Compreender o fenômeno da lei de Ohm, identificar circuitos elétricos ôhmicos através da visualização de gráficos.

Uma aula de 50 minutos

Corrente elétrica, resistores, circuitos elétricos.

 

Motivação/introdução

A lei de Ohm foi enunciada através dos experimentos com eletricidade do Físico Alemão Georg Simon Ohm(1787 - 1854), segundo essa lei, a intensidade da corrente elétrica que atravessa um condutor, é diretamente proporcional a diferença de potencial, e inversamente proporcional a sua resistência elétrica. Podemos entender a lei de ohm analisando circuitos elétricos simples, como o circuito de um chuveiro ou de uma lâmpada ligados na instalação elétrica de uma residência.

Na Sala de aula (20 min)

Nesta aula, estudaremos a lei de ohm, materiais que obedecem essa lei são chamados de materiais ôhmicos, em que a resistência elétrica do material não varia. Na indústria de equipamentos elétricos e eletrônicos, são usados componentes chamados resistores, são feitos de materiais ôhmicos, como por exemplo níquel-cromo. Numa residência temos diversos exemplos de resistores, com a lâmpada incandescente, no seu interior existe filamento de tungstênio, que é aquecido com a passagem da corrente elétrica e se ilumina, outro exemplo é o chuveiro elétrico, quando a corrente elétrica atravessa o fio, gera aquecimento, que eleva a temperatura da água até um nível confortável para o banho. A lei de ohm pode ser expressa pela equação:
U=r.i
Em que U é a diferença de potencial, r é a resistência e i a corrente. Uma forma simples para se analisar se um material é ou não ôhmico, é fazer um gráfico U x i, se o material for ôhmico, o sua resistência elétrica deve ser constante, portanto o gráfico será linear, como na figura abaixo:

Neste caso, o coeficiente linear dessa reta é a resistência elétrica do material.

Atividade no laboratório de informática.(30 min)

Para a compreensão e visualização desse fenômeno, vamos utilizar um objeto de aprendizagem chamado “circuito resistor-bateria”que permite simulação do ambiente de laboratório, o objeto encontra-se disponível no portal do professor, com ele, é possível verificar de lei de ohm, modificando a diferença de potencial ou voltagem, e a resistência do resistor conectado no circuito.
 

Na simulação, existe uma barra que indica a temperatura do resistor, e um amperímetro que indica a corrente elétrica. A voltagem pode ser regulada com valores positivos e negativos, mudando com isso o sentido da corrente elétrica. O valor da resistência pode ser escolhido na faixa de valores entre 0,2 e 0,93ohms.

 

Durante a aula, os alunos devem variar o valor da voltagem, e visualizar no amperímetro que o valor da corrente muda proporcionalmente ao valor da voltagem, respeitando a lei de ohm. E interessante pedir aos alunos para anotar os valores da voltagem utilizados, e utilizando um valor fixo da resistência, calcular o valor numérico da corrente elétrica, para a posterior construção de um gráfico U x i, para a compreensão gráfica da lei de ohm. A simulação mostra que, elevando-se o valor da voltagem, a corrente elétrica aumenta proporcionalmente, e a temperatura do resistor aumenta, esse aquecimento é observado na resistência do chuveiro, no ferro de passar, e na lâmpada incandescente, em uma instalação elétrica dimensionada erroneamente, pode provocar até incêndios devido a esse aquecimento nos fios condutores.
 

Avaliação

 

Nome	Tipo

http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/ohm/ohm.htm http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/ohm2/ohm2.htm http://www.walter-fendt.de/ph11br/ohmslaw_br.htm

A avaliação será realizada pele processo de Rubrica, e será auto avaliativa para o aluno, preenchendo o formulário a seguir, critério utilizado é o conhecimento adquirido após explorar as avaliações, utilize a tabela no final do texto.