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A relação das descargas elétricas e o Potencial elétrico

 

29/06/2010

Autor e Coautor(es)
ANDREA MARQUES LEAO DOESCHER
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PRESIDENTE PRUDENTE - SP UNOESTE COLEGIO ENSINO MEDIO E PROFISSIONAL

Bruno Pagliarani Mattiazzo, Paloma Alinne Alves Rodrigues e Erwin Doescher

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo Ciências Naturais Visões de mundo
Educação de Jovens e Adultos - 1º ciclo Estudo da Sociedade e da Natureza Seres humanos e o meio ambiente
Ensino Médio Física Equipamentos elétricos e telecomunicações
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo Ciências Naturais Terra como espaço para a vida
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

* O conceito de Potencial Elétrico;

* Como as descargas elétricas ocorrem no nosso cotidiano;

* Aprimorar as capacidades crítica, analítica e argumentativa dos alunos relacionadas às temáticas de Eletromagnetismo.

Duração das atividades
Aproximadamente 100 minutos, duas (2) aulas.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

* Campo Elétrico.

Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas serão:

• Aula interativa;

• Aula conceitual;

• Uso do Laboratório de Informática e a Sala de Vídeo.     

Motivação:

O professor deverá iniciar a aula solicitando aos alunos que se organizem em grupos de até três (3) integrantes. Estando organizados na sala de aula, o professor deverá estimular a curiosidade deles sobre o tema a ser estudado (Eletromagnetismo), questionando-os sobre o que é uma descarga elétrica (Fig. 1) entre dois pontos distintos.   

Figura 1 – Descarga elétrica entre dos fios.

Imagem disponível em: http://www.kronjaeger.com/hv/hv/exp/jacob/pt1_l.jpg. Acesso em: 01 Jun. 2010.        

Neste momento, discuta com os alunos sobre os tipos de descarga elétrica são possíveis de serem formadas em pontos distintos - exemplos: entre dois fios, entre uma nuvem e uma árvore etc. Para isto, o professor poderá fazer perguntas aos alunos, como por exemplo, um raio vai de cima para baixo ou de baixo para cima?

Após isto, o professor deverá dizer que eles poderão compreender como ocorrem as descargas elétricas no decorrer das aulas.    

Atividade 1

Dando prosseguimento à aula, os alunos deverão estar na sala de computação (Laboratório de Informática), pois nesta atividade o professor deverá distribuir a cada grupo uma das reportagens sugeridas abaixo (Figs. 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8).

Sugerimos que cada grupo trabalhe com uma reportagem distinta dos demais (grupos).     

Figura 2 – Reportagem "Raios 'apagam' semáforos em Vitória".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/04/raios-apagamsemaforos-em-vitoria.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 3 – Reportagem "Raio atinge casa e deixa dois feridos em Pernambuco".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/04/raio-atinge-casa-e-deixa-dois-feridos.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 4 – Reportagem "Raio destrói antena da rádio Shalom e tira emissora do ar".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/04/raio-destroi-antena-da-radio-shalom-e.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 5 – Reportagem "Condomínios cariocas não se protegem contra tempestades".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/04/condominios-cariocas-nao-se-protegem.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 6 – Reportagem "Galpão pega fogo após chuva com raios em SC".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/03/galpao-pega-fogo-apos-chuva-com-raios.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 7 – Reportagem "Raio atinge guarita de salva-vidas em praia do RS e fere duas pessoas".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/01/apagao-desta-semana-foi-causado-por.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 7 – Reportagem "'Apagão' desta semana foi causado por raios durante chuva forte".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/01/raio-atinge-guarita-de-salva-vidas-em.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 8 – Reportagem "Dois trabalhadores morrem atingidos por raio no interior de SP".

Imagem disponível em: http://raiosnews.blogspot.com/2010/01/dois-trabalhadores-morrem-atingidos-por.html. Acesso em: 01 Jun. 2010.        

Observação: O professor deverá providenciar cópias, em números suficientes aos alunos das matérias jornalísticas.      

Feito isto, o professor deverá pedir para que cada grupo leia e discuta a matéria jornalística que recebeu, de acordo com o roteiro postado abaixo.      

Roteiro de Leitura e Discussão em Grupo:

  • Sobre o que (tema) a reportagem que o grupo recebeu fala? Quais os pontos que chamaram atenção do grupo? Por quê?
  • O raio (Fig. 9) é uma descarga elétrica? Por quê e qual motivo?
  • O raio sempre procura um ponto mais alto ou mais baixo de uma área?
  • Como poderíamos evitar os danos causados pelos raios?   

Figura 9 – Imagem de um Raio.

Imagem disponível em: http://www.presenteparahomem.com.br/wp-content/uploads/2010/02/raios-mentiras-verdades-834.jpg. Acesso em: 01 Jun. 2010.        

Após os grupos terem analisado e discutido as reportagens em questão, o professor deverá pedir para que cada grupo exponha para todos as respostas que deram às questões do roteiro de discussão, de forma a socializar as informações, bem como para que eventuais dúvidas sejam esclarecidas e conceitos errôneos sejam revistos e corrigidos!      

Na próxima atividade será relacionado a formação de raios com o Potencial Elétrico e o Campo Elétrico, dois conceitos importantíssimos no estudo do Eletromagnetismo.   

Atividade 2

Neste momento, o professor deverá pedir para que os alunos explorem o recurso "Campo Elétrico e Diferença de Potencial", postado abaixo, o qual possibilita o estudo dos conceitos do Eletromagnetismo. Destacamos que o Recurso se trata de um Objeto de Aprendizagem (OA) – que são ferramentas auxiliares no processo de ensino e aprendizagem de conceitos disciplinares, disponíveis na Internet (BECK, 2002 apud WILEY, 2002).      

Recurso: Campo Elétrico e Diferença de potencial

Link do Recurso no Portal do Professor: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742         

Observamos que, mesmo estando em grupos, é importante que todos os alunos possam ter a oportunidade de explorar o recurso e que venham a ter um tempo razoável para isto.      

Neste recurso, os alunos visualizarão a criação de um Campo Elétrico e a demonstração da diferença de Potencial Elétrico entre dois pontos (placas).

Inicialmente os alunos visualizarão uma tela de abertura (Fig. 10).   

Figura 10 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

Para iniciar a exploração do recurso, peça para que os alunos cliquem no ícone “Laboratório Virtual” (Fig. 11).   

Figura 11 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

Após eles selecionarem a opção “Laboratório Virtual”, aparecerá uma tela representando um experimento (Fig. 12), a qual pode ser alterado os dados pelo usuário.   

Figura 12 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

Sugerimos que, a partir desse ponto, o professor oriente os alunos com as seguintes recomendações:   

  • Cliquem sobre a fonte de tensão e liguem-na em 10 V (Fig. 13).   

Figura 13 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

  • Conectem o eletrodo negativo do multímetro ao eletrodo negativo da cuba com ajuda do mouse (Fig. 14).   

Figura 14 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

  • Coloquem o eletrodo positivo do multímetro sobre a água (Fig. 15).   

Figura 15 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

  • Percorram a cuba horizontalmente ponto a ponto, a cada centímetro, e meçam a tensão no voltímetro (Fig. 16).   

Figura 16 – Imagem do recurso “Campo Elétrico e Diferença de potencial”

Imagem disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=27742. Acesso em: 01 Jun. 2010     

Com esta parte da atividade completada, deixe com que os alunos interajam com o recurso durante um determinado tempo, sugerimos que esta interação dure no máximo dez (10) minutos.   

Para finalizar esta atividade, sugerimos a promoção de uma discussão com os alunos sobre os resultados dos experimentos realizados. Abaixo sugerimos algumas questões para nortear este momento.   

Questões sugeridas:

  • O que acontece com os valores da Tensão Elétrica (V), quanto se aproxima o eletrodo positivo do voltímetro à placa positiva da fonte?
  • A variação da Tensão Elétrica com a distância da placa positiva da fonte é constante?
  • Quanto maior a Tensão Elétrica (V) é mais fácil ou não obter uma descarga elétrica?
  • Como um raio consegue produzir uma descarga elétrica, sendo que está a uma distância muito grande da Terra?   

Favoreça com que os alunos compreendam que quando obtemos uma diferença de Potencial Elétrico (dois pontos com capacidades elétricas diferentes) observamos a criação de uma descarga elétrica. O Raio, por exemplo, é uma descarga elétrica de grande intensidade, pois nas tempestades as nuvens acumulam gigantescas quantidades de carga elétrica e precisam descarregá-las em algum lugar. Assim, é possível observar que estas descargas elétricas ocorrem em pontos altos, pois é o lugar mais próximo a nuvem.   

Atividade 3

Finalizando a aula, sugerimos que o professor apresente aos alunos dois vídeos de curta duração (sete minutos cada), conforme postados abaixo.   

Link do Vídeo 1: “Eletricidade Potencia Elétrico - Parte 1” (Fig. 17) http://www.youtube.com/watch?v=A1xtg7hXwII&feature=related Acesso em: 01 Jun. 2010.       

Figura 17 – Imagem do vídeo “Eletricidade Potencia Elétrico - Parte 1”.

Link do Vídeo 2: “Eletricidade Potencia Elétrico - Parte 2” (Fig. 18) http://www.youtube.com/watch?v=IiLgTmutj-s&feature=related Acesso em: 01 Jun. 2010.          

Figura 18 – Imagem do vídeo “Eletricidade Potencia Elétrico - Parte 2”.

Sugestão: o professor poderá gravar o vídeo em DVD e apresentar este para os alunos na Sala de Vídeo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.      

Nestes vídeos será demonstrado o conceito de Potencial Elétrico, além de relacionar este conceito com os da Energia e do Trabalho.

Após ser apresentado os vídeos, o professor deverá esclarecer as dúvidas que, por ventura, surjam, e pedir para que os grupos façam um relatório contento tudo o que foi aprendido nesta aula.      

Este relatório deverá conter as seguintes informações:

  • O que é Potencial Elétrico?
  • Como é criada uma descarga elétrica?
  • Qual outro conceito Físico está relacionado com as descargas elétricas?
  • A formação de raio está relacionada com quais conceitos Físicos?
  • O pára-raios é um equipamento de segurança contra raios, qual é sua função e por que ele é tão eficiente?   

Peça para que os grupos façam este relatório na sala de aula e entreguem na mesma aula.

Recursos Complementares
Avaliação

Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento das atividades e avalie os relatórios entregue pelos grupos, devolvendo-os na próxima aula e discutindo com eles o conteúdo destes.

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