DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE 2009 - … · 3) LDR (LDR (Light Dependent Resistor) – Resistor...
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O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE 2009 Produção Didático-Pedagógica Versão Online ISBN 978-85-8015-053-7 Cadernos PDE VOLUME I I
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O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOSDA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE
2009
Produção Didático-Pedagógica
Versão Online ISBN 978-85-8015-053-7Cadernos PDE
VOLU
ME I
I
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTOA DE FÍSICA
SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO – SEED
PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL – PDE
Uma proposta pedagógica pluralista para superar
dificuldades conceituais e representacionais em
circuitos elétricos no Ensino Médio
UNIDADE DIDÁTICA
Autor: Amandio Augusto Gouveia
Orientador: Prof. Dr. Carlos Eduardo Laburú
2010
AMANDIO AUGUSTO GOUVEIA
Uma proposta pedagógica pluralista para superar
dificuldades conceituais e representacionais em
circuitos elétricos no Ensino Médio
UNIDADE DIDÁTICA
Material Pedagógico apresentado ao Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE, da Secretaria de Estado da Educação do Paraná – Diretoria de Políticas e Programas Educacionais, em parceria com a Universidade Estadual de Londrina. Orientador: Prof. Dr. Carlos Eduardo Laburú
APUCARANA
2010
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Materiais a serem utilizados na construção de circuitos elétricos reais.
......................................................................................................................... 15
Figura 2: Circuito elétrico em série utilizado na atividade 04. .......................... 18
Figura 3: Circuito elétrico em paralelo utilizado na atividade 05....................... 19
Figura 4: Circuito elétrico misto utilizado na atividade 07. ................................ 21
Figura 5: Simulação computacional de um circuito elétrico simples. ................ 24
Figura 6: Simulação computacional de um circuito elétrico em série. .............. 25
Figura 7: Simulação computacional de um circuito elétrico em paralelo. ......... 26
Figura 8: Simulação de um circuito elétrico misto. ........................................... 27
Figura 9:Circuito elétrico em série no BrOffice.org Calc. .................................. 28
Figura 10: Circuito elétrico em paralelo no BrOffice.org Calc. .......................... 29
Figura 11: 1º Exemplo de circuito elétrico misto no BrOffice.org Calc. ............ 29
Figura 12: 2º Exemplo de circuito elétrico misto no BrOffice.org Calc. ........... 30
Figura 13: Representação pictórica de um circuito em série resistor/lâmpada. 31
Figura 14: Simulação do circuito resistor/lâmpada ........................................... 31
Figura 15: Representação convencional de um circuito em série
resistor/lâmpada. .............................................................................................. 31
Figura 16: Site do simulador utilizado nas atividades da unidade 11. .............. 32
Figura 17: Representação pictórica de um circuito elétrico de dois resistores em
paralelo ............................................................................................................ 33
Figura 18: Simulação de um circuito de dois resistores em paralelo ................ 33
Figura 19: Representação convencional de um circuito com dois resistores em
paralelo. ........................................................................................................... 33
Figura 20: Representação pictórica de uma associação mista composta de três
lâmpadas .......................................................................................................... 34
Figura 21: Simulação de um circuito misto composto de três lâmpadas .......... 34
Figura 22: Representação convencional de um circuito misto composto de três
lâmpadas. ......................................................................................................... 34
SUMÁRIO
1. APRESENTAÇÃO: ................................................................................................ 11
2. PERSPECTIVA INTERDISCIPLINAR: ................................................................... 12
3. CONTEXTUALIZAÇÃO:......................................................................................... 12
4. PROPOSTA DE ATIVIDADES: .............................................................................. 14
UNIDADE 01 .............................................................................................................. 14
UNIDADE 02 .............................................................................................................. 15
UNIDADE 03 .............................................................................................................. 16
UNIDADE 04 .............................................................................................................. 18
UNIDADE 05 .............................................................................................................. 19
UNIDADE 06 .............................................................................................................. 20
UNIDADE 07 .............................................................................................................. 21
UNIDADE 08 .............................................................................................................. 22
UNIDADE 09 .............................................................................................................. 24
UNIDADE 10 .............................................................................................................. 28
UNIDADE 11 .............................................................................................................. 31
CONSIDERAÇÕES FINAIS: ....................................................................................... 35
REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 36
11
1. APRESENTAÇÃO:
Os circuitos elétricos simples são elementos básicos de uma variedade
de aparelhos elétricos que fazem parte do mundo contemporâneo. Seu estudo
traz para o aluno o alicerce para a compreensão dos fenômenos elétricos
aplicados às mais diversas tecnologias que fazem parte do seu cotidiano.
Como por exemplo: as instalações elétricas, tanto residenciais como
comerciais, celulares, DVDs, rádios, ferros elétricos, chuveiros, computadores,
MP3 etc.
No entanto, desaparece em circuitos elétricos a possibilidade de se
estudar um modelo de resolução e com este resolver qualquer tipo de
problemas que venha a ser encontrado, pois, a cada nova adição de um
componente no circuito elétrico muda-se a característica do mesmo como um
todo. Aliado a isso, os alunos elaboram conceitos de energia, corrente elétrica,
resistência e curto-circuito, cujos significados estão distantes daqueles
cientificamente aceitos, denominados de concepções espontâneas ou
alternativas.
Esses conceitos são resistentes a mudanças durante o período de
ensino-aprendizagem e possuem grande estabilidade quando não são levados
em conta, de maneira explícita, na instrução (SILVEIRA et al., 1989). Desse
modo, persistem mesmo após longos períodos de instrução escolar (SOLANO,
F; GIL, J; PÉREZ, A.L.; SUERO, M.I., 2002) e, muitas vezes, os estudantes se
tornam bastante eficientes em executar algoritmos complicados. Porém, com
frequência, eles são incapazes de, qualitativamente, analisar circuitos elétricos
simples (COHEN,R.; EYLON,B.; GANIEL,U., 1983).
O desafio é fazer com que o aluno pense conceitualmente, entenda os
princípios fundamentais da teoria física correspondente, exercite o pensamento
lógico e saiba representar os elementos de um circuito de modo coerente com
sua simbologia própria e as regras de notações específicas.
Para isso, apresentamos aqui, algumas possíveis estratégias de aprendizagem
visando superar as dificuldades citadas em forma de uma unidade didática.
Primeiramente, alguns exemplos de interdisciplinaridade nas disciplinas da
área de Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias.
12
2. PERSPECTIVA INTERDISCIPLINAR:
A Física, juntamente com a Química, Biologia e a Matemática, compõem
a mesma área de conhecimento, a área de Ciências da Natureza, Matemática
e suas tecnologias. Essa organização por áreas facilita a elaboração de
competências gerais, ou seja, comuns a todas as ciências e contribui para a
promoção da interdisciplinaridade, um dos princípios pedagógicos que rege a
articulação das disciplinas escolares na nova proposta de ensino (PCN+, 2002,
p.23).
Sem muito esforço podemos aliar os conceitos tratados em circuitos
elétricos com a eletroquímica. Por exemplo, para realizar a eletrodeposição de
certos metais numa superfície o equipamento eletrolítico pode-se constituir de
células eletrolíticas associadas em série ou em paralelo.
Na biologia, entendimentos de potencial e resistência elétrica da
membrana celular e outros fenômenos elétricos manifestados por uma célula
em atividade só podem ser entendidos com o conhecimento básico de
eletricidade.
Física e Matemática é um conjunto. Não é possível o domínio da
primeira sem o apoio da segunda. Em circuitos elétricos, temos que ter a
compreensão matemática de funções, gráficos e conversão de medidas.
Alguns exemplos de aplicações dos circuitos elétricos resistivos
aplicados no nosso cotidiano são apresentadas a seguir.
3. CONTEXTUALIZAÇÃO:
Os circuítos elétricos que fazem parte do nosso cotidiano vão dos mais
simples como o do acendimento de uma lâmpada até aos mais complexos
como as CPUs dos computadores com milhões de transistores. Assim, a
quantidade e suas aplicações são de difícil numeração já que a cada momento
criam-se novas variedades de circuitos elétricos para os mais diversos fins.
A seguir, algumas aplicações que utilizam circuitos elétricos resistivos1:
1 Fonte: http://www.maxwellbohr.com.br/downloads/robotica/mec1000_kdr5000/tutorial_eletronica_-
_aplicações_e_funcionamento_de_sensores.pdf
13
1) Divisores de tensão;
2) Divisores de corrente;
3) LDR (LDR (Light Dependent Resistor) – Resistor Dependente de Luz, um
componente onde sua resistência varia de acordo com a variação da
luminosidade incidente sobre ele.
A aplicação mais conhecida do LDR é, sem dúvida, na iluminação pública,
onde ele é utilizado para que, de acordo com a luminosidade do ambiente,
sejam acionadas ou desligadas as lâmpadas das ruas automaticamente, sem
que haja a necessidade de alguém para para acioná-las.
4) TERMISTORES: componentes que variam a sua resistência elétrica de
acordo com a variação de temperatura. Existem dois tipos de termistores, NTC
e PTC, Os termistores NTC (Negative Temperature Coefficient – Coeficiente de
Temperatura Negativo) a resistência desses componentes diminui quando a
temperatura aumenta, ou seja, eles possuem um coeficiente de temperatura
negativo.
Os termistores PTC (Positive Temperature Coefficient – Coeficiente de
Temperatura Positivo) o aumento da temperatura faz com que sua resistência
também aumente. Os termistores PTC sao mais comumente aplicados para
proteger circuitos eletrônicos de excessos de correntes, substituindo os fusíveis
tradicionais.
Os termistores são aplicados em sistemas de ar condicionado, na medicina
(durante a realização de diagnósticos e tratamentos), automotivo (para
monitorar a temperatura do motor e dos sistemas de lubrificação), entre outros.
A seguir a apresentação das atividades propriamente ditas, as quais,
tem o objetivo de complementar as aulas do professor.
14
4. PROPOSTA DE ATIVIDADES:
UNIDADE 01
OBJETIVOS:
Contextualização.
Levantar as ideias iniciais dos alunos.
ATIVIDADE 1.1:
Leitura dos textos2:
a) Pondo ordem dentro e fora de casa;
b) Elementos dos circuitos elétricos.
ATIVIDADE 1.2:
Desenhe um circuito elétrico contendo uma lâmpada, uma chave interruptora e
uma pilha de maneira que tenha possibilidade de ser acesa, indicando com
setas o sentido da corrente elétrica.
Explique o funcionamento circuito:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------
2 Disponível no site: http://www.if.usp.br/gref/eletro/eletro1.pdf
15
UNIDADE 02
OBJETIVOS:
Verificar:
a) a construção da noção de circuito fechado;
b) se aparece o modelo de colisão de corrente (SHIPSTONE, J. 1984;
SHIPSTONE, J. et al.; 1988).
ATIVIDADE 2.1:
Construção de um circuito elétrico simples com uma lâmpada de pisca-pisca de
Natal, chave interruptora e uma bateria.
MATERIAL:
Figura 1: Materiais a serem utilizados na construção de circuitos elétricos reais.
ATIVIDADE 2.2:
Fazer um desenho de um circuito elétrico simples composto de uma lâmpada,
chave interruptora e uma bateria, representando por meio de setas o sentido
convencional da corrente.
Lâmpada de pisca-pisca
de Natal.
Placa de CD com molas para as
conexões.
Garras jacaré.
16
UNIDADE 03
OBJETIVO:
Verificar a construção da noção de circuito fechado e curto-circuito.
ATIVIDADE 3.1:
3.1 - Complete os circuitos elétricos de maneira que cada uma das lâmpadas
tenha possibilidade de ser acesa, ao ser ligado o interruptor.
Neste momento o professor pode ensinar a representação convencional dos
elementos nos circuitos elétricos. E, aproveitar para mostrar que todos os
circuitos elétricos, após devidamente completados, possuem apenas uma única
representação convencional, mostrando que as linhas não são
necessariamente fios mas, indicam como os elementos estão ligados num
determinado circuito elétrico.
Representação convencional dos circuitos.
+
_
ON
+ _
ON +
_
ON
+
_
ON
+
_
ON
+
_
ON
17
ATIVIDADE 3.2:
3.2 - Para cada um dos desenhos, explique por que a lâmpada acende, ou não
acende.
3.2.1___________________________________________________________
3.2.2___________________________________________________________
3.2.3___________________________________________________________
3.2.4___________________________________________________________
3.2.5___________________________________________________________
3.2.6___________________________________________________________
3.2.1
3.2.2 3.2.3
3.2.4
3.2.5 3.2.6
- +
Ni-MH
220
mA
h
- +
Ni-MH2
20
mA
h
- +
Ni-MH
220
mA
h
- +
Ni-MH
22
0m
Ah
- +
Ni-MH
220
mA
h
- +
Ni-MH
220
mA
h
18
UNIDADE 04
OBJETIVOS:
a) Entender as características de um circuito em série.
b) Compreender que a intensidade de corrente elétrica não depende da ordem
dos elementos e do sentido da corrente.
c) Entender que a intensidade de corrente elétrica depende do que está sendo
ligado à fonte bem como de suas características.
d) Representar corretamente essa associação.
ATIVIDADE 4.1
Construção de um circuito elétrico em série com três lâmpadas.
Solicitar aos alunos que:
a) alterem a ordem das lâmpadas;
b) alterem as ligações dos polos da bateria;
c) e retirem uma das lâmpadas do circuito;
d) coloquem uma lâmpada diferente em varias posições no circuito;
d) verifiquem o comportamento do circuito.
MATERIAL:
Figura 2: Circuito elétrico em série utilizado na atividade 04.
ATIVIDADE 4.2
Representar por meio de desenhos e, por símbolos convencionais, um circuito
elétrico com três lâmpadas em série.
Representação por desenhos
Representação convencional
19
UNIDADE 05
OBJETIVOS:
Entender as características de um circuito em paralelo.
Verificar a aprendizagem da respectiva representação, por meio de desenhos e
da simbologia convencional.
ATIVIDADE 5.1
Construção de um circuitos elétrico com três lâmpadas em paralelo.
Solicitar aos alunos que :
1º) Construam um circuito elétrico com três lâmpada em paralelo.
2º) Verifiquem o comportamento do circuito ao retirar do mesmo uma lâmpada.
MATERIAL
Figura 3: Circuito elétrico em paralelo utilizado na atividade 05.
ATIVIDADE 5.2
Representar por meio de desenhos e, por símbolos convencionais, um circuito
elétrico com três lâmpadas em série.
Representação por desenhos Representação convencional
20
UNIDADE 06
Fazer uma ligação em paralelo e outra em série em cada conjunto de lâmpadas. E, em
seguida fazer o esquema convencional.
OBJETIVOS:
Verificar se o aluno está associando, incorretamente, o tipo de ligação com a sua disposição
geométrica.
Ligação em série
Ligação em série
(Esquema convencional)
Ligação em série
Ligação em série
(Esquema convencional)
Ligação em paralelo
Ligação em paralelo
(Esquema convencional)
Ligação em
paralelo
Ligação em paralelo
(Esquema convencional)
21
UNIDADE 07
OBJETIVOS:
Tratar o circuito como um sistema, observando que uma modificação feita em
qualquer parte do mesmo, resulta numa mudança em todo o circuito.
ATIVIDADE 7.1
Solicitar aos alunos que:
a) Construam um circuito em paralelo com duas lâmpadas;
b) ligar um terceira lâmpada em série;
c) retirarem uma das lâmpadas que estão ligadas em paralelo;
d) em todos os procedimentos verificar o comportamento do circuito, por meio
do brilho das lâmpadas.
MATERIAL:
Figura 4: Circuito elétrico misto utilizado na atividade 07.
ATIVIDADE 7.2
Representar por meio de desenhos e, por símbolos convencionais, o respectivo
circuito misto desta unidade.
Representação por desenhos
Representação convencional
22
UNIDADE 08
OBJETIVOS:
a) Verificar a capacidade do aluno em traduzir uma forma de representação em
outra.
b) Certificar que os alunos não esqueceram que as linhas não são
necessariamente fios mas, indicam como os elementos estão ligados num
determinado circuito elétrico.
8.1
8.2
8.3
8.4
23
8.5
8.6
8.7
SUGESTÃO:
Na primeira coluna em branco os alunos, individualmente, fariam a
transformação da representação pictórica em convencional. Posteriormente, na
segunda coluna refaziam a atividade com ajuda do professor. Assim, os alunos
fariam sua autoavaliação e o professor teria um material em mãos para corrigir
eventuais erros dos alunos.
24
UNIDADE 093
OBJETIVOS:
Treinar o manuseio do simulador on-line.
Verificar a Lei de Ohm.
Determinar a corrente elétrica e a diferença de potencial, em vários pontos, de
diferentes circuitos elétricos.
Verificar a capacidade do aluno em traduzir uma forma de representação em
outra.
Atividade 9.1:
Verificação da Lei de Ohm
Figura 5: Simulação computacional de um circuito elétrico simples.
PROCEDIMENTOS:
Construa um circuito simples composto de um resistor, um amperímetro e uma
pilha.
Neste circuito ligue um amperímetro.
Altere os valores da ddp da pilha e faça a leitura da corrente elétrica para a
respectiva voltagem.
Complete o quadro abaixo.
DDP (U) em
Volt 5 10 15 20 25
Corrente(i)
u/i
Considerando os valores encontrados questione com os seus colegas se este
resistor é ôhmico.
3 Os circuitos com símbolos convencionais , foram feitos com o software NI Multisim v.10.1 (original) da
National Instruments do Brasil.
0.000 A
+ -
Para os alunos este
espaço, em toda Unidade
09, em branco.
25
ATIVIDADE 9.2
Figura 6: Simulação computacional de um circuito elétrico em série.
PROCEDIMENTOS:
Construir um circuito elétrico em série com dois resistores de valores R1 = 10Ω
e R2 = 20Ω ligados a uma bateria de 60 V.
Medir a ddp em cada resistor.
Verificar a corrente elétrica.
Completar a tabela abaixo.
Resistência(Ω) DDP(V) Corrente(A)
R1 10
R2 20
TOTAL 60
Discussão dos resultados com colegas e professor.
R1
10Ω
R2
20Ω
V1
60 V
0.000 A
+ -
0.000 A
+ -
26
ATIVIDADE 9.3
Figura 7: Simulação computacional de um circuito elétrico em paralelo.
PROCEDIMENTOS:
Construir um circuito elétrico em paralelo com dois resistores de valores R1 =
10Ω e R2 = 20Ω ligados a uma bateria de 60 V.
Medir a ddp em cada resistor.
Verificar a corrente elétrica em cada resistor.
Completar a tabela abaixo.
Resistência(Ω) DDP(V) Corrente(A)
R1 10
R2 20
TOTAL 60
Discussão dos resultados com colegas e professor.
10Ω
20Ω0.000 A
+ -
0.000 A
+ -
0.000 A
+ -
60 V
27
ATIVIDADE 9.4
Figura 8: Simulação de um circuito elétrico misto.
PROCEDIMENTOS:
Construir um circuito elétrico em misto com três resistores de valores R1 = 10Ω
e R2 = R3 = 20Ω ligados a uma bateria de 9 V, com uma chave em R2.
Medir a ddp em cada resistor.
Verificar a corrente elétrica em cada resistor.
Completar a tabela abaixo.
Resistência(Ω) Ddp(V) Corrente(A)
R1 10
R2 20
R3 20
Total
Discussão dos resultados com colegas e professor.
Em seguida:
Abrir a chave e completar novamente a tabela.
Resistência(Ω) Ddp(V) Corrente(A)
R1 10
R2 20
R3 20
Total
Discussão com os colegas e professor
10Ω
R1
20Ω
R2
20Ω
R3
0.000 A
+ -
0.000 A
+ -
0.000 A
+ -
9 V
28
UNIDADE 10
Construção de circuitos elétricos em série, paralelo e misto no BrOffice Calc.
OBJETIVOS:
Trabalhar o modelo matemático.
Reforçar a aprendizagem das características dos respectivos circuitos.
Exemplos de atividade da unidade 09.
ATIVIDADE 10.1
Circuito em série.
Para inserir as fórmulas no BrOffice Calc e determinar as características do
circuito o aluno deverá dominar as características dessa associação.
Figura 9:Circuito elétrico em série no BrOffice.org Calc.
29
ATIVIDADE 10.2
Circuito em paralelo.
Para inserir as fórmulas no BrOffice.org Calc e determinar as características
do circuito o aluno deverá dominar as características dessa associação.
Figura 10: Circuito elétrico em paralelo no BrOffice.org Calc.
ATIVIDADE 10.3
Exemplos de Circuitos mistos:
a)
Figura 11: 1º Exemplo de circuito elétrico misto no BrOffice.org Calc.
30
b)
Figura 12: 2º Exemplo de circuito elétrico misto no BrOffice.org Calc.
SUGESTÕES:
Primeiramente, formatar as larguras das colunas; no exemplo “b” do item
9.3 acima foi de 0,45 cm.
Cada resistor ocupou 2 linhas com 4 colunas. Para os resistores R1 e
R4 e, duas colunas para os resistores R2 e R3, as quais foram mescladas.
Assim, podemos fazer as ligações exatamente no centro dos resistores.
O professor querendo pode dar o esquema dos circuitos elétricos no
BrOffice já pronto4 e apenas trabalhar os modelos matemáticos.
Nas próprias figuras possuem os valores do gerador e dos resistores
para o professor verificar se os modelos matemáticos para calcular o resistor
equivalente, ddp, corrente e potência em cada resistor estão corretos.
4 Os arquivos estarão disponíveis aos professores, por meio da SEED.
31
Representação pictórica:
UNIDADE 11
OBJETIVOS:
Verificar:
a) a capacidade de solução de um problema;
b) avaliar a aprendizagem como um todo;
c) trabalhar com diferentes representações.
1º) Exemplo de atividade da unidade 11. Circuito elétrico em série.
Figura 13: Representação pictórica de um circuito em série resistor/lâmpada.
Figura 14: Simulação do circuito resistor/lâmpada em série da atividade 11.
Figura 15: Representação convencional de um circuito em série resistor/lâmpada.
Problema
Como ligar uma lâmpada com as
seguintes características: DC 5V/300mA,
numa fonte de 12 V ?
Resolução:
IR = iL = 300 mA = 0,3 A
Lâmpada = 5 V
Resistor = 7 V
Cálculo do valor do resistor:
U = R.i 7 = R.0,3 .... R = 23,3 Ω
Cálculo da potência necessária
para o resistor:
P = I.U = 0,3 x 7 = 2,1 W
Ou P = U2/R = 7
2/23,3 = 2,1 W
Representação convencional.
32
PROCEDIMENTOS:
Nesta atividade os alunos:
1º) fazem a resolução matemática do problema apresentado;
2º) desenham o circuito elétrico correspondente;
3º) verificam o seu funcionamento no simulador on-line e, conferem se os
dados calculados por eles são os encontrados na simulação;
4º) não funcionando o circuito ou os valores calculados não coincidirem com os
do simulador, devem rever sua resolução matemática e o desenho sugerido
para o circuito elétrico.
5º) Finalmente, representam o circuito elétrico de maneira convencional na
Física.
OBSERVAÇÕES:
Site:
http://phet.colorado.edu/simulations/sims.php?sim=Circuit_Construction_Kit_ACDC
Figura 16: Site do simulador utilizado nas atividades da unidade 11.
Não há necessidade de fazer
o download é só rodar.
33
Representação pictórica:
2º) Exemplo de atividade da unidade 11. Circuito elétrico em paralelo.
Figura 17: Representação pictórica de um circuito elétrico de dois resistores em paralelo.
Figura 18: Simulação de um circuito de dois resistores em paralelo.
Figura 19: Representação convencional de um circuito com dois resistores em paralelo.
Problema
A uma bateria de 12 V ligam-se dois
resistores R1 e R2 pelos quais passam,
respectivamente 4A e 2A. Calcule o
valor dos resistores.
Resolução:
( Circuito elétrico composto de
apenas dois resistores com
intensidades de corrente diferentes,
logo, estão em ligados em paralelo)
U = R1.i = 12=R1.4 R1 = 3 Ω
U = R2.i = 12=R2.2 R1 = 2 Ω
Representação convencional.
34
Representação pictórica:
3º) Exemplo de atividade da unidade 11. Circuito elétrico misto5.
Figura 20: Representação pictórica de uma associação mista composta de três lâmpadas
Figura 21: Simulação de um circuito misto composto de três lâmpadas.
Figura 22: Representação convencional de um circuito misto composto de três lâmpadas.
5 Adaptado de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga, Física:volume 3. Editora Scipione.
Problema
Três lâmpadas elétricas,projetadas para funcionar em
12V, precisam ser ligadas em uma bateria de 24 V. As
potências indicadas nas lâmpadas são: 24W,24W e 48
W. Mostre, no simulador, como essas lâmpadas devem
ser associadas, para que possam ser ligadas `a bateria
de 24 V, apresentando cada uma seu brilho normal.
Resolução:
Na ligação procurada cada
lâmpada deve ser submetida a uma
voltagem de 12 V e, então, as três
não podem estar ligadas em série
pois as mesmas estariam
submetidas a uma tensão menor
que 12V. Também não podem as
três estar ligadas em paralelo pois,
estariam submetidas a uma ddp de
24V.
Logo, a ligação mostrada na
representação pictórica é a solução
do problema.
Representação convencional.
35
CONSIDERAÇÕES FINAIS:
A sequência de atividades procura abarcar as sugestões metodológicas
propostas nas DCEB do Estado Paraná. Parte das experiências concretas em
direção ao modelo matemático utilizando diversos recursos, inclusive os de
multimídia, para tentar formar um meio didático o mais rico e variado possível,
a fim de, atender alunos “com diferentes costumes, tradições, pré-conceitos e
ideias”(DCEB/SEED,2008), visando atingir uma aprendizagem significativa em
sala de aula.
Fica, portanto, nesta unidade didática mais um caminho para
acompanhar o processo de formação de conceitos, em circuitos elétricos, e da
sua respectiva representação simbólica.
36
REFERÊNCIAS
BRASIL, Secretaria de Educação Média e Tecnológica. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Brasília: Ministério da Educação/Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 2002. 141p. Disponível em: < http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=12598:publicacoes> Acesso em: 22 fev 2010. COHEN,R.; EYLON,B.; GANIEL,U. Potential difference and current in simple electric circuits: a study of students’ concepts. American Journal of Physics., v.51, n.5, p. 407-412, may 1983. GREF. Leituras de física. Universidade de São Paulo. Disponível em : http://www.if.usp.br/gref/eletro/eletro1.pdf. Acesso em : 05.jun.2010 LUZ, ANTÔNIO M.R. & LUZ, BEATRIZ A.A. Física: volume 3.São Paulo: Scipione,2000. PARANÁ,Secretaria de Estado da Educação do Paraná. Diretrizes Curriculares da Educação Básica, Física. Paraná,2008. PATSKO, Luís Fernando. Aplicações, funcionamento e utilização de sensores. Disponível em: http://www.maxwellbohr.com.br/downloads/robotica/mec1000_kdr5000/tutorial_eletronica_-_aplicações_e_funcionamento_de_sensores.pdf. Acesso em: 05.jun.2010 SHIPSTONE, J. A study of children’s understanding of electricity in simple D.C. circuits. European Journal of Science Education, v.18, n.2, p.171-188, 1984. ____et al. A study of students’ understanding of electricity in five European countries. International Journal of Science Education, v.10, n.3, p.303-316, 1988.
SILVEIRA, Fernando Lang da et al. Validação de um teste para verificar se o
aluno possui concepções científicas sobre corrente elétrica em circuito simples.
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