• Compreender como a corrente e a tensão estão relacionados na lei de Ohm. • Diferenciar um resistor Ôhmico de um resistor não Ôhmico.

Uma aula de 50 minutos.

Conceito de relações diretamente proporcionais e equações matemáticas de forma geral.

Desenvolvimento da atividade

Motivação / Introdução: (10 minutos)

Com o objetivo de motivar e despertar o interesse dos estudantes para este novo aprendizado, o professor pode começar a aula trabalhando dois elementos:

•   Elemento Histórico >> A descoberta deste fenômeno pelo alemão Georg Simon Ohm (1787 – 1854) no início do século XIV.
•  Elemento fenomenológico >> Todo resistor dito ôhmico obedece a uma relação direta entre diferença de potencial e corrente, onde aumentando a diferença de potencial aplicada neste resistor, para uma dada resistência, a corrente medida neste resistor também aumenta. Se dobrarmos a diferença de potencial aplicada a corrente também dobrará. 

Trabalhando a teoria no quadro: (20 minutos)

O professor pode trabalhar esta teoria do seguinte modo: considere uma pilha com suas extremidades conectadas a um resistor, por meio de um fio condutor. Neste circuito fechado, colocamos um voltímetro ligado em paralelo a este resistor, para medir a diferença de potencial. Para completar nosso aparato experimental imaginário, podemos cortar em algum ponto o fio e conectar um amperímetro em série ao circuito. Com este sistema montado, acompanharemos os valores de tensão e diferença de potencial que estão presentes no resistor. Com as duas extremidades do fio condutor ligados à pilha podemos obter a medida da tensão e da corrente no fio que devem corresponder a valores V e i. Aumentando-se a corrente, acoplando uma nova pilha neste sistema, teremos então o dobro do valor para a corrente (2i) e surpreendentemente notamos, através da leitura no multímetro, que a diferença de potencial também foi multiplicada por dois. Desta forma, se colocarmos uma terceira pilha, novamente conseguiremos aumentar a corrente por algum fator e consequentemente a tensão também será elevada por este mesmo fator. Com base em um experimento semelhante, Georg Simon Ohm propôs uma lei matemática que descreve este fenômeno. A lei de Ohm pode ser escrita como

Nesta equação R é uma constante de proporci onalidade, que é a resistência do material. Assim, dizemos que um dado resistor é um resistor Ôhmico, quando este, obedece à equação acima, ou seja, quando ele obedece à lei de Ohm.

Proposta de Atividade: (20 minutos)

Para que os estudantes possam internalizar o conceito aprendido, apresentamos a seguinte proposta de atividade:
Utilizando uma sala com computadores, o professor pode mostrar o seguinte laboratório virtual:

Acesse a simulação clicando na figura.

Neste aplicativo, os estudante poderão compreender como a lei de Ohm funciona na prática. Nos controles podemos alterar o valor da diferença de potencial e da corrente, em escalas de 10 ou 3, dependendo da opção. Uma vez escolhido em qual faixa de intensidade cada um vai trabalhar, podemos aumentar a resistência ou a diferença de potencial e observar que a corrente irá diminuir ou aumentar, obedecendo assim à lei de Ohm.

Lei de Ohm: http://www.walter-fendt.de/ph11br/ohmslaw_br.htm Neste aplicativo os estudantes poderão observar como a lei de Ohm funciona na prática. Veremos que para um valor de resistência e um valor limite para a corrente suportada pelo amperímetro, poderemos acompanhar a relação direta entre diferença de potencial e corrente: quando a diferença de potencial aumenta, a corrente também aumenta.

Para avaliar o aprendizado dos estudantes nesta aula, o professor pode passar alguns problemas envolvendo circuitos e pedir que calculem alguma grandeza de interesse, a corrente, a tensão ou a resistência. Esta proposta de avaliação verificará se o estudante compreendeu corretamente a dinâmica por trás da relação entre corrente, tensão e resistência na lei de Ohm.