- Identificar o valor de resistores através do código de cores;

- Diferenciar em circuitos elétricos simples a associação de resistores em série e em paralelo, assim como encontrar o valor da resistência equivalente;

- Conhecer e aplicar as Leis de Kirchhoff na instalação elétrica de uma maquete.

15 horas/aula

·         Carga elétrica e corrente elétrica;

·         Lei de Ohm;

·         Resistência elétrica e resistividade;

·         Medidores elétricos;

·         Símbolos convencionais;

PREPARAÇÃO DA AULA:

Esta aula utilizará a rede social Facebook como ferramenta pedagógica. Assim, o professor deverá criar uma conta para a turma nesta rede social e certificar-se de que todos os alunos sejam adicionados. Será necessário que todos os alunos possuam um email pessoal. Sugere-se, então, que esta etapa seja realizada junto com os discentes antes de iniciar as atividades dessa aula. O docente poderá utilizar um projetor data-show para que todos visualizem seus passos e participem deste processo. Tutorais para a criação de uma conta no Facebook são indicados nos recursos complementares.

 

ATIVIDADE 1: O mundo colorido dos resistores

 

INSTRUÇÕES INICIAIS

Nesta atividade serão necessários computadores com acesso a internet, caderno e lápis ou caneta para possíveis anotações. O professor deverá acordar com os alunos a divisão da turma em grupos e o respeito aos colegas, assim como a participação de todos na tarefa realizada na rede social.

 

1.1 A invenção do código de cores

O professor começará a aula apresentando aos alunos a imagem do circuito eletrônico da figura 1. Em seguida, deverá então ser indagado aos alunos onde, neste circuito, estão os resistores.

 

Figura 1: Circuito eletrônico para identificação de resistores.

Fonte: http://www.qsl.net/ea3cno/ind_tcvr.htm.

 

O docente perguntará aos alunos se eles perceberam que todos os resistores possuem anéis coloridos em sua superfície, e continuará com as seguintes questões:

 

- Estes anéis são apenas para deixar os resistores mais atrativos para os compradores?

- Para quê servem os anéis?

- Em uma fábrica destes pequenos componentes, como poderíamos identificá-los?

- Por que não escrever os valores das resistências na sua superfície?

Após esta conversa introdutória, o professor convidará os discentes a conhecer mais sobre o código de cores dos resistores. Como fazer a leitura das cores sobre um resistor? Esta dúvida está representada pela figura 2.

Figura 2: Como interpretar os anéis coloridos sobre um resistor?

Fonte: http://www.te1.com.br/2010/02/como-identificar-codigo-de-cores-para-resistores-de-4-e-5-faixas/#axzz2J6OuLyTp

 

1.2 Conhecendo o significado de cada cor

O professor dirá aos alunos que cada cor representa um número, como especificado na figura 3, e pedirá que os alunos visitem e leiam o site Resistores, no endereço eletrônicohttp://www.labeletronica.com/eletronica-para-informatica/resistores.

 

Figura 3: Tabela de código de cores.

Fonte: http://pu1lpc.blogspot.com.br/2012/07/codigo-de-cores-de-resistores-em-uma.html

 

Este site é bem objetivo e sugerido apenas para despertar a curiosidade dos alunos. O professor deverá trabalhar com os alunos o mesmo exemplo do site, assim como um segundo exemplo. Observe se os discentes compreenderam o sentido do numeral que representa a tolerância (a definição do termo “tolerância” está clara para a turma?).

A turma será dividida em grupos, cujo o número de integrantes deverá estar apropriado com o número de computadores no LIE e o posicionamento dos alunos em frente ao computador. Cada grupo abrirá o arquivo contendo a imagem da figura 4, que será preparado previamente pelo professor para este momento. Esta imagem representa seis resistores os quais os grupos deverão interpretar as cores com o auxílio da tabela fornecida no site visitado anteriormente (Resistores). Ou seja, os grupos deverão encontrar os valores das resistências e anotá-las em seu caderno.

Figura 4: Conjunto de seis resistores para serem interpretados pelos discentes através do código de cores.

Fonte: Produzida pelo autor

 

Quando todas as equipes tiverem terminado a tarefa, o professor solicitará que os alunos confiram seus valores através do conversor disponibilizado no website Calculadora código de cores de resistores, no endereço http://www.searchingtabs.com/rcolor/rescolor_port.htm.

1.3 Exercitando o código de cores no Facebook

Busca-se com esta ação extrassala manter os alunos em contato com o conteúdo abordado nesta atividade por mais tempo facilitando a memorização do código de cores e exercitando a sua utilização.

Na primeira tarefa virtual, o professor solicitará que os alunos utilizem as cores para representar datas comemorativas, por exemplo, o dia da independência do Brasil: 07/09/1822 = preto violeta/preto branco/marrom cinza vermelho vermelho. O inverso também é possível, ou seja, sendo as colores postadas pelo professor e os alunos revelando a data em questão. Ficará a critério do professor utilizar esta tarefa como uma pequena competição entre os grupos. Para que todos participem, solicite que eles informem as datas de aniversário em cores e que os colegas adivinhem!

A segunda tarefa virtual será um “caça-resitores”, o docente deverá postar a figura 1 no Facebook e fazer perguntas do tipo: Quantos resistores de 4,7 KΩ existem no circuito? E onde estão localizados? Os alunos deverão converter este valor para o código de cores e tentar identifica-los no circuito contando, desta maneira, quantos são. A imagem deverá ser aberta no programa Paint (ou semelhante) e os resistores deverão ser circulados. Após salvar a imagem com outro nome, os alunos deverão postar sua resposta na rede social. Os colegas poderão contestar ou concordar com o grupo que publicou primeiro. A equipe que obtiver uma resposta diferente deverá publicá-la também.

Observando a figura 1, o professor poderá gerar quantas perguntas julgar conveniente.

 

ATIVIDADE 2: Associação de resistores em série e paralelo: qual a diferença?

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE:

Para o desenvolvimento desta atividade, serão necessários computadores com o objeto educacional disponibilizado, caderno e caneta ou lápis para anotações. Deverá ser acordado com os alunos que todos tenham direito a participar ativamente da atividade, principalmente na manipulação do computador durante a utilização do laboratório virtual, assim como o respeito a opinião dos colegas.

ORIENTAÇÕES QUANTO AO USO DO SOFTWARE:

O objeto educacional Eletricidade - Construindo e testando circuitos elétricos, que tem sua interface mostrada na figura 5, é um recurso muito rico que aborda a associação de resistores em série e paralelo, o cálculo de resistências equivalentes para ambas as associações, assim como trabalha o uso de equipamentos de medição elétrica. Isto é feito através de vídeo, teoria e desafios a serem realizados em um laboratório virtual. O download pode ser realizado no site http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=31230. Entretanto, este recurso também pode ser acessado online clicando na opção “Visualizar Recurso”.

 

Figura 5: Interface do objeto educacional Eletricidade - Construindo e testando circuitos elétricos. No laboratório virtual, os componentes eletrônicos são arrastados para sua posição no circuito (A) e, ao ligar o circuito clicando no interruptor, o voltímetro e amperímetro fornecem as leituras (B).

Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=31230

 

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:

O professor explicará aos alunos que a definição de associação de resistores em série e paralelo serão abordadas através do uso de um objeto educacional. Os alunos devem se organizar em duplas ou trios no LIE e navegar nos ícones do objeto educacional seguindo a sequência Contexto - Teoria - Desafios - Produção de conhecimento - Laboratório - Mapas interativos – opções restantes. Durante o uso do laboratório virtual, todos os circuitos trabalhados deverão ser registrados pelos alunos em seus cadernos.

O professor deverá estar atento para dúvidas sobre a manipulação do objeto ou sobre o assunto abordado. E lembre-se: o recurso é apenas um facilitador! O papel mediador do professor é fundamental. Sugestão: evite dar as respostar aos discentes de uma maneira rápida. Faça-os refletir através de um exemplo ou contra-exemplo.

Após a navegação no recurso, o professor perguntará aos discentes se ainda existem dúvidas sobre o tema abordado.

Em seguida, será solicitado que cada grupo produza três imagens de circuitos elétricos utilizando os símbolos convencionais, dê valores numéricos as resistências, e encontre a resistência equivalente.

Os circuitos devem conter entre seis e oito resistores nas seguintes associações:

1.      Em série;

2.      Em paralelo;

3.      Mista.

Os cálculos devem estar desenvolvidos na imagem abaixo do circuito.

MOMENTO DO ALUNO:

Este é o momento em que os alunos realizarão a atividade proposta.

DISCUSSÃO:

Os grupos deverão apresentar aos colegas os primeiros dois circuitos produzidos. Ao final de cada apresentação os colegas darão sua opinião concordando ou não com o arranjo e cálculo apresentado. Neste último caso, justificar o porquê.

Em seguida, o professor deverá iniciar uma discussão entre os alunos perguntando: Para quê associar resistores?

Para chamar a atenção dos alunos sobre uma diferença característica entre estes dois tipos de associação, o professor deverá pergunta ainda sobre o comportamento da corrente nestas duas associações.

SISTEMATIZAÇÃO:

A sistematização desta atividade será feita calculando a resistência equivalente do circuito apresentado na figura 6. Observe que não está tão óbvio quais resistores estão em série ou em paralelo. O professor deverá usar este fato a seu favor e fazer os alunos refletirem sobre como proceder ao decorrer da resolução da questão, que deverá ser trabalhada junto com os alunos, solicitando suas opiniões, até o encontro do valor final.

 

Figura 6: Associação de resistores para sistematização do assunto.

Fonte: http://beninisenai.blogspot.com.br/2009/03/lista-3-associacao-de-resistores.html

 

Compartilhando o conhecimento no Facebook

A terceira imagem produzida na atividade pelos grupos (associação mista) deverá ser publicada no Facebook e discutida virtualmente. Solicite a participação de todos!

ATIVIDADE 3: Associação de resistores divertida e iluminada: A instalação elétrica da maquete de uma casa.

INSTRUÇÕES INICIAIS

Para o desenvolvimento desta atividade será necessário o uso de computadores com acesso a internet, caderno e lápis ou caneta para anotações. Deverá ser combinado com os alunos a dedicação e empenho das equipes na realização do projeto de eletricidade que será detalhado adiante. A formação das equipes deverá ser uma decisão do professor, podendo a escolha dos integrantes ser através de sorteio ou a critério dos alunos.

3.1Leis de Kirchhoff e o comportamento da corrente em circuitos elétricos

A atividade será iniciada com a apresentação da figura 7 aos alunos nas telas dos computadores.

 

Figura 7: Imagem de um poste de iluminação pública.

Fonte: http://www.humornaciencia.com.br/fisica/lei-kirchhoff.html

 

O professor pedirá que os alunos digam o que pensam ao olhar para este poste de iluminação pública, onde cabos chegam e saem em todas as direções. A turma deverá ser questionada se existe alguma possibilidade deste emaranhado de cabos obedecer alguma regra, fazer algum sentido.

O professor anunciará que os alunos conhecerão as leis de Kirchhoff, que tem grande relação com o exemplo do poste apresentado. Será solicitado que os alunos realizem uma pesquisa sobre estas leis visitando os sites sugeridos a seguir:

Leis de Kirchhoff

http://www.infoescola.com/eletricidade/leis-de-kirchhoff/

Estudo das rede-leis de Kirchhoff

http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/gerador/estudo_rede_leis_kirchhoff/

Lei de Kirchhoff das correntes

http://www.deetc.isel.ipl.pt/electronica/leic/fae/teoria/leis/leis_ki.htm

Leis de Kirchhoff

http://www.grupoescolar.com/pesquisa/leis-de-kirchhoff.html

Leis de Kirchhoff

http://electronicall.no.sapo.pt/electronica/geral/leisdekirchhoff.html(com simulador)

Leis de Kirchhoff

http://ensinoadistancia.pro.br/EaD/Eletromagnetismo/LeiKirchhoff/LeideKirchhoff.html

 

Os discentes deverão anotar em seus cadernos fatos relacionados às seguintes expressões:

a.       Isso é interessante;

b.      Eu já sabia disso;

c.       Eu não sabia disso;

d.      Eu não entendi.

Após o espaço reservado a pesquisa, os alunos irão conversar sobre as leis de Kirchhoff apresentando para os amigos suas anotações. Eles irão compartilhar fatos que acharam interessantes, já sabiam ou que aprenderam durante a pesquisa. O professor participará esclarecendo as dúvidas e corrigindo os alunos, caso citem conceitos físicos aplicados de maneira inadequada.

O professor finalizará a conversa pedindo que dois alunos escrevam no quadro, com a ajuda dos colegas, as leis de Kirchhoff e, em seguida, fazendo a seguinte pergunta: o que as leis aprendidas tem a ver com o poste do começo da atividade?

3.2 Projeto de física: Instalação elétrica da maquete de uma casa

Os alunos serão apresentados ao projeto final desta aula, que poderá ser apresentado em data marcada pelo professor ou na feira de ciências da escola.

A formação das equipes e distribuição de tarefas entre os integrantes poderá começar na sala de aula para que os alunos tenham a ajuda do professor na fundamentação de seus projetos. Entretanto, a construção da maquete e instalação elétrica será uma ação extrassala.

Roteiro do projeto:

1.      A seleção da planta baixa da maquete: os grupos realizarão uma pesquisa na internet utilizando as palavras “planta baixa casa” selecionando a ferramenta imagem, com tamanho médio ou grande. Em acordo, os integrantes da equipe deverão selecionar uma planta baixa, tipo aquela vista na figura 8, que será utilizada como base para a construção da maquete. A equipe deverá salvar a imagem, assim como o endereço do site que a encontrou, e enviar para todos os integrantes via email.

 

Figura 8: Planta baixa de uma casa.

Fonte: http://www.smonline.com.br/moradasestacaodasflores/?page_id=19

 

1.      Planejar a instalação elétrica: a equipe deverá abrir o arquivo da planta baixa da casa em um programa editor de imagem (tipo o Paint no sistema operacional Windows) e desenhar a posição onde serão ligadas as lâmpadas, o percurso dos fios e o local da fonte de alimentação. Os alunos deverão estar cientes que as lâmpadas funcionam como resistências que serão arrumadas em associações em série e paralelo para a iluminação da casa. No projeto de iluminação deverá constar também indicações sobre as leis de kirchhoff.

2.      Mão-na-massa: A partir deste momento os procedimentos serão extrassala, como a construção da maquete (ver figura 9 como exemplo), que terá as paredes externas e o teto da casa feito com material transparente.

 

Figura 9: Modelo de maquete. Observe que o projeto desta aula exige as paredes externa e o teto feitos de material transparente.

Fonte: http://organizeassim.blog.uol.com.br/limpeza/

 

Uma lista de materiais pode ser vista na figura 10 abaixo e repassada para os alunos:

Figura 10: Lista de materiais para a fabricação da maquete e instalação elétrica.

Fonte: Produzida pelo autor

 

3.3Divulgando o projeto na rede social

Como as maquetes prontas, os alunos deverão publicar na rede social o plano da instalação elétrica feito na planta baixa da casa e fotos da maquete com vista de cima e laterais.

Os colegas deverão curtir as produções dos outros grupos e tentar adivinhar quais lâmpadas estão em série e em paralelo.

Sugestões de links para alunos

Entenda como funciona o Facebook

http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL1313595-6174,00-ENTENDA+COMO+FUNCIONA+O+FACEBOOK.html (Sugestão do Portal do Professor).

Como fazer vídeos:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/conteudoJornal.html?idConteudo=387

 

Sugestões de links para professores

Facebook para Educadores                                            

http://educotraducoes.wordpress.com/2012/05/06/facebook-para-educadores/

Criar conta Facebook

http://www.criarblogs.net/criar-conta-facebook/

Tutorial: Facebook criar conta

http://www.youtube.com/watch?v=Zw7XHn0906E

Entenda como funciona o Facebook

http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL1313595-6174,00-ENTENDA+COMO+FUNCIONA+O+FACEBOOK.html

Como usar as redes sociais a favor da aprendizagem

http://revistaescola.abril.com.br/gestao-escolar/redes-sociais-ajudam-interacao-professores-alunos-645267.shtml (Sugestão do Portal do Professor).

 

Links do portal que podem ser consultados pelo professor no planejamento de sua aula

Como fazer vídeos:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/conteudoJornal.html?idConteudo=387

 

Observação: TODOS OS SITES DESTA AULA FORAM ACESSADOS EM 26/01/2013.

Na atividade 1, o professor deverá avaliar se os alunos entenderam a lei de Faraday analisando a conclusão que eles apresentaram após a realização do experimento e no momento de discussão depois da pesquisa, além da relevância dos comentários na rede social e dos mapas conceituais elaborados pelas equipes. Na atividade 2, o docente deverá verificar se a aplicação da indução elétrica na produção de energia elétrica ficou clara para os alunos através da construção do gerador e do modo como os discentes explicam seu funcionamento nos vídeos. Na atividade 3, deverá ser averiguado se os alunos assimilaram o conceito de transformação/conservação de energia ao utilizar o objeto educacional que aborda a conversão de outras formas de energia em energia elétrica, assim como a segurança com que os grupos aplicaram o conteúdo exposto na aula na criação de sistemas que utilizem a indução na geração de energia elétrica.