistemas eletrônicos operam está tornando-se cada vez mais hostil. A sociedade observa com bastante entusiasmo a rápida proliferação de uma quantidade infindável de equipamentos eletrônicos sem fio (wireless). Infelizmente, esta tendência tem por conseqüência a poluição de forma dramática do espectro de freqüência, e portanto, aumentando o ruído intrínseco do ambiente onde vivemos. Por outro lado, é fundamental para a aceitação e a segurança destes equipamentos eletrônicos que estes não falhem devido ao ambiente eletromagnético. Assim, é de suma importância compreender como o ruído eletromagnético (Electromagnetic Interference, ou EMI) impacta a confiabilidade de sistemas integrados complexos (Systems-on-Chip, ou SoC). Algumas empresas em escala mundial têm demonstrado muita preocupação com este problema através do desenvolvimento de várias plataformas comerciais para o projeto e o teste de SoCs. Entretanto, estas plataformas não garantem medições adequadas da susceptibilidade dos sistemas eletrônicos à EMI. Este cenário nos motivou a propor uma plataforma de prototipagem reconfigurável para avaliar e aprimorar projetos de SoCs levando-se em consideração sua imunidade ao ruído eletromagnético. Esta plataforma é baseada em normas internacionais IEC 62. 132 para o projeto e o teste de sistemas eletrônicos, ao nível de placa. O objetivo final deste conjunto de normas é ditar regras que viabilizam a medição precisa da imunidade de circuitos integrados à EMI, tanto radiada quanto conduzida. A plataforma desenvolvida é baseada em duas placas específicas e complementares. A primeira é dedicada para o teste de imunidade ao ruído irradiado em uma Gigahertz Transverse Electromagnetic Cell (GTEM Cell) de acordo com a norma IEC 62. 132-2 (IEC, 2004).A segunda placa é dedicada ao teste conduzido de ruído de RF e foi implementada de acordo com as normas IEC 62. 132-4 e IEC 62. 132-2 (IEC, 2004), respectivamente. Após o desenvolvimento da plataforma em questão, um estudo-de-caso baseado no processador soft-core da Xilinx, MicroBlaze, operando sob o controle do sistema operacional uCOS-II foi desenvolvido pelo Grupo SiSC e testado na plataforma. Os resultados dos ensaios são bastante motivadores e demonstram a capacidade e a flexibilidade da plataforma ser utilizada como ferramenta para avaliar o comportamento de SoCs em ambiente ruidoso do tipo EMI.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000401158-Texto+Completo-0.pdf: 9853099 bytes, checksum: 1e66fe399c5e86bc932c94f590606b95 (MD5) Previous issue date: 2008 / Considering that the power-supply bus (VCC and Gnd) can degrade signal integrity of Systems-on-Chip (SoC) by means of voltage oscillations that conduct to functional failure, the goal of this work is validate a new technique, named CDCDC (Clock Duty Cycle Dynamic Control), which aims at improving digital synchronous integrated circuits (IC) robustness to this kind of disruption. The considered technique performs the dynamic control of the clock duty cycle according to the presence of perturbations (noise) on the power-bus. This dynamic control of the clock signal performs the stretching or shrinking of the duty cycle, which allows the synchronous circuit to present higher robustness to power-supply fluctuations, while maintaining the same clock pace. Conversely, conventional approaches, in this case, use to reduce clock rate to ensure proper signal integrity. Considering that the electromagnetic interference (EMI) is one of the main sources of voltage oscillations in the power-bus of integrated circuits (ICs), which in turn may compromise the reliability of electronic systems due to the reduction of signal-to-noise ratio, this work aims at validating the use of the CDCDC technique to increase the robustness of ICs operating under the EMI exposition. / Tendo em vista que o barramento de alimentação (VCC e Gnd) afeta diretamente a integridade de sinal de sistemas em chip (Systems-on-Chip, SoC) através de oscilações de tensão que podem induzir a erros funcionais, este trabalho tem por objetivo validar uma técnica inovadora, denominada CDCDC (Clock Duty Cycle Dynamic Control). Esta técnica visa aumentar a robustez de circuitos integrados (CI) digitais síncronos a tais oscilações de tensão. A técnica em questão realiza o controle dinâmico do ciclo de trabalho (duty-cycle) do sinal de relógio (clock) de acordo com a presença de perturbações (ruídos) nas linhas de alimentação. Este controle dinâmico do sinal de relógio realiza o prolongamento ou a redução do ciclo de trabalho, permitindo assim que o circuito síncrono apresente uma maior robustez às flutuações dos níveis de tensão nas linhas de alimentação, sem que haja redução da freqüência do sinal de relógio. Garante-se desta forma, a manutenção do desempenho do sistema mesmo quando este estiver operando em ambientes expostos ao ruído. Considerando que a interferência eletromagnética (EMI) é uma das principais causas de oscilações no barramento de alimentação de circuitos integrados (CI’s), o que por sua vez compromete drasticamente a confiabilidade dos sistemas através da redução da margem de sinal/ruído, este trabalho tem por objetivo validar a utilização da técnica CDCDC para o aumento da robustez de CI’s operando expostos à EMI.

Na literatura encontram-se inúmeros relatos sobre fatores negativos associados ao ensino de laboratório didático e ao uso do computador em sala de aula. Tendo isso em vista, buscamos integrar atividades computacionais com experimentais, visando a minimização dos fatores negativos de ambas atividades. Para investigar essa integração concebemos, implementamos e avaliamos uma proposta didática baseada nas teorias de aprendizagem de Ausubel e Vigotski e a visão epistemológica de Bunge sobre modelos teóricos. Tal proposta leva em conta que há diferentes maneiras de integrar experiência e recursos computacionais e que a eficácia desses recursos não depende apenas das suas características inerentes, mas, especialmente, das estratégias didáticas. Em um primeiro estudo, realizado a partir de uma metodologia predominantemente quantitativa, avaliou-se o desempenho de alunos que trabalharam com atividades de simulação e modelagem computacionais no estudo de circuitos elétricos, utilizando o software Modellus, comparado com o de alunos que tiveram apenas o sistema tradicional de ensino. Os resultados quantitativos mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos alunos do grupo de controle (método tradicional de ensino). Na sequência, desenvolvemos dois estudos, adotando uma metodologia qualitativa do tipo estudo de casos exploratório com o propósito de levantar proposições norteadoras para embasarem um quarto estudo, em que investigamos formas de integração entre atividades computacionais e experimentais de modo a torná-las complementares, auxiliando os alunos a atingirem uma aprendizagem significativa de conceitos de Física e compreenderem algumas ideias sobre modelos científicos. Os resultados, do quarto estudo, mostram que a integração entre esses dois tipos de atividades pode proporcionar aos alunos uma visão epistemológica mais adequada sobre os papéis dos modelos teóricos, do laboratório e do computador, e promover a interatividade e o engajamento dos alunos em seu próprio aprendizado, transformando a sala de aula em um ambiente propício para uma aprendizagem significativa. Supomos que a adaptação e implementação de nossa proposta didática no ensino de Eletromagnetismo em nível de Física Geral possa contribuir para os alunos atingirem uma visão mais adequada sobre a natureza da Ciência e uma melhor aprendizagem conceitual. Apontamos como perspectiva futura a implementação e avaliação em outros conteúdos de Física, com melhorias no que diz respeito a incertezas experimentais e às noções de ordens de grandezas. / In the literature there are numerous reports of negative factors associated with the teaching of laboratory and the use of computers in the classroom. With this in mind, we seeked to integrate experimental activities with computational ones in order to minimize the negative factors of both kinds of activities. To investigate this integration we designed, implemented and evaluated a didactical approach based on Ausubel’s meaningful learning theory, Vigostki’s social-interaction theory and Bunge’s epistemological view about scientific models and science development. This approach took into account that there are different ways to integrate experiments and computational resources, and the effectiveness of these resources does not depend only on their inherent characteristics, but especially on the teaching strategies. In a first study, from a predominantly quantitative research methodology, we evaluated the performance of students that worked with simulation and modeling computational activities in the study of electric circuits, using the software Modellus, compared to students submitted only to the traditional system of education. The quantitative results show that there was a statistically significant improvement in the experimental group students’ performance when compared to the control group, submitted only to the traditional teaching method. Following, we developed two exploratory case studies, adopting a qualitative research methodology to generate guiding propositions for future studies. In a fourth study, we investigated ways to integrate computational and experimental activities to make them complementary, helping students to achieve a meaningful learning of physics concepts and understand some ideas about scientific models. The results show that the integration between these two kinds of activities can provide for the students a more appropriate epistemological perspective of the roles of i) theoretical models in physics and ii) experimental and computational activities in the learning processes. encouraging the interactivity and engagement of the students with their own learning and transforming the classrooms in an environment suitable for a meaningful learning. We assume that the adaptation and implementation of our didactical approach in teaching electromagnetism, at the level of Introductory College Physics, can help students to achieve a more adequate view of the nature of science and a better conceptual learning. We point out as future prospects the implementation and evaluation of this approach to physics teaching in other areas of physics, with improvements in respect to experimental uncertainties and the notions of orders of magnitude.

Este estudo tem como objetivo melhorar o processo de ensino-aprendizagem dos conceitos de Eletromagnetismo usando Realidade Aumentada (RA). Eletromagnetismo é a base científica para a compreensão do princípio de funcionamento das máquinas elétricas rotativas. No entanto, verificou-se através de um estudo preliminar que existem dificuldades no processo de ensino-aprendizagem de Eletromagnetismo e que estas dificuldades estão concentradas basicamente em dois fatores: tanto na visualização da representação correta do campo magnético quanto na base matemática para trabalhar com esses conceitos, os quais permitiriam a aquisição de novos conceitos na área de Eletromagnetismo. O estudo preliminar foi realizado através de questionários aplicados aos alunos e aos professores da disciplina Eletricidade, que aborda os referidos conceitos. O resultado do estudo revelou que 85% dos professores percebem as dificuldades dos alunos em aprender e, confirmada esta percepção pelos próprios alunos, dos quais apenas 39,5% demonstraram ter aprendido estes conceitos. Este trabalho foi baseado na teoria da Aprendizagem Significativa, que, de acordo com Ausubel, ocorre quando um conceito está relacionado de forma significativa e não arbitrária, com conceitos preexistentes na estrutura cognitiva do indivíduo. Na busca de nivelar os alunos para que todos tivessem os subsunçores necessários que permitissem melhorar o processo de ensino-aprendizagem de novos conceitos, os subsunçores de outros conceitos foram definidos e desenvolvidos três Objetos de Aprendizagem. A descoberta dos subsunçores e a ordem do uso dos Objetos de Aprendizagem permitiram melhorar o processo de ensino-aprendizagem de novos conceitos com o objetivo de atingir o conceito principal de campo girante fundamental no processo de ensinoaprendizagem de Máquinas Elétricas. Neste trabalho, foram utilizados três Objetos de Aprendizagem como ferramentas no processo de ensino-aprendizagem de conceitos de Eletromagnetismo para se superar o obstáculo da visualização dos campos magnéticos. Estes Objetos de Aprendizagem foram testados com os alunos dos cursos técnicos do IFF – campus Itaperuna, onde o aluno pode visualizar e interagir com os mesmos. A partir dos resultados obtidos com a interação dos alunos com os Objetos de Aprendizagem foi possível fazer análises e avaliações que permitiram concluir o presente trabalho. / This study aims to improve teaching-learning process of the concepts of Electromagnetism using Augmented Reality (AR). Electromagnetism is the scientific bases for understanding the operating principle of rotating electrical machines. However, it was found through a preliminary study, that there are difficulties in the teaching-learning process of Electromagnetism and these difficulties are concentrated primarily on two factors: the correct view of the representation of the magnetic field and in the mathematical basis to work with these concepts, concepts that allow the acquisition of new concepts in Electromagnetism area. The preliminary study was realized through questionnaires to students and professors of Electricity that addresses these concepts. The study results revealed that 85% of teachers perceive students’ difficulties in learning and confirming this perception by the students, where only 39,5% of these demonstrate to have learned these concepts. This work was based on the Meaningful Learning theory, which, according to Ausubel, occurs when a concept is related significantly and not arbitrary, with pre-existing concepts in cognitive structure of the individual. Aiming to put all students at the same level, there was necessary subsumers for improving the teaching-learning of new concepts, another subsumers about other concepts were defined and were developed three Learning Objects. The discovery of subsumers and the order the use of the Learning Objects allowed to improve the teaching-learning process of new concepts in order to achieve the main concept of the rotating fields, key in the teaching-learning process of Electrical Machines. In this study, there were employed three Learning Objects as tools in the teaching-learning process of Electromagnetism concepts to overcome the obstacle of the visualization of the magnetic fields. These Learning Objects have been tested with students of technical courses of IFF – campus Itaperuna, where students could view and interact with them. From the results, analysis and evaluations were made to complete the work.