19/04/2009
Erwin Doescher e Bruno Pagliarani Mattiazzo
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
---|---|---|
Ensino Médio | Física | Equipamentos elétricos e telecomunicações |
As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Desenvolvimento de dois experimentos. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização dos experimentos nestas aulas.
Motivação:
Neste momento o professor deverá instigar a curiosidade dos alunos sobre o tema a ser estudado, e perguntar se eles sabem como é que o chuveiro esquenta a água do nosso banho.
Figura 1 – Chuveiro elétrico.
Imagem disponível em: http://planeta.dyndns.org/projects/shower2006/instalado.jpg. Acesso em: 31 mar. 2009
Após ouvir as opiniões dos alunos, o professor deverá dizer que esta pergunta poderá ser facilmente respondida durante estas aulas.
Atividade 1
Após a motivação, peça para os alunos formarem grupos de quatro ou cinco integrantes. Estando os alunos na sala de aula, o professor deverá entregar o recurso (que se trata de uma experiência) postado a seguir.
Recurso:
Link do Recurso no site do Portal do Professor:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/18040/efeito_quente.pdf
As experiências que serão trabalhadas nestas aulas serão de grande valia para o compreendimento do Efeito Joule, pois demonstra com experimentos simples a ação deste efeito.
Na primeira experiência (Fig. 2) poderá ser visto o efeito Joule usando o tato. Desta forma, ligaremos as duas extremidades da uma fita de papel alumínio nos pólos da pilha, estabelecendo-se uma corrente elétrica. Depois de um certo tempo a fita irá se aquecer devido à passagem da corrente elétrica. Este aquecimento é pequeno e somente será percebido pelo sentido do tato, numa região do corpo sensível a pequenas temperaturas. Como por exemplo, as costas da mão, o punho, etc.
Figura 2 – Fita de alumínio ligada nos pólos de uma pilha.
Na segunda experiência (Fig. 3) será visualizada o efeito Joule na queima de uma palha de aço por causa da corrente elétrica de uma pilha. Quando a corrente elétrica que sai dá pilha chega à palha de aço pelos fios, ela aquece uma pequena região da palha onde os fios estão ligados, mas a palha não é queima totalmente no inicio. Como a palha de aço é um emaranhado de filamentos, um queima o outro sucessivamente até que todo o pedaço de palha esteja queimado.
Figura 3 – Representação da experiência 2.
Observamos que a lista de materiais necessários para a realização destas experiências encontra-se na Tabela 1 abaixo.
Tabela 1 – Lista de Materiais
Materiais | Comentários |
Palha de aço | Quanto mais fina for a espessura dos fios da palha de aço, melhor. Os usados para lavar louças de cozinha são bons. |
Pilha | Uma pilha comum de 1.5 Volts será suficiente. |
Papel alumínio | Papel alumínio comum, usado na cozinha. |
Fio para conexões | O fio deve ser fino e condutor de eletricidade. Estes fios podem ser encontrados em aparelhos elétrico-eletrônicos velhos. Ou podem ser comprados em casa de material elétricos ou eletrônicos. |
Porta Pilhas e Fios de Conexão (jacaré) | Estes equipamentos são opcionais. O funcionamento do experimento não será prejudicado, na falta destes. |
Em relação à montagem dos experimentos, o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:
Experimento 1
Experimento 2
Figura 4 – Fios ligados nos pólos de uma pilha.
Observações:
Visando favorecer a contextualização do tema estudado nestas aulas, sugerimos que o professor questione os alunos onde o Efeito Joule se faz presente, onde mais é possível observar este efeito e onde podemos usá-lo. Após ouvir os alunos, ajude-os a concluir que o efeito Joule está presente em todos os equipamentos (ou máquinas) que utilizam qualquer tipo de energia (elétrica, cinética, mecânica etc.), e criando energia térmica (pelo conceito do efeito Joule). São vários os aparelhos que possuem resistores e trabalham por Efeito Joule, como por exemplo, o secador de cabelo (Fig. 6), o ferro elétrico e a torradeira.
Figura 6 – Secador de cabelo.
Imagem disponível em: http://novoimages.quebarato.com.br/photos/big/5/B/12935B_1.jpg. Acesso em: 31 mar. 2009
Outra aplicação que utiliza esta teoria (Efeito Joule) é a proteção de circuitos elétricos por fusíveis (Fig. 7). Os fusíveis são dispositivos que têm com objetivo proteger circuitos elétricos de possíveis incêndios, explosões e outros acidentes. O fusível é percorrido pela corrente elétrica do circuito. Caso esta corrente tenha uma intensidade muito alta, a ponto de danificar o circuito, o calor gerado por ela derrete o filamento do fusível interrompendo o fornecimento de energia, protegendo o circuito (1).
Figura 7 – Fusíveis.
Imagem disponível em: http://www.induspelfusiveis.com.br/fusiveis_induspel_fusiveis.jpg. Acesso em: 31 mar. 2009
Questione-os também se o efeito Joule é um fenômeno bom (útil) para o homem. Após ovir as opiniões dos alunos, destaque que o efeito Joule é bom (útil) quando precisamos do calor (chuveiro elétrico, torradeira etc.), pois em aparelhos que a energia térmica não é necessária, este efeito está relacionado com perda de energia, como, por exemplo, o processador do computador, motor de um carro (Fig. 5) entre outros.
Figura 5 – Motor de carro.
Imagem disponível em: http://www.colegiosaofrancisco.com.br/alfa/historia-do-automovel/imagens/diesel-jeep-engine.jpg. Acesso em: 13 abr. 2009
Ao término das experiências é importante que o professor favoreça que os alunos compreendam que a energia possui a característica de poder existir sob várias formas (elétrica, cinética, química, térmica etc.) e ser transformada de uma forma para outra. Por exemplo, a energia mecânica que se transforma em energia elétrica numa usina hidrelétrica ou a transformação de energia elétrica em energia térmica numa resistência de chuveiro, aquecendo assim a água que envolve o resistor.
Sugestões:
Abaixo sugerimos algumas aulas sobre temas relacionados com o efeito Joule, postadas no Portal do Professor, que podem ser utilizadas para enriquecer estas aulas e ou ser utilizadas em aulas posteriores.
Transformação de Energia - http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=919
De onde vem a Energia Elétrica - http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=1381
CURIOSIDADE:
O professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: “As resistências de aquecimento são sempre construídas de fio de níquel-cromo em espiral (Fig. 8). Por que se usa essa forma de enrolamento?”.
Figura 8 – Lâmpada.
Imagem disponível em: http://www.friccoes.redezero.org/wp-content/uploads/2008/01/lampada.jpg . Acesso em: 31 mar. 2009
É importante que o professor incentive a discussão entre os alunos a respeito desta pergunta, bem como medie esta, favorecendo a formação da construção do saber de que, as resistências precisam ser compridas e ocupar espaços pequenos para que possam caber nos equipamentos de que fazem parte (2).
Referencias Bibliográficas
(1) – Efeito Joule. O Efeito Joule. Disponível em: < http://www.efeitojoule.com/2008/04/efeito-joule.html >. Acesso em: 31 mar. 2009
(2) – Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. p. 453, 2008.
Nome | Tipo |
---|---|
Efeito quente | Experimento prático |
Quatro estrelas 13 calificaciones
Denuncia opiniones o materiales indebidos!
28/11/2011
Cinco estrelasADOREI AS EXPERIENCIAS TANTO Q ATE LEVEI PRA SALA DE AULA
21/01/2011
Quatro estrelasGOSTEI UMA OTIMA AULA BEM CRIATIVA COM CERTEZA COM AULAS DESSE TIPO NOSSOS ALUNOS SÓ TERÁ VITORIAS EM SEU APRENDIZADO
24/03/2010
Cinco estrelasEstou dando apoio a outra escola estadual sendo um dos coordenadores de uma feira de ciencias que será realizada no final de novembro e esse assunto sem dúvida será abordado.
24/03/2010
Uma estrelamuito bom. Estarei utilizando este metodo nas minhas proximas aulas....
24/03/2010
Cinco estrelasexcelente.parabéns.
24/03/2010
Cinco estrelasÉ de suma importância a nossa participação neste meio com contribuições como esta colocada pela professora. parabéns por sua iniciativa !! valeu !
24/03/2010
Cinco estrelasMuito Obrigado pelos elogios!
24/03/2010
Cinco estrelasMuito legal a seguência e também a parte fenomenológica ilustrada pelos experimentos.
24/03/2010
Quatro estrelasé muito bom a leitura de um texto
24/03/2010
Cinco estrelasMuito obrigado pelos elogios, ficamos muito felizes por saber que vários professores estão utilizando e gostando desta aula. Esperamos poder fornecer mais aulas inovadoras e que possam ajudar cada vez mais vocês.
24/03/2010
Cinco estrelasparabéns.
24/03/2010
Cinco estrelasAchei ótima, me ajudou muito num trabalho de física! Explicações claras e objetivas.
24/03/2010
Cinco estrelasAchei muito boa, essa ideia, vou aplicá-la nas minhas próximas aulas, valeu msm..