Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9Cadernos PDE

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Produções Didático-Pedagógicas

LUIZ SEBASTIÃO SANTOS SCUCATO

UNIDADE DIDÁTICA

APRENDIZADO DE CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE

Curitiba

2013

2

Título: O Uso do Software Crocodile Clips 3.5 para construir os conceitos básicos de Eletricidade

Autor Luiz Sebastião Santos Scucato

Disciplina/Área (ingresso no PDE)

Ciências

Escola de Implementação do Projeto e sua localização

Colégio Estadual Maria Montessori – Ensino Fundamental e Médio

Município da escola Curitiba

Núcleo Regional de Educa-ção

Curitiba

Professor Orientador Edmilson C. Paglia

Instituição de Ensino Superior UFPR

Relação Interdisciplinar (indicar, caso haja, as dife-rentes disciplinas compreen-didas no trabalho)

Matemática

Resumo (descrever a justificativa, ob-jetivos e metodologia utiliza-da. A informação deverá con-ter no máximo 1300 caracte-res, ou 200 palavras, fonte Arial ou Times New Roman, tamanho 12 e espaçamento)

Atualmente o ensino descontextualizado da eletricidade pouco contribui para o en-tendimento do tema. A utilização do Softwa-re de Simulação permite a representação de modelos de sistemas elétricos usados no cotidiano.

O seu nome é Crocodile Clips e preten-de-se com ele que os estudantes venham além de adquirir os conhecimentos básicos de eletricidade, também aprendam como utiliza-los no seu cotidiano.

Pretende-se superar essa dificuldade, o propondo um trabalho através de UNIDADE DIDATICA com vários subtemas e o uso concomitante do software de Simulação Crocodile Clips 3.5 com a finalidade de contextualizar e reconstruir os conceitos bá-sicos de eletricidade e circuitos elétricos, com ênfase na associação de resistores. Esta unidade será dividida em nas seguintes partes que são as seguintes:

Palavras-chave (3 a 5 pala-vras)

Aprendizagem – Simulação – Cotidiana – Circuito elétricos

Formato do Material Didático Unidade Didática

Público Alvo (indicar o grupo para o qual o material didático foi desen-volvido: professores, alunos, comunidade...)

Alunos do 9o do Ensino Fundamental

1 DADOS DE IDENTIFICAÇÂO

Professor: Luiz Sebastião Santos Scucato

Área PDE: Ciências

NRE: Curitiba

Professor Orientador: Edmilson Cesar Paglia

IES vinculada: Universidade Federal do Paraná

Escola: C. E. Maria Montessori – Ensino Fundamental e Médio

Publico alvo: 9° ano do Ensino Fundamental

2 TEMA

Aprendizado de conceitos básicos de eletricidade por meio de tecnologias.

3 VISÕES GERAIS DA UNIDADE DIDÁTICA

Atualmente o ensino descontextualizado da eletricidade pouco contribui

para o entendimento do tema. A utilização de tecnologia de simulação pode per-

mitir a representação de sistemas elétricos usados no cotidiano. Esta unidade

didática pretende superar possíveis dificuldades propondo atividades com vários

subtemas e, concomitante utilizar software de simulação com a finalidade de con-

textualizar e reconstruir os conceitos básicos de eletricidade e circuitos elétricos,

com ênfase na associação de resistores. Esta unidade será dividida nas seguintes

partes: leitura de textos com esclarecimentos sobre conceitos básicos de eletrici-

dade e sua utilização em circuitos elétricos; atividades de simulação por meio do

software e sugestão de avaliação. O conteúdo desta unidade é indicado para es-

tudantes do 9º ano do ensino fundamental, no entanto, a metodologia poderá ser

aplicada nos mais variados níveis educacionais.

4 OBJETIVOS

Adotar um compromisso pedagógico com a utilização da tecnologia como

forma de processar uma melhoria na aprendizagem dos seus educandos;

Demonstrar como se processa a interação entre os estudantes e Software

de Simulação;

.

Compreender de forma teórica e prática o funcionamento dos tipos de

circuitos elétricos (série, paralelo e misto);

Saber construir a partir de sua realidade um circuito elétrico e dele retirar

as informações básicas.

Reconhecer as diversas utilidades da eletricidade (dos circuitos) na es-

cola como forma de modificar o olhar sobre o cotidiano.

Ser O compromisso pedagógico com a utilização da tecnologia

5 TEXTOS - INTRODUTÓRIOS

Deleuze e Guattari, apud Kenski (1998) afirmam que a interação implica

processo de comunicação que não é linear (não se apresenta como estímulo-

resposta), mas representa uma comunicação em rede um processo interativo com

alternância de papéis, conexão, heterogeneidade, multiplicidade. Assim, usar o

computador como um simples ‘quadro-negro’ ou um ‘clicar’ de páginas, não gera

motivação e nem explora todo o potencial deste recurso, além de não ser consi-

derado interativo, mas, sim, reativo.

Primo (1999) explica que a interação é mútua quando implica em nego-

ciação e é reativa quando se resume ao estímulo-resposta. O computador é uma

‘ferramenta’ que intermédia à ação do professor e o aprender do aluno, é um auxi-

liar, sempre disponível e muito útil quando bem utilizado.

Ou seja, planejar uma aula com recursos de multimeios exige preparo do

ambiente tecnológico, dos materiais que serão utilizados, dos conhecimentos pré-

vios dos alunos para manusear estes recursos, do domínio da tecnologia por par-

te do professor, além de seleção e adequação dos recursos à clientela e aos obje-

tivos propostos pela disciplina.

Papert (1997, p. 75) afirma que a “aprendizagem é facilitada quando é

auto -dirigida”. Portanto, é diferente da aprendizagem tradicional em que a infor-

mação é passada, transmitida pelo professor, e o aluno não constrói seu conhe-

cimento, apenas interioriza quando há interesse, caso não, descarta. O referido

autor defende que é preciso permitir ao aluno, em um ambiente informatizado,

construir e não apenas responder à programação, mas fazer e programar.

É o aluno que comanda o computador e não o computador que comanda

o aluno. Assim, a abordagem construcionista valoriza as estruturas cognitivas,

busca meios para que a aprendizagem ocorra, por meio de ações, discussões,

interações com o objeto de estudo.

Segundo Altoé (2001) é necessária uma metodologia diferente da abor-

dagem tradicional em um ambiente informatizado. O construcionismo é uma nova

abordagem de uso educacional do computador voltado ao processo de aprendi-

zagem do aluno, que interage com o computador, na busca de compreender, ana-

lisar e resolver situações problemas.

A autora menciona também que a interação do aluno com o computador

pode ocorrer de duas formas: sozinho ou com a participação de outras pessoas,

que pode ser o professor. No entanto, há necessidade do professor atuar em uma

concepção construcionista, ou seja, instigar, desafiar o aluno a procurar e experi-

mentar ações que contribuam para a sua construção do conhecimento.

A presente unidade didática visa o exercício, por parte do educador, de

trabalhar de forma contextualizada os fenômenos básicos da eletricidade por meio

de experiências simples de simulação realizadas com software. As grandezas

fundamentais em eletricidade serão a tensão, a corrente elétrica, a resistência

elétrica e a potência elétrica. Essas grandezas sempre estão presentes em qual-

quer circuito elétrico e não podem ser dissociadas.

6 METODOLOGIA

Segundo Santana (2008), os softwares educacionais são considerados fer-

ramentas de grande valia no processo de ensino-aprendizagem; pois os alunos

interagem entre si e com a máquina, o que facilita as trocas de experiências esti-

mula hipóteses de resolução, surgem questionamentos e busca por outras formas

de resoluções. Sua utilização no ensino possibilita ao aluno autoconfiança para

criar e resolver situações, desenvolvendo autonomia para resolver problemas

posteriormente.

Nossa metodologia busca o uso da simulação em um determinado fenô-

meno, que é reproduzido pelo computador, cabendo ao aluno realizar alterações

de variáveis e a observação do resultado. Nesta forma modelagem, o aluno im-

plementa um fenômeno utilizando o computador, depois utiliza essa implementa-

ção para realização de simulações.

Por isso a habilidade a ser desenvolvida nessa unidade didática é a repre-

sentação na forma demonstrações (simulação) os tipos de circuitos elétricos, utili-

zando: lâmpadas, sirenes, motores, resistência variável interruptores, leds, resis-

tor etc. interligadas em série e em paralelo conectadas a pilhas ou baterias para

depois representá-las na forma de esquemas, onde esses elementos são salien-

tados.

Ao final da primeira aula como agente catalisador do próximo conteúdo

acho interessante usar este pequeno e simples simulador da PhET : Física Onli-

ne Grátis, química, biologia, ciências da terra e ... phet . colorado.edu / que são

Simulações educacionais livres cobrindo alguns temas projetados pela Universi-

dade de Colorado disponíveis em vários idiomas inclusive o português. (link:

phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics) (Obs.:Entretanto não sei se

ele é utilizável em Linux, caso não seja teria que usar um notebook e um canhão

na sala de vídeo para atingir a todos os alunos).

Para o desenvolvimento das atividades a escola deverá possuir uma sala

de informática, onde o professor mediador e seus educandos irão realizar várias

atividades interessantes de construção de circuitos elétricos utilizando os softwa-

res de simulação em circuitos elétricos Crocodile Clips 3.5 onde através do com-

putador onde podemos montar, virtualmente, circuitos elétricos contendo diversos

elementos tais como baterias, lâmpadas, medidores (amperímetros e voltímetros)

e interruptores de vários tipos, verificando o dimensionamento dos mesmos. Se

no circuito houver um “curto”, as lâmpadas podem queimar, amperímetros tam-

bém. Várias atividades virtuais que serão realizadas com essa finalidade.

Por isso as atividades programadas sempre serão apresentarão dois mo-

mentos. No primeiro momento os educandos terão uma noção básica dos conte-

údos de eletricidade, necessários a sua instrumentalização. Posteriormente a-

prenderão a como lidar com os softwares de simulação. No segundo momento as

aulas serão divididas em duas partes: Inicialmente será proposta uma atividade

geral onde os educandos simularão um circuito elétrico, e anotarão as informa-

ções para depois responder aos questionamentos propostos. Posteriormente será

dado um tempo aos educandos para executem novas simulações utilizando ou-

tros elementos, que compõem a barra de ferramentas em cada das atividades

propostas.

Por último os educandos divididos em grupos de na mais de quatro monta-

rão no laboratório de ciências um circuito elétrico usando materiais como soque-

tes, fios, lâmpadas, interruptores, pilhas, baterias para criar um circuito elétrico.

Neste circuito, o titulo de aprendizagem os educandos aprenderão a usar um am-

perímetro e um voltímetro de verdade.

7 ATIVIDADES

As atividades serão desenvolvidas no Colégio Estadual Maria Montessori

escola com alunos das turmas do 9 o ano do ensino fundamental cuja proposta é

desenvolver o conteúdo básico de eletricidade através do computador.

De acordo com Vicinguera (2002), O uso de laboratório de informática com

recursos tecnológicos torna o ensino mais motivador, satisfatório e de fácil enten-

dimento, alcançando objetivos esperados.

Ao trabalhar o uso do computador de forma correta (por isso as atividades

a serem realizadas são de simulação), efeitos como atração e interesse serão

despertados nos alunos, o professor será o agente desta transformação auxilian-

do o aluno no uso e domínio dessas informações, oferecendo condições para a

junção do conhecimento teórico ao prático resultando na melhoria do rendimento

escolar, do desenvolvimento cognitivo, dos relacionamentos em grupos e da au-

tonomia que são visualizados com facilidade.

8 CONTEÚDOS

8.1 TECLADOS DE UM COMPUTADOR – COMO FUNCIONA?

Duração: duas aulas

Local: Sala de informática

Passo 1 – Formar grupos de três a quatro alunos. Acessar o site “como as coisas

funcionam” - http://www.hsw.uol.com.br/;

Passo 2 – Digitar no busca “Teclado de um computador”;

Passo 3 – Montar um texto explicando como funciona o teclado de um computa-

dor;

Deverá conter:

a) O que é?

b) Como funciona?

c) Quais aplicações?

Passo 4 - Elaborar uma apresentação em ppt (similar) e apresentar.

8.2 NOÇÕES BÁSICAS DE ELETRICIDADE

TEXTO – 2 - CONTEÚDOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE

Duração: quatro aulas

Local: Sala de vídeo (duas) e Sala de Informática (duas)

Visão geral da unidade didática

A eletricidade por ser uma forma de energia com muitos usos, é facilmente

transformada em outras formas de energia. Seu uso é muito fácil, porque pode

ser transportada por fios condutores para onde for necessária. Este texto tem a

intenção de informar o estudante sobre as trocas de calor de calor, as grandezas

físicas relacionadas à eletricidade como forma de resolver problemas do cotidia-

no e atuar na sociedade de maneira crítica, lutando por seus direitos.

OBJETIVOS

1. Definir corrente e resistência elétrica

2. Identificar a diferença entre corrente contínua e alternada.

3. Conhecer os efeitos causados pela passagem de corrente elétrica por um

condutor.

4. Compreender o conceito de tensão elétrica.

5. Identificar e compreender fatores que influenciam na resistência elétrica;

6. Compreender a Lei de ohm.

7. Lidar com associações de geradores (pilhas) em série e paralelo.

8. Conhecer as aplicações do voltímetro e amperímetros.

1 Tensão elétrica

As grandezas fundamentais em eletricidade são a tensão elétrica, a corren-

te elétrica, a resistência elétrica e a potência elétrica. Essas grandezas sempre

estão presentes em qualquer circuito elétrico e não podem ser dissociadas.

A tensão elétrica é a diferença de potencial elétrica (d.d.p.) gerada entre

dois pontos quaisquer. Essa diferença é responsável por colocar em movimento

ordenado as cargas elétricas livres do meio condutor.

O conceito de tensão elétrica pode ser exemplificado fazendo analogia com

um reservatório de água, como na Figura 1. Nessa figura, o reservatório de água

encontra-se em um ponto muito mais alto do que o ponto onde está o homem.

Quanto mais alto estiver o reservatório, maior será a força com a qual a água irá

fluir em direção ao homem.

Figura 1- Reservatório de água - Fonte: Reservatório de água em Juazeiro do Norte - Foto Chico Gomes

(Retirado do livro Fundamentos de Eletricidade - Kelly Vinente dos Santos - e-Tec Brasil)

A unidade de tensão elétrica é o volt (V) e a grandeza é representada pela

letra V, em maiúsculo, para sinais contínuos e v, em minúsculo, para sinais alter-

nados.

Exemplos:

Uma pilha está carregada eletricamente com 1,5 V.

V = 1,5 V

A tensão residencial no norte do país é de 120 V.

v = 120 V

A tensão elétrica é medida por um equipamento chamado voltímetro. O

voltímetro deve ser conectado em paralelo aos dois pontos onde se deseja obter

O potencial elétrico funciona do mesmo modo. O reservatório seria o ponto onde haveria a maior concentração de elétrons, e o ponto onde o homem está seria onde há menor concentração de elé-trons. Quanto maior for essa diferença de elétrons entre os dois pontos, maior será a diferença de po-tencial (d.d.p.).

o valor da tensão (ver Fig2).

Onde, I = intensidade, U = Tensão, R= resistência.

Figura 2 - Medição de tensão num circuito - Fonte: Boylestad (2003)

(Retirado do livro Fundamentos de Eletricidade - Kelly Vinente dos Santos - e-Tec Brasil)

2 Corrente elétricos

Continuando com a analogia do reservatório de água, podemos comparar a

corrente elétrica com o fluxo de água que flui de um ponto ao outro. A corrente

elétrica é o fluxo ordenado de elétrons em um meio que surge a partir de uma di-

ferença de potencial elétrico (d.p.p.).

A intensidade da corrente elétrica depende diretamente do número de elé-

trons que passam por uma unidade de tempo através de uma região do condutor

.Figura 3.

Corrente elétrica em um condutor - Fonte: Adaptado de Halliday et al. (2000, p. 841)

(Retirado do livro Fundamentos de Eletricidade - Kelly Vinente dos Santos - e-Tec Brasil)

A unidade de corrente elétrica é o ampère (A), cuja grandeza é representa-

da pela letra I, em maiúsculo, para sinais contínuos e i, em minúsculo, para sinais

alternados.

Onde, I=intensidade,U=Tensão,R= resistência

Curiosidade: A corrente elétrica originária do alemão

Intensität, que significa intensidade.

Um ampère (1A) equivale a 6,2x1018 elétrons atravessando a secção reta

de um meio qualquer em um segundo. Esse mesmo número de elétrons transpor-

ta uma carga elétrica igual a um Coulomb (1 C).

Mede-se a corrente elétrica através de um equipamento chamado amperí-

metro. Para isso o amperímetro deve ser conectado em série aos dois pontos on-

de se deseja obter o valor da corrente.

Figura 4. Amperímetro em série no circuito Fonte: Boylestad (2003)

3 Resistência elétrica

A resistência elétrica, na analogia do reservatório de água (Figura 1), po-

de ser representada como uma válvula de controle do fluxo de água, com a qual

se permitiria que ora o fluxo fosse máximo ou diminuísse até cessar. A unidade de

resistência elétrica é o ohm Ω e a grandeza é representada pela letra R. Diz-se

que a resistência elétrica é a propriedade do componente ou equipamento eletrô-

nico em se opor à corrente elétrica. O valor da resistência elétrica tem a função de

determinar se um material é isolante ou condutor; pois, quanto maior a resistência

elétrica, mais isolante será o material. E, da mesma forma, quanto menor a resis-

tência elétrica, mais condutora será o material em relação à corrente elétrica.

Onde: I = intensidade - U = Tensão - R= resistência

8.3 ATIVIDADE 2

a) Dividir os alunos na sala de aula em grupos de 3 a 4 alunos e entregar na

medida do possível um Voltímetro e /ou Amperímetro bem como pilhas e

baterias e pedir que os mesmos realizem a medição da Voltagem e Ampe-

ragem dos mesmos.

b) Monte uma cruzadinha, utilizando um software com os conceitos principais

de eletricidade encontrados no texto introdutório.

Para isso utilize-se das seguintes formas:

Folha de papel quadriculado ou Gerador de Cruzadinhas

http://www.discoveryeducation.com/free-

puzzlemaker/?CFID=3689013&CFTOKEN=44265613(disponível em

19/10/2013 ás 16:19) ou

Instale o software Vocabulary Worksheet Factory 4 Free

http://www.schoolhousetech.com/Vocabulary/ (disponível em 06/11/2013 ás

15:20min.)

c) Decodifique as palavras à abaixo:

d) Preencha o quadro:

Elemento da Corrente

elétrica

Unidade Símbolo

I = intensidade

U = voltagem

R = resistência

e) Resolva os seguintes problemas:

I. Uma resistência linear é percorrida por 0,5 A quando submetida a uma tensão

(d.d.p.) de 12 V. Calcule:

a) O valor da resistência.

b) O valor da intensidade que percorre a resistência se lhe aplicar uma tensão

de 20 V.

II. Que voltagem é necessária para produzir um corrente de 5A através de

um fio de 2Ω de resistência?

III. Um aquecedor de 75 Ω de resistência é ligado a 220v. Calcule a intensi-

dade que percorre o aquecedor?

f) Criar um mapa conceitual em cima das noções básicas de eletricidade.

(texto 1)

Corrente elétrica

Resistência

Tensão elétrica

Intensidade

Fluxo de elétrons

Ohm

Volt

Ampére

Voltímetro

Amperímetro

Ohmímetro

Polos

Diferença de potencial.

Texto 3 – APRESENTANDO O SOFTWARE CROCODILE CLIPS 3.5?

Duração: duas aulas

Local: Sala de vídeo e Sala de Informática

Visão geral da unidade didática

O software de simulação Crocodile Clips é um programa desenvolvido para si-

mulação com a finalidade de criar circuitos elétricos, utilizando baterias, pilhas,

lâmpadas e outros. Apresenta ainda outras várias ferramentas que se pode reali-

zar.

OBJETIVOS:

1. Instrumentalizar o estudante para o uso diferenciado do computador orientado

à produção de sentido crítico e investigativo relacionado ao projeto de utilização

do Software Educativo Crocodile Clips 3.5.

2. Estabelecer uma condição de complementaridade entre os estudantes e a tec-

nologia digital de forma que ela possa ser aplicada na apreensão, no conteúdo

noções básicas de eletricidade.

3. Propiciar um deslocamento crítico na compreensão do computador como ‘fer-

ramenta de causa-efeito’ na direção de uma aprendizagem significativa.

TEXTO INTRODUTÓRIO

Há duas formas de se poder trabalhar com o software Crocodile Clips 3.5.

Uma é trabalhando com Símbolos e outra com Figuras.

A escolha se faz clicando na respectiva caixinha, como se vê abaixo:

Apertando a caixa símbolos aparece a janela seguinte:

a) No primeiro caso se optou por Simbols (símbolos)

Apertando a caixa símbolos aparece a janela seguinte:

Veja o que significa cada um dos símbolos. Após entender o significado de ca-

da um deles se é capaz de fazer várias simulações.

Então vejamos;

b) A segunda forma de trabalhar: Com Pictures (Figuras)

Veja o que significa cada uma das Figuras. Após entender o significado de ca-

da um deles você é capaz de fazer várias simulações.

c) Para colocar fios basta clicar primeiro na figura e a partir da ponta do

mesmo com o mouse clicar no botão esquerdo e puxar o fio até a outra

figura.

Obs.: Lembrar que como se trata de montagem de circuitos toda figura

terá um polo positivo e outro negativo.

Polo positivo

Polo negativo

Vídeos sobre o manuseio do Crocodile Clips 3.5

Disponível no Link http://www.youtube.com/watch?v=pcLK47MA6zw;

Acessado em 13/09/2013 ás 08h46minmin.

Disponível no Link http://www.youtube.com/watch?v=9inBPQSzpvM;

Acessado em 13/09/2013 ás 08:50 min..

Disponível em http://www.scielo.br/img/fbpe/ref/v9n2/8637f1.gif

(acessado em 13/09/2013)

SUGESTÔES DE ATIVIDADES

1. Caça-palavras:

2. Utilizando um dicionário (dicionário online_ http://www.dicio.com.br/) para pro-

curar o significado de cada palavra utilizada na atividade 1.

3. Descubra o que está escrito na frase abaixo:

RESPOSTA:

A tensão elétrica em um circuito gera o movimento ordenado dos elétrons,

criando assim a corrente elétrica. A oposição ao fluxo de corrente é chamada de

resistência elétrica e depende das características do material utilizado. A quanti-

dade de elétrons e prótons em um material define se sua carga é positiva ou ne-

gativa. Cargas de sinais opostos se atraem e de sinais diferentes se repelem.

4. Criar um mapa conceitual em cima do texto introdutório sobre a forma de utili-

zar o Crocodile Clips 3.5. (texto 3)

Texto 4 – O SOFTWARE CROCODILE CLIPS 3.5?

Duração: duas aulas

Local: Sala de vídeo e Sala de Informática

Visão geral do Software Crocodile Clips 3.5

O software educativo é uma das classes do software educacional, cujo ob-

jetivo principal é o de facilitar o processo de ensino-aprendizagem, fazendo com

que o aluno construa determinado conhecimento relativo a um conteúdo didático.

Existem alguns programas no mercado que são produzidos com finalidades em-

presariais, tais como editores de texto e planilhas eletrônicas, utilizados no con-

texto didático, como aula para aprendizagem da computação, mas que acabam

sendo tidos como softwares educacionais.

O software Crocodile Clips 3.5 é utilizado em todo o mundo e recomendado

por especialistas do Ministério da Educação, pela sua abordagem única ao ensino

e à aprendizagem. É um programa completo, com um ambiente verdadeiramente

experimental.

Por fim o Crocodile Clips é um simulador de circuitos elétricos capaz de

criar pequenos circuitos e realizar testes com componentes de resistência, cha-

ves, fontes de alimentação, sinalizadores, leds, motores, potenciômetro e outros.

OBJETIVOS

1. Estabelecer uma condição de complementaridade entre os estudantes e a

tecnologia digital de forma que ela possa ser aplicada na apreensão, no con-

teúdo noções básicas de eletricidade.

2. Propiciar um deslocamento crítico na compreensão do uso do computador

como ‘ferramenta de causa-efeito’ na direção de uma aprendizagem significa-

tiva.

3. Explorar a engenhosidade do aluno na utilização os softwares como ferramen-

ta de representação de conceitos pré-definidos, mas como ambientes de pro-

blematização e visualização de relações espaciais capazes de tornarem visí-

veis conceitos e processos relativos na simulação de circuitos elétricos em sé-

rie, paralelo e misto.

TEXTO INTRODUTÓRIO

Uma forma de aprender eletricidade é montar circuitos simples e explorar su-

as características. Ao se utilizar materiais reais para montar circuitos, mesmo que

as fontes sejam de baixa tensão como pilhas ou baterias, lâmpadas, interruptores,

fios metálicos há riscos em manipular de forma inadequada (sem cuidado), pelos

estudantes colocando-os em riscos pessoais, como também promover danos aos

equipamentos.

Por isso optamos por um estudo virtual utilizando um software de simulação.

Atividade 1 - Explorações iniciais

1) Siga as instruções a seguir, e os seguintes elementos de circuito presentes na

simulação para fazer uma lâmpada incandescer e emitir luz:

a) Ao levar uma lâmpada para a área de trabalho branco, note que há dois

terminais salientes, da qual saem dois fios pretos.

b) Conecte os terminais da lâmpada aos terminais de uma bateria, por meio

de fios . Descreva as alterações observadas na aparência do circuito.

____________________________________________________________

____________________________________________________________

______________________________________________________

c) O que acontece com a aparência da simulação quando clicamos sobre o

crocodilo e o levamos ao fio e clicamos?

__________________________________________________________

_________________________________________________________

__________________________________________________________

Agora, desconecte o fio, a bateria e a lâmpada, vá a add (adicione) meters

(medidor) e escolha voltímetro . Religue os fios e verifique a tensão e a in-

tensidade da corrente que está passando. Que alterações são observa-

das?

____________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

Refaça o circuito da seguinte maneira. , desconecte o fio, a bateria e a

lâmpada. Vá em add (adicione) meters (medidor) e escolha amperímetro .

Religue colocando o amperímetro ligado a pilha e em seguida ligue-o a

lâmpada? Que alterações são observadas? Verifique a intensidade da cor-

rente que está passando. Que outras alterações são observadas?

____________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

2) Siga as instruções a seguir, e os seguintes elementos de circuito presentes

na simulação para fazer um circuito em série e/ou paralelo: três pilhas, um re-

sistor variável e um foco;

a) Pegar as pilhas na barra de ferramentas e levar estas para a área de

trabalho em branco e note que em cada uma há dois polos, da qual sa-

em dois fios pretos, ligue-os com fios pretos;

b) Em seguida vá a mesma barra de ferramentas e leve para a área de

trabalho branco o resistor variável;

c) Repita o mesmo procedimento para a lâmpada;

d) Conecte as pilhas e estas ao resistor variável e a lâmpada fechando o

circuito.

e) Que tipo de ligações é realizado entre as pilhas?

______________________________________________________

f) E, das pilhas em relação ao resistor variável e a lâmpada?

______________________________________________________

g) Que fenômeno se observa à medida que você movimenta o interruptor

da metade para a esquerda? E, da metade para a direita? Anote.

______________________________________________________

h) Verifique se há tensão e intensidade da corrente nas pilhas quando o

botão do resistor está totalmente à esquerda. Anote.

______________________________________________________

i) E, no resistor variável e a lâmpada? Anote.

______________________________________________________

j) Em que sentido a intensidade de corrente está ocorrendo? Anote.

______________________________________________________

k) Utilizando os símbolos abaixo reproduza o circuito que você criou no

software Crocodile clips 3.5.

https://www.google.com.br/search?q=principais%2Bsímbolos%2Belétrc

os&newwindow=1&rlz=1C1KAFB_enBR545BR545&espv=210&es_sm=

93&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=Y316UsDVGYirkAemk4Hg

Cw&ved=0CC0QsAQ&biw=1360&bih=677#facrc=_&imgdii=_&imgrc=A

Y0XXz1QJzENsM%3A%3BI. (Acessado dia 06/11/2013 às 15:39min.)

Atividade 2 - Continuando a explorar

1. Siga as instruções a seguir, e os seguintes elementos de circuito presentes na

simulação para fazer um circuito em série e/ou paralelo: três pilhas, um inter-

ruptor com dois polos e as três lâmpadas.

a) Pegar as pilhas na barra de ferramentas, e levar estas para a área de

trabalho branco, coloca-las na vertical uma em baixo da outra, note que

em cada uma há dois polos, ligue-os com fios pretos;

b) Faça o mesmo às três lâmpadas.

c) Ligue um dos polos do conjunto de pilhas a um dos polos do interruptor.

d) Ligue o polo do interruptor em aberto a um dos polos do conjunto de lâm-

padas.

e) Ligue o polo em aberto do conjunto de pilhas ao polo em aberto do con-

junto de lâmpadas.

f) Que tipo de ligações é realizado entre as pilhas? E, entre as lâmpadas?

l) Utilizando os símbolos reproduza o circuito que você criou no software

Crocodile clips 3.5. (ver exercício 2 letra k).

m) Agora você já sabe manusear o software Crocodile Clips 3.5 elabore di-

versos circuitos e relate por escrito o que neles acontecem. (tempo 20 mi-

nutos)

Atividade 3 - Continuando a explorar

Observação: Para os estudantes repassar apenas os itens sem a figura.

1. Siga as instruções a seguir, e os seguintes elementos de circuito presen-

tes na simulação para fazer um circuito onde apareçam circuitos em série

e/ou em paralelo: duas baterias, uma lâmpada, um motor, uma sirene e um

voltímetro e uma resistência variável.

a) Apanhar duas baterias de 9V e ligá-las em série.

b) Ligar o polo negativo da bateria ao polo negativo da resistência variável;

c) Fazer o mesmo com o polo positivo.

d) Ligar em paralelo à lâmpada o motor e a sirene, deixando um polo em

aberto para conectar com um fio as baterias.

e) Ligar o voltímetro.

Responda as seguintes questões:

f) Que fenômeno se observa na lâmpada à medida que você movimenta a

resistência variável da metade para a esquerda? E, da metade para a

direita? Anote

______________________________________________________

g) Que tipo de ligações é realizado entre as pilhas? E, entre as lâmpadas,

motor e sirene?

_________________________________________________________

h) Quando mudamos a posição da chave da resistência variável da es-

querda para direita, que valor em volts o voltímetro mede?

______________________________________________________

i) Utilizando os símbolos reproduza o circuito que você criou no software

Crocodile Clips 3.5. (ver exercício 2 letra k p.19).

j) Agora você já sabe manusear o software Crocodile Clips 3.5 elabore di-

versos circuitos e relate por escrito o que neles acontecem. (tempo 20 mi-

nutos)

Atividade 4 - Continuando a explorar

Observação: Para os estudantes repassar apenas os itens sem a figura.

1. Siga as instruções a seguir, e os seguintes elementos de circuito pre-

sentes na simulação para fazer um circuito onde apareçam circuitos em

série e/ou em paralelo: duas baterias, três leds, um interruptor, um am-

perímetro.

a) Apanhar duas pilhas de 1,5V e ligá-las em série.

b) Ligar o polo positivo da bateria ao polo negativo da outra pilha e esta ao

interruptor (dois polos) a um deles.

c) Ligar o polo que sobrou a um dos polos do amperímetro.

d) Ligar o polo do amperímetro que sobrou a três leds ligados em série.

e) Ligar o polo do último led ao polo negativo da segunda pilha.

Responda as seguintes questões:

f) Que fenômeno se observa quando se liga o interruptor?

_______________________________________________________

g) Acrescente mais duas pilhas e ligue-as as pilhas anteriormente ligadas

em série.

h) Que fenômeno você observa quando se liga o interruptor?

_______________________________________________________

i) Que valor aparece no amperímetro?

_______________________________________________________

j) Utilizando os símbolos reproduza o circuito que você criou no software

Crocodile Clips 3.5. (ver exercício 2 letra k p.19).

k) Você já sabe manusear o software Crocodile Clips 3.5 elabore diversos

circuitos e relate por escrito o que neles acontecem. (tempo 20 minu-

tos).

Texto 5 – Montagem Prática de um Circuito elétrico

Duração: duas aulas

Local: Laboratório de Ciências

Visão geral da unidade didática

Como visto anteriormente numa associação em série, duas ou mais pilhas

são conectadas de forma que o polo positivo de uma se ligue ao polo negativo da

outra e os polos da extremidade estão livres para se conectarem ao circuito, como

mostra a parte "Associação em série" ver figura abaixo.

Nesta associação, a ddp é a soma do potencial individual de cada pilha e a

corrente total é fornecida ao circuito tem valor igual às correntes que saem de ca-

da pilha, nesta associação.

Numa associação em paralelo, duas ou mais pilhas são conectadas de forma

que o polo positivo de uma se ligue ao polo positivo da outra e o mesmo acontece

com os polos negativos. E destes polos saem às pontas que se ligarão ao restan-

te do circuito, como mostra a parte "Associação em paralelo" ver figura abaixo.

Nesta associação, a ddp resultante da associação é igual em valor da ddp in-

dividual de cada pilha. A corrente elétrica total fornecida ao circuito é dividida en-

tre as pilhas de forma que se somando a corrente que cada pilha fornece ao cir-

cuito se tem a corrente total consumida pelo circuito.

Logo, estas associações possuem características distintas. Numa temos uma

soma de potenciais e na outra um potencial constante. Ou seja, se num circuito

for necessário um potencial alto, associa-se pilhas em série e se num circuito for

necessário um longo período de funcionamento, associa-se pilhas em paralelo.

OBJETIVO

1. Neste experimento mostramos como é possível fazer associações ou arranjos

de pilhas (geradores de energia) em circuitos elétricos e suas aplicações.

Montagem em Série:

Material:

2 suportes para pilhas

Pilhas (4 ou mais de 1,5 v)

Fios 2 m de fio elétrico flexível

Soquete para foco

Foco (3 V)

Fita Adesiva

Procedimento 1

Montagem em Série

1. Una duas pilhas de 1.5 V, prendendo-as sobre uma mesa com fita adesiva de

tal modo que o polo negativo de uma esteja em contato com o positivo da outra,

como mostra a Figura A.

2. Corte dois pedaços de fios elétricos e desencape cerca de dois centímetros

de cada extremidade.

3. Prenda com fita adesiva um fio elétrico em cada um dos polos das extremida-

des da associação.

4. Ligue a extremidade livre de cada fio elétrico nos contatos da lâmpada.

5. Após ter realizado a primeira operação e anotado os resultados, solte um dos

polos e prenda a ele um amperímetro, ligando depois ao restante do circuito e

meça a intensidade de corrente do circuito.

6. Medido a intensidade decorrente, ligue ao mesmo circuito um voltímetro e

proceda a medição da tensão do circuito.

Procedimento 2

Montagem em Paralelo:

1. Una duas pilhas de 1.5 V, prendendo-as sobre uma mesa com fita adesiva de

tal modo que suas laterais estejam juntas e seus polos estejam voltados para o

mesmo lado, como mostra a Figura B.

2. Corte dois pedaços de fios elétricos e desencape cerca de dois centímetros

de uma extremidade e 4 centímetros da outra.

3. Prenda com fita adesiva a extremidade mais desencapada de um dos fios

elétricos nos polos positivos da associação. Prenda de modo que a parte desen-

capada encoste nos dois polos positivos da associação simultaneamente. Repita

o mesmo para os polos negativos da associação.

4. Ligue a extremidade livre de cada fio elétrico nos contatos da lâmpada.

5. Após ter realizado a primeira operação e anotado os resultados, solte um dos

polos e prenda a ele um amperímetro,ligando depois ao restante do circuito e me-

ça a intensidade de corrente do circuito.

6. Medido a intensidade decorrente, ligue ao mesmo circuito um voltímetro e

proceda a medição da tensão do circuito

Referencia

1. http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ele08.htm Projeto Experimentos

de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/Bauru (adaptado 09/12/2013)

Texto 6 – GATO NA ENERGIA ELÉTRICA

Duração: duas aulas

Local: Laboratório de Ciências

Visão geral da unidade didática

Na maioria das vezes o “jeitinho brasileiro” simboliza a criatividade do po-

vo brasileiro em dar a volta por cima em situações difíceis. Infelizmente, muitos

aplicam esse conceito para tirar proveito de alguma coisa e o furto de energia, o

chamado “gato” na rede elétrica, é um bom exemplo disso. O problema é que a-

lém de prejuízos, essa prática pode colocar em risco a rede elétrica e o responsá-

vel pela ligação clandestina.

O que parece vantajoso para quem se utiliza desse recurso, na verdade é

crime previsto em lei no artigo 155 do Código Penal. Quem cometer este crime

pode ser condenado a uma pena que pode variar de um a quatro anos de reclu-

são, além de multa.

Mas há ainda outro risco, muito maior que ser pego: o de perder a vida.

Quem faz uma ligação clandestina, normalmente sobe em um poste com cerca de

7,20m de altura e vai acessar uma rede energizada. A pessoa pode receber uma

descarga elétrica e perder a vida imediatamente.

http://www.clamper.com.br/blog/page/3 acessado em 10/12/2013 as 09:43

OBJETIVOS

1. Compreender os cuidados com a eletricidade

2. Identificar situações que podem causar choques elétricos.

TEXTO INTRODUTÓRIO

O “gato” é uma gíria (categoria nativa) utilizada para fazer referência a

qualquer tipo de ligação clandestina nos mais diferentes setores, desde energia

elétrica, TV a cabo, água e internet. No futebol, assume um significado diverso,

mas também de caráter ilícito: relaciona à falsidade ideológica. É um artifício utili-

zado para driblar a divisão dos jogadores em faixas etárias, que consiste em falsi-

ficar a documentação de um jogador para que ele seja apresentado como mais

jovem do que de fato é.

Gastando muito com energia elétrica? Quer fazer um "gato"?

elgservicos.blogspot.com.br/2011/09/gastando-muito-com-energia-

eletrica.html

Já ouvi muitas pessoas afirmarem que vão fazer um "gato" pra usar ener-

gia elétrica sem pagar, porque a energia está muito cara e que a concessionária

está "roubando", etc...

Aqui vai uma dica: NÃO FAÇA ISSO!

Dou essa dica baseado em 2 argumentos:

1º) O que pretende fazer é ROUBO, FURTO... Você quer ser reconhecido

como LADRÃO?

2º) Você vai ser pego mais cedo ou mais tarde, inevitavelmente... Não há

como ROUBAR energia da concessionária sem ser pego.

É claro que nessas alturas do campeonato já deve ter aparecido algum

"artista" lhe prometendo um "esquema infalível que os fiscais nunca vão desco-

brir"... Tudo mentira!

A energia elétrica tem uma característica que favorece a concessionária:

Ela precisa de um meio físico para se mover.

Então a não ser que o "eletricista artista" tenha descoberto uma maneira

da energia "saltar" da rede pública para dentro de sua casa ou empresa, sem usar

os cabos da rua, os fiscais só o que tem a fazer é instalar um medidor simples no

próprio poste e observar as leituras entre o medidor deles e o seu, para constatar

o ROUBO e enquadrá-lo.

A multa também não é leve.

Depois do enquadramento o "ladrão" é obrigado a deixar uma equipe téc-

nica avaliar tudo que se tem instalado na unidade, em condições de utilização

(mesmo que não use com frequência), e será "estimado" um consumo mensal. O

valor estimado será multiplicado por 36, pois se estima que o ladrão está rouban-

do energia há 36 meses e deve pagar todo o retroativo, sob pena de ter a energia

cortada de imediato, além da multa que é baseada na carga instalada.

Vários equipamentos são usados nesse processo de roubar energia...

Circuitos paralelos, manipulação do medidor, contactores, programadores horá-

rios, sensores de tudo quanto é tipo... mas afirmo como técnico, não tem como

não ser pego.

A melhor maneira de se gastar menos é simplesmente usando menos ou fazendo

uma revisão em sua instalação elétrica, através de um estudo de cargas e distri-

buição, um bom aterramento, sistemas de proteção e o velho e eficaz bom senso

na utilização dos aparelhos elétricos.

QUESTIONÁRIO SOBRE OS VÍDEOS DA LIGHT DE 2010 E 2011 ACERCA

DOS “GATOS DE LUZ”

1) O que significa a informação kWh nas “contas de luz”?

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2) É correto dizer “contas de luz”, do ponto de vista da Física? Justifique.

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3) Cite os riscos para as pessoas que fazem os “gatos de luz”. _________________________________________________________________

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4) Quais são as consequências para a vizinhança dos “gatos de luz” na rede elé-trica?

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________________________________________________________________

5) O que ocorreria caso não existissem “gatos de luz”? _________________________________________________________________

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6) Em um dos vídeos, o funcionário da Light disse: “Aqui é o nosso Centro de

Controle de Medição, que mede minuto a minuto o consumo dos clientes”. Qual é

a grandeza física relacionada com o “medir minuto a minuto o

consumo dos clientes”?

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7) Fazer “gatos de luz” é legal ou ilegal? O que pode ocorrer com quem for pegue

fazendo “gatos de luz”?

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8) Por que se diz que os “gatos de luz” prejudicam o meio ambiente? _________________________________________________________________

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9) O que você pensa sobre as pessoas que fazem os “gatos de luz”? _________________________________________________________________

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Referencias 1) Conexão Light – Perdas. 2010.

Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=MNs8Lqq7VWs. Acesso em: 08

Dezembros 2013;

2) Conexão Light – Gatos. 2011.

Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=OgirWby83dU. Acesso em: 08

Dezembros 2013;

3) elgservicos.blogspot.com.br/2011/09/gastando-muito-com-energia-eletrica.html.

Acesso em: 08 Dezembros 2013;

4) Atividades Experimentais no Ambito do PIBID/ UFRJ – FÍSICA. XX Simpósio

Nacional de Ensino de Física São Paulo, SP - 21 a 25 de Janeiro de 2013.

REFERENCIA BIBLIOGRAFIA

1. SANTOS, Kelly Vinente dos. Fundamentos de Eletricidade. Manaus: Centro de

Educação Tecnológica do Amazonas, 2011. 130 p.

2. http://www.fisicavivencial.pro.br/fisica-vivencial/sf. Acessado em 12/11/2013 às

15:30 min. Dowloands – F2 - 221SF - CIRCUITOS ELÉTRICOS - ver seção de

vídeos.

3. http://www.fisicavivencial.pro.br/fisica-vivencial/sf. Acessado em 12/11/2013 as

15:37min. Dowloands F2 – 22SF - CONSTRUINDO E TESTANDO CIRCUITOS

ELÉTRICOS

4. http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/isolantes-eletricos/corrente-eletrica-

1.php (acessado em 12/11/2013 as 15:51 min.)

5. Site: : phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics) acessado em

12/11/2013 as 16:27 min.

6. http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/isolantes-eletricos/resistencia-

eletrica.php (acessado em 12/11/2013 as 15:41min.)

7. LIVEIRA, Augusto C. C. de; LIMONGI, Leonardo; CHAVES, Daniel. Práticas de

Circuitos Elétricos 1. Recife: Universidade Federal de Pernambuco, 2011.

8. PAULA, Helder de Figueiredo e. Atividades em um laboratório virtual de eletri-

cidade. 2011. 32 f., UFMG Belo Horizonte, 2011.

9. Crocodile Clips 3.5 free em http://downloadwithoutsin.net/descargar-crocodile-

clips-3-5/ acessado em 12/11/2013 as 16:27min.

10. VALENTE, José Armando (org). O computador na Sociedade do Conheci-

mento. Campinas: UNICAMP/NIED, 1999.

11. SOUSA, João José F. et al. Atividades Experimentais no Âmbito do: PI-

BID/UFRJ - FÍSICA. In: XX SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA,

20., 2013, São Paulo. Prodocência. São Paulo: UFRJ, 2013. p.01 – 155

12. elgservicos.blogspot.com.br/2011/09/gastando-muito-com-energia-

eletrica.html

13. Conexão Light – Perdas. 2010. Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=MNs8Lqq7VWs. Acesso em: 08 Dezembros 2013;

14. Conexão Light – Gatos. 2011. Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=OgirWby83dU. Acesso em: 08 Dezembros 2013.

15. http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ele08.htm Projeto Experimentos

de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/Bauru (adaptado 09/12/2013