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Potência Elétrica

 

23/09/2010

Autor e Coautor(es)
DANIEL RODRIGUES VENTURA
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VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Luís Nunes, José Marcelo Gomes, José Ângelo de Faria

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Educação Profissional Controle e Processos Industriais Técnico em Mecânica
Ensino Fundamental Final Ciências Naturais Tecnologia e sociedade
Educação Profissional Controle e Processos Industriais Técnico em Eletrotécnica
Educação Profissional Controle e Processos Industriais Técnico em Eletrônica
Educação Profissional Controle e Processos Industriais Técnico em Eletromecânica
Ensino Médio Física Equipamentos elétricos e telecomunicações
Educação Profissional Controle e Processos Industriais Técnico em Eletroeletrônica
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
  1. Como determinar a potência de aparelhos, conhecendo a tensão ao qual é ligado e a corrente que o atravessa.
  2. Como relacionar a energia consumida por unidade de tempo em diferentes aparelhos elétricos.
  3. Identificar o consumo de energia pela potência nominal do aparelho.
Duração das atividades
50 min
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
  1. Corrente elétrica
  2. Circuito simples
  3. Efeito joule
Estratégias e recursos da aula

Como se pode comparar o consumo de energia elétrica entre os aparelhos eletrodomésticos de uma residência?

Aqui você irá preparar seus alunos para entender como pode ser feita a comparação entre os aparelhos elétricos.

Potência  x Consumo de energia de alguns aparelhos

Figura 1. Selo procell que o INMETRO classifica os aparelhos que consomem menos energia. Imagem obtida de: http://www.baixaki.com.br/imagens/materias/123079031.jpg 

Atividade 1.  Comparação do consumo de energia elétrica dos aparelhos eletrodomésticos.

   

Figura 2. O chuveiro elétrico, o vilão do consumo de energia elétrica de uma residência. Imagem obtida do endereço:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0e/Chuveiro.JPG/250px-Chuveiro.JPG 

Distribua a tabela a seguir, para que os estudantes a complete. Peça a eles que procurem nos aparelhos eletrodomésticos de sua residência, onde localiza a placa que contém os dados de potência, tensão e corrente de cada aparelho. Após encontrarem a placa dos aparelhos extraiam os dados do mesmo e anote na tabela a seguir: (Como alternativa pode ser retirado os dados dos aparelhos do manual fornecido pelo fabricante ou de dados técnicos que constam nas especificações de produtos que são vendidos pela internet.)

Aparelho

Tensão em Volts (V)

Corrente em amperes (A)

Potência em watts (W)

Tempo, que fica ligado durante o mês, em horas.

Televisor

Geladeira

Chuveiro

Ferro de passar

Secador de cabelos

Ventilador

Lâmpada

Figura 3. Aparelhos eletrodomésticos comuns em uma residência, cada um deles tem uma potência. Imagem obtida do site:
http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:PPIG-Zn4eEDasM:http://www.objetivo.br/portal/img/roteiro_eletricidade.jpg&t=1 

Após o preenchimento da tabela acima, promova uma discussão em sala de aula, relacionando as anotações trazidas pelos alunos.

Questões:

  1. Qual aparelho eletrodoméstico tem maior potência em uma residência?
  2. Qual aparelho eletrodoméstico tem menor potência?
  3. Analisando os dados da tabela acima, discuta o que temos que levar em consideração para analisar o consumo mensal de um aparelho?
  4. Verifique se há uma relação entre os valores de corrente, tensão e potência para cada um dos aparelhos.
  5. Classifique, em ordem de consumo, os aparelhos da tabela acima.

Atividade 2. Como determinar a potência

Forme grupos pequenos e distribua o texto "Potência elétrica - Cálculo do consumo de energia elétrica" que pode ser obtido no endereço:
http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u36.jhtm       Neste texto são discutidas as fórmulas de potência apresentadas nas figuras 4 e 5.

Figura 4. Potência num condutor ou em um aparelho é determinada pelo produto entre a tensão, que o aparelho está ligado, e corrente. Imagem obtida do site:

http://n.i.uol.com.br/licaodecasa/ensmedio/fisica/pot/pot2.jpg

  Figura 5. A potência pode ser determinada se conhecemos a resistência e a corrente ou a tensão e a resistência. Imagem obtida do endereço:

http://n.i.uol.com.br/licaodecasa/ensmedio/fisica/pot/pot3.jpg 

Após o estudo do texto, peça os alunos para apresentarem argumentos para as seguintes afirmações:

  1. Para cada uma das afirmativas abaixo, extraia dos alunos os argumentos que reafirmam a sua veracidade.
  2. Para cada uma das afirmativas abaixo, extraia dos alunos os argumentos que poderiam tornar esta afirmativa falsa.
  3. Após a discusão das três primeiras afirmativas, já na quarta discuta a fórmula que esta na figura 4 e sua aplicabilidade.


Afirmativas verdadeiras:

  1. Um aparelho de maior potência é atravessado por uma corrente maior que outro de menor potência, quando ambos são ligados na mesma tensão (voltagem).
  2. A potência de um aparelho é proporcional a corrente que o atravessa.
  3. Quando se usa uma tensão maior para ligar um eletrodoméstico, o aparelho é atravessado por uma corrente elétrica menor.
  4. Observando a última fórmula de potência na figura 4, pode-se concluir que o chuveiro quando está funcionando em sua maior potência (inverno) ele está usando a menor resistência, uma vez que a tensão (voltagem) que ele está ligado continua a mesma.

Atividade 3. O Conceito de potência no dia a dia

3.1 Pesquisa:

Peça os alunos para realizarem uma pesquisa na sua comunidade com pelo menos nove pessoas, três com idade  até 20 anos, três entre 20 e 40 e outras três com idade acima de 40 anos. Nesta pesquisa será questionado o conhecimento que as pessoas trazem de sua vivência cotidiana sobre o conceito de potência. Nesta pesquisa será usado um rápido questionário com as três questões abaixo.

Questões para os entrevistados:

  1. Em que circunstâncias da sua vida diária, você usa o conceito de potência elétrica?
  2. O que você entende por 127 volts e 100 W,  que vem especificado em uma lâmpada?
  3. Você compara potência de aparelhos?
  • Após esta entrevista, o aluno deverá levar para a escola os resultados e socializar com os colegas durante uma discussão realizada em sala de aula.
  •  Os alunos deverão discutir as diferenças de conhecimentos entre as pessoas e as formas distintas com que descrevem a potência elétrica e outros conceitos de eletricidade como a voltagem de uma tomada.

3.2. Filme que relata o conceito de potência e sua relação com o cotidiano

Exiba na sala de vídeo ou de informática da escola o vídeo "Potência Elétrica", que pode ser acessado pelo endereço eletrônico:
http://www.youtube.com/watch?v=SKuxGDURqbE&feature=search 

3.3. Discussão e relação dos conceitos de Potência com o cotidiano

Após a discussão dos resultados da pesquisa e da exibição do filme acima, peça os alunos para relatarem a importância de se ter noção destes conceitos. Mostre a eles que esta noção de consumo, que está relacionada a potência do aparelho e tempo de uso, são importantes conhecimentos adquiridos nesta aula de física que os ajudarão na escolha de um refrigerador mais econômico. Escute o depoimento de cada um e compare o crescimento que a aula propiciou a estes alunos tornando-o um cidadão mais culto.

Recursos Complementares
  1. Um estudo de potência pode ser também realizado pelo texto “Potência Elétrica”, que pode ser acessado no site:
    http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/potencia.php      
  2. O professor pode apmpliar seus conhecimentos sobre o assunto acessando o site:
    http://www.espie.cinted.ufrgs.br/~dsbit/pdf/eletrica/cap4.pdf 
  3. Um simulado, com questões de potência elétrica pode ser obtido do endereço a seguir:
    http://www.fisicafacil.pro.br/Spotenciaeletrica.htm 
Avaliação

Após estudar potência eletrica, o aluno deverá ser capaz de:

  1. Saber como determinar a potência de aparelhos, conhecendo a tensão ao qual é ligado e a corrente que o atravessa.
  2. Saber identificar, pela potência, a energia consumida por unidade de tempo, em diferentes aparelhos elétricos.  
  3. Saber que o consumo de energia de um aparelho pode ser identificado pela potência nominal do mesmo.
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