OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE
Produções Didático-Pedagógicas
Versão Online ISBN 978-85-8015-079-7Cadernos PDE
II
Ficha para identificação da Produção Didático-pedagógica – Turma 2014
1.Título: CIRCUITO ELÉTRICO RESIDENCIAL
Autor: Edinei Baccin
Disciplina/Área: Física
Escola de Implementação do Projeto e sua localização:
Colégio Estadual Horacio Ribeiro dos Reis
Município da escola: Cascavel
Núcleo Regional de Educação: Cascavel
Professor Orientador: Prof. Dr. Valdirlei Fernandes Freitas
Instituição de Ensino Superior: UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO -
OESTE UNICENTRO
Relação Interdisciplinar:(indicar, caso haja, as diferentes disciplinas compreendidas no trabalho)
Resumo:
(descrever a justificativa, objetivos e metodologia utilizada. A informação deverá conter no máximo 1300 caracteres, ou 200 palavras, fonte Arial ou Times New Roman, tamanho 12 e espaçamento simples)
A ideia de trabalhar circuito elétrico em física com
os alunos da terceira série do ensino médio
possibilita ao professor que se disponha a aplicar
as atividades de conhecimento com seus alunos,
em situação real na sala de aula, remetendo ao
cotidiano vivido por eles no seu dia a dia, pois
devemos valorizar o conhecimento que eles trazem
de casa. Neste trabalho pretendo desenvolver, a
implementação de um projeto de circuito elétrico
residencial, utilizando materiais para teste de
circuito elétrico como maquete e dispositivos
elétrico.
Palavras-chave(3 a 5 palavras) Circuito Elétrico, corrente elétrico.
Formato do Material Didático: Maquete
Público: (indicar o grupo para o qual o material didático foi desenvolvido: professores, alunos, comunidade...)
ALUNOS DO 3° ANOS DO ENSINO MÉDIO
2. APRESENTAÇÃO
O trabalho no formato de Unidade Didática foi realizado pelo professor do PDE de
2014 Edinei Baccin na disciplina de Física, tendo como objetivo a utilização de uma do
Circuito Elétrico, mais expecificamente residencial, com intuito de aprefeiçoar os conceitos
dos alunos do 3º ano do Ensino Médio do Colégio Estadual Horacio Ribeiro dos Reis da
cidade de Cascavel.
A expectativa é que os alunos posam aprender e se necessario for, ultilizar a forma de
conecção para um circuito elétrico residêncial. Esta unidade didática propõe que o
encaminhamento seja realizado por meio de um experimento (o modelo de maquete como
mostra a foto no anexo 2) aproveitando seus conhecimentos já adquiridos de outros sistemas,
caso já, para aprimorar sua percepção.
Todos os tópicos produzidos nesta unidade estão voltadas em especial para que os
alunos do 3º ano, sendo eles beneficiados por aula diferenciada, dinâmica de uma forma
mesclada, seguindo uma sequência lógica para atender ao estudo da conecção de um circuito
elétrico residencial.
3. INTRODUÇÃO
O objetivo deste trabalho e apresentar os meios que será aplicado o projeto de Circuito
Elétrico Residencial. Onde não constituem novidades dos que já conhecemos, mais com
certeza, tais montagem servirá de base para os nossos alunos do 3º ano. Além disso, não
menos importante, eles servirão para consolidar o manuseio dos componentes eletrônicos,
suas identificações, seus códigos de leitura, suas propriedades, funcionamento, etc. As
alterações dos valores dos componentes nestes circuitos, ou seja, a experimentação
propriamente dita é exatamente o que os torna útil. Os professores de tais Cursos poderão
incluir detalhes e cálculos em todos eles.
Hoje se discute a importância da eletricidade, onde devemos lembrar que ela sempre
vai estar ligada a matéria, e com as propriedades, as quais conduzem corrente elétrica em
determinados materiais. A condutividade elétrica que, por exemplos, difere de um material
para outro. Sendo alguns materiais bons condutores elétricos, outros não.
A ideia de trabalhar circuito elétrico em física com os alunos da terceira série do
ensino médio possibilita ao professor que se disponha a aplicar as atividades de conhecimento
com seus alunos, em situação real na sala de aula, remetendo ao cotidiano vivido por eles no
seu dia a dia, pois devemos valorizar o conhecimento que eles trazem de casa.
Entretanto, devemos ressaltar a importância para que se tenham alguns conhecimentos
prévios. Como exemplo, a corrente elétrica, que é o movimento ordenado das partículas
eletricamente carregadas de elétrons as quais circulam por um condutor. Quando entra nas
extremidades desse condutor uma diferença de potencial, ou seja, tensão o movimento das
partículas carregadas ocorrem em outras palavras, a tensão elétrica pode ser entendida como
uma "força" responsável pela movimentação dos elétrons. Os elétrons e a corrente elétrica não
são visíveis a olho nu, mas podemos comprovar sua existência conectando, uma lâmpada a
um terminal gerador de corrente elétrica. Todo este estudo se dará na produção de maquetes,
mostrando os terminais do filamento da lâmpada, que caso exista uma diferença de potencial
com circulação de uma corrente elétrica, a lâmpada irá acender.
Dentre o contexto elétrico, o experimento proposto, “circuito elétrico residencial”, será
mais fácil demonstrar aos nossos alunos, o funcionamento de uma corrente elétrica em suas
residências. É possível também desenvolver conceitos de tensão elétrica, potência elétrica,
resistência elétrica, como também aqueles conceitos da eletrostática de carga, força, campo,
utilizado um contexto significativo.
4. OBJETIVO
Dentro de todas as perspectivas, o Circuito Elétrico Residencial, vem como meio de
desenvolver um sujeito critico e científico no processo do ensino e aprendizagem da física,
utilizando as pratica laboratorial e o manuseio dos exercícios como o uso de um circuito
elétrico.
A capacidade do aluno será verificada em interpretar um circuito elétrico residencial,
seguindo os passos citados abaixo:
● O primeiro passo é aplicar um questionário para ter base do conhecimento que os alunos
tem em relação ao circuito elétrico residencial (anexo 1);
● O segundo passo será apresentada os conteúdo descritivo do circuito elétrico;
● Logo após será exposto em maquete, onde os alunos iram reconhecer o ambiente estudado,
e os mesmos terão a explicação do funcionamento do circuito elétrico residencial em uma
casa, e em todos os cômodos necessários, através de atividades de desenhos. (anexo 2),
● Quando os mesmo tiverem reconhecido o ambiente estudos sobre circuito elétrico (geral/
residencial), eletrostática (anexo 3), eletrodinâmica (anexo 4) e Energia e potência da corrente
elétrica (anexo 5) será esticado para que os alunos identifique como será feito a ligação de
uma lâmpada, chave, bocal e tomada, através das explicações e exercícios, explicando
também o funcionamento de uma chave geral, e mostrando a rede com os fios positivos e
negativos e como vão ser ligados. (Lembro que os anexos 3, 4 e 5 traz um breve relato dos
seus conteúdos, precisando ser acrescentado conforme a turma e a necessidade do professor).
● Ao final de todo explicação que foi mostrado em sala e na pratica sobre o circuito elétrico
residencial com ajuda da maquete, será novamente aplicado o questionário inicial (anexo 1)
para reconhecer o que os alunos adquiriram de conhecimento após todo o conteúdo explicado
e trabalhado em forma de exercícios.
Espera-se que após todos os seguimentos citados acima, os alunos possam
compreender conceitos básicos de eletricidade, despertar a curiosidade sobre quais materiais
compõem um circuito elétrico residencial e que tipo de aparelhos são ligado a ele, como o
entendimento e funcionamento do circuito elétrico e verificando suas diferenças de potencial.
5. ESTRATÉGIAS DE AÇÃO
Para que o projeto seja bem desenvolvimento, será necessária a motivação dos alunos
dentro da sala de aula promovendo a metodologias que fortaleçam as atividades praticas no
ensino da física no contexto do circuito elétrico residencial, uma veja que o objetivo do
projeto e a aprendizagem neste assunto.
A realização do projeto se dará através de ações de leitura, prática e explicações do
conteúdo de Circuito Elétrico, tendo como objetivo sanar toda e qualquer duvidas dos alunos
e trazidas por eles vividas no seu dia a dia.
8. RESULTADO ESPERADO
É esperado que após todo o conteúdo trabalhado e a construção da maquete,
representado o circuito elétrico residencial, o aluno possa assimilar o conteúdo que aprender
com esse materiais no seu cotidiano. Como resultado das atividades desenvolvida pelos
alunos quanto a utilização desse material, de forma pratica de se fazer a montagem de circuito
elétrico residencial e evidenciá-las no seu cotidiano. Tendo em mente que o material ajudara
no seu dia a dia retirando suas duvida conforme sendo trabalho o conteúdo didático.
Esperamos construir o disponibilizam um material (maquete, roteiros, etc) qualificado para o
ensino de física de circuitos elétricos residenciais. Posteriormente esse mesmo material
poderá ser trabalhado por outros professores em suas aulas praticas, para que outros alunos
possam adquirir tais conhecimentos e ir mais além.
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
ALARCÃO, I. Ser professor reflexivo. In: ALARCÃO, I. (Org.). Formação Reflexiva de
Professores: estratégias de supervisão. Porto: Porto Editora, 1996.
AZEVEDO, M. C. P. S.; Ensino por Investigação: Problematizando as Atividades em
Sala de Aula. In: CARVALHO, A. M. P. (Org.). Ensino de ciências: Unindo a Pesquisa e a
Prática. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, p. 19-33. 2004.
_______BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências Naturais/Secretaria de
Educação Fundamental. Brasília: MEC /SEF, 1998.
_______BRASIL. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Brasília:
MEC, 1996.
BUENO, Paulo. Física. Volume único. São Paulo: Ática, 2006.
_______Como a Química em nossa Casa pode Modificar o Meio Ambiente; Santos, B. A.
dos; Disponível em:
<http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/cadernospde/pdebusca/producoes_pde/2009_u
nicentro_quimica_artigo_berenice_aparecida_dos_santos.pdf> acesso em 20 de maio de
2014.
DEMO, P. Educar pela Pesquisa. 2. ed. Campinas: Autores Associados, 1997.
_______Diretrizes Curriculares da Educação Básica do Paraná. Secretaria de Estado da
Educação, 2008.
_______Diretrizes Curriculares de Física para o Ensino Médio, 2008.
_______Ensinar e Aprender Ciências no Ensino Fundamental com Atividades
Investigativas através da Resolução de Problemas; Wilsek, M. A. G; Disponível em:
<http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/pde/arquivos/1686-8.pdf> Acesso em 23 de
maio de 2014.
FRESCHI, M. & RAMOS, M. G.; Unidade de Aprendizagem: Um Processo em
Construção que Possibilita o Trânsito entre Senso Comum e Conhecimento Científico.
Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciências. v. 8, n. 1. ,2009.
HALLIDAY, D., RESNICK, r.,WALKER, J. Fundamentos da Física, vol. ...... 2. Carga e
eletrostática. ELETROMAGNETISMO ...... Vol. 1. 2a. Edição. Editora Edgard
Blücher Ltda 2000.
________Geração, Distribuição e Consumo de Energia Elétrica; Rodrigues, R. do C.:
Disponível em:
<http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/cadernospde/pdebusca/producoes_pde/2009_u
el_fisica_md_regina_do_carmo_rodrigues_dourado.pdf> ; acesso em 02 de julho de 2014.
MAXIMO, Antonio. Física. Volume único. São Paulo: 1997.
MORAES, Roque; GALIAZZI, Maria do Carmo; RAMOS, Maurivan Güntzel. Pesquisa em sala
de aula: fundamentos e pressupostos. In: Moraes, Roque. e Lima, Valderez, M. R. (Orgs.).
Pesquisa em Sala de Aula: tendências para a Educação em Novos Tempos. 2. ed. Porto Alegre:
EDIPUCRS, 2004.
MORAES, Roque; RAMOS, Maurivan Güntzel; GALIAZZI, Maria do Carmo. A epistemologia
do aprender no educar pela pesquisa em ciências. In: MORAES, Roque; MANCUSO, Ronaldo
(Org.). Educação em Ciências. 2.ed. Ijuí: Editora UNIJUÍ, 2006.
MOREIRA, M. A.; Mapas Conceituais e Diagramas V. Instituto de Física, UFRGS, 2006.
Disponível em:
<http://www.if.ufrgs.br/~moreira/Livro_Mapas_conceituais_e_Diagramas_V_COMPLETO.p
df > acesso em 28 de maio de 2014.
MOURA, M. P.; Desenvolvimento do pensamento: um estudo sobre formação de
conceitos com jovens e adultos em processo de escolarização. USP; Faculdade de
Educação. Dissertação de mestrado. 2000.
PENTEADO, Paulo Cesar M; TORRES, Carlos Magro. Física, Ciência e Tecnologia. 1ª
edição. São Paulo: Moderna, 2005.
_______Projeto Político Pedagógico do Colégio Estadual IV Centenário. FILHO, Aurélio
Gonçalves; TOSCANO, Carlos. Física. Volume único. São Paulo: Scipione, 2005.
VYGOTSKY, L S. A formação social da mente. São Paulo: Martins Fontes, 1984.
VYGOTSKY, L S. Pensamento e Linguagem. São Paulo: Martins Fontes, 1996.
ANEXO 1
Escolha uma ou mais alternativas
1. Você espera que este curso:
a) não gosto nunca gostou e não gostarei de física
b) poderá ser útil se eu aprender alguma coisa;
c) será útil, um dia, na vida;
d) será uma grande chateação e perda de tempo;
e) fornecerá alguma base para os exames vestibulares;
2. A física faz parte do currículo do ensino médio por que:
a) é cultura inútil.
b) é importante para a formação geral;
c) é importante para as profissões técnicas;
d) só para mostrar que o ensino é difícil;
e) cai no vestibular;
3. A física é, na vida diária:
a) muito importante;
b) importante;
c) não tem nenhuma importância;
d) dizem que é importante, mas não sei nada a respeito;
e) nunca li ou ouvi nada sobre ela.
4. A disciplina Física é:
a) muito fácil.
b) fácil;
c) difícil;
d) muito difícil;
e) dificílima;
ANEXO 2
FOTOS DA MAQUETE
A maquete apresentada para os aluno representa uma casa com ( área, lavanderia,
cozinha, sala,corredor, banheiro,e dois quarto).
O fundamento deste trabalho é mostrar como funciona um circuito elétrico residencial
com chave geral (como apresenta na maquete) na entrada da casa.
A rede elétrica com os fios positivos e negativos, a onde passa toda a energia que vai
alimentar toda casa, como por exemplo, na área tem uma boca, lâmpada e chave.
O bocal terá lâmpada colocada nele e saíram dois fios, que ligara um na rede e outro
na chave.
O outro fio da chave ligara na rede oposta assim fechara um circuito elétrico.
Já na cozinha tem uma tomada que saíram dois fios que serão ligados na rede
principal, não importa o lado, basta você liga um fio numa das redes e outro fio na outra rede,
pois terá um fio positivo e outro negativo, desta maneira fazemos todas as ligações do restante
da casa.
ATIVIDADE
1 – Represente um circuito elétrico contendo uma lâmpada e uma chave interruptora,
indicando com setas onde a corrente elétrica passará. Apresentando na rede centra os fios
positivos e negativos, possibilitando que a lâmpada se acenda.
2 – Represente um circuito elétrico contendo uma tomada ligada à rede central, tendo um fio
positivo e outro negativo de maneira que possa ser conectado qualquer aparelho é ligado
elétrico.
3 – Represente um circuito elétrico contendo uma lâmpada e duas chaves interruptoras ao
lado da rede central, apresentando o fio positivo e outro negativo de maneira que tenha
possibilidade de acender a lâmpada e ligar aparelho eletrônico na corrente elétrica.
ANEXO 3
ELETROSTÁTICA
É a parte da física que estuda os fenômenos que ocorrem com a carga elétrica em
repouso.
Carga elétrica.
É a propriedade física característica dos prótons e elétrons.
prótons – carga positiva
Átomo Núcleo
nêutrons – s/carga
Eletrosfera – elétrons – carga negativa
Carga elétrica (Q) de um corpo eletrizado.
A menor carga elétrica encontrada na natureza é a carga de um elétron ou de um
próton. Essas cargas são iguais em valor absoluto, constituindo a chamada carga elementar
(e):
e = 1,6.10-19 C
Submúltiplos do coulomb.
Submúltiplos
Símbolo
Correspondência ao
Coulomb
milicoulomb
mC
10-3 C
microcoulomb
C
10-6 C
nanocoulomb
nC
10-9 C
picocoulomb
pC
10-12 C
Sendo n o número de elétrons em excesso ( ou em falta ) de um corpo eletrizado, sua
carga elétrica, em módulo, vale:
Q = n.e
Unidade de carga elétrica
No Sistema Internacional de Unidades ( SI ) a unidade de carga elétrica é o coulomb, cujo o
símbolo é ( C ).
ATIVIDADE
1 – Um corpo inicialmente neutro é eletrizado com carga Q = 32 C. Qual o número de
elétrons retirados do corpo? Dado: e = 1,6.10-19 C. R: n = 2.1014 elétrons
2 – Se um corpo inicialmente neutro é eletrizado com uma carga Q = 56mC, quantos elétrons
ele perdeu nesse processo? Dado: e = 1,6.10-19C R: n = 3,5.1017 elétrons
3 – Quantos elétrons precisam ser retirados de um corpo para que ele fique com a carga de
1C? R: n = 6,25.1018 elétrons
4 – Um corpo possui 5.1019 prótons e 4.1019 elétrons. Quanto à sua carga, determine:
a) o sinal; R: positiva. ( 1.1019 prótons em excesso )
b) a intensidade ( valor). R: q = 1,6C
5 – (EU-CE) Um corpo tem 2.1018 elétrons e 4. 1018 prótons. Como a carga elementar vale,
em módulo, 1,6.10-19C, podemos afirmar que o corpo está carregado com uma carga elétrica
de:
a) –0,32C b) 0,32C c) 0,64C d) –0,64C
ANEXO 4
ELETRODINÂMICA
É a parte da eletricidade que estuda a corrente elétrica.
Corrente Elétrica
O movimento ordenado dos elétrons dentro de um condutor metálico, constitui a
corrente elétrica.
condutor metálico movimento de elétrons
sentido da corrente elétrica
ddp i
+ -
Gerador Elétrico
Intensidade de Corrente Elétrica
Considere um condutor metálico ligado aos terminais de um gerador; seja ( n ) o
número de elétrons que atravessam a seção transversal do condutor no intervalo de tempo T.
Como cada elétron apresenta a carga elementar ( e ), no intervalo de tempo T; então passa
pela seção transversal do condutor a carga elétrica de valor absoluto igual a:
q = n. e e = 1,6. 10-19 C
Define-se intensidade média de corrente elétrica no intervalo de tempo T a razão:
t
qi
Unidade de Intensidade de Corrente Elétrica
É a unidade fundamental elétrica do Sistema Internacional de Unidades ( SI ) e
denominada ampère (símbolo A).
Submútiplos do Ampére
miliampére ( mA ) 1 mA = 10-3 A
microampére ( A ) 1 A = 10-6 A
ATIVIDADE
1 - Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 20 A. Calcule o
número de elétrons por minuto, passando por uma seção transversal do condutor. É dado o
valor da carga elementar: e = 1,6.10-19C R: n = 7,5.1015 elétrons
2 - Um condutor é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 20A. Determine a
carga elétrica que atravessa a seção transversal do fio em 10 segundos. R: q = 2.102C
3 - Certo aparelho eletrônico, mede a passagem de 150.102 elétrons por minuto, através de
uma seção transversal do condutor. Sendo a carga elementar 1,6.10-19 C, calcule a intensidade
de corrente elétrica correspondente ao movimento. R: i = 4.10-17 A
4 - Um fio metálico é percorrido por uma corrente elétrica contínua e constante de 8.106 A.
Sabe-se que uma carga elétrica de 32C atravessa uma seção transversal do fio num intervalo
de tempo T. Sendo e = 1,6.10-19 C a carga elétrica elementar, determine o intervalo de tempo
T. R: t = 4s
5 - Um fio de cobre é percorrido por uma corrente contínua de intensidade 8A. Adotando a
carga elementar 1,6.10-19 C. Determine:
a) a carga elétrica que atravessa a seção transversal do fio em 2 segundos; R: q = 16C
b) o número de elétrons passando por uma seção transversal do condutor em 8 segundos.
R: n = 4.1020 elétrons
ANEXO 5
ENERGIA E POTÊNCIA DA CORRENTE ELÉTRICA
Considere dois pontos A e B de um trecho do circuito ( conjunto de aparelho elétrico)
da figura, onde passa a corrente convencional de intensidade i. Sejam Va e Vb os respectivos
potenciais elétricos desses pontos e chamemos de U = Va - Vb a ddp entre os pontos. O
movimento das cargas elétricas só será possível se for mantida a ddp entre A e B.
(Va ) lâmpada motor (Vb )
A L M B
i i i
U
Sabemos que ab = q.ddp e ddp = U
A Potência elétrica ( P ) consumida no trecho AB é dada por: P = ab / t onde
P = q.U/t
Como i = q/t , temos P = Ui
A energia elétrica ( ) consumida pelo aparelho existente entre A e B, num intervalo
de tempo t, é dada pelo trabalho das forças elétricas.
= P.t ,
A unidade de potência é watt (W) . Em eletricidade mede-se também a potência em
quilowatt ( 1kW = 103 W ) e, a energia elétrica, em quilowatt-hora ( kWh ).
Obs: No Sistema Internacional ( S.I) a Energia Elétrica ( ), tem como unidade o joule ( J ).
Joule = watt x segundo
ATIVIDADE
1 - Um aparelho elétrico alimentado sob ddp de 120V consome uma potência de 60W.
Calcule:
a) a intensidade de corrente que percorre o aparelho, R: i = 0,5 A
b) a energia elétrica que ele consome em 8h, expressa em kWh. R: 0,48 kWh
2 - Em um aparelho elétrico ligado corretamente lê-se ( 480W - 120V ). Sendo a carga
elementar 1,6.10-19 C, calcule o número de elétrons passando por uma seção transversal do
aparelho em 1s. R: n = 2,5.1019 elétrons
3 - Em um chuveiro elétrico, a ddp em seus terminais vale 220V e a corrente que o atravessa
tem intensidade 10A. Qual a potência elétrica consumida pelo chuveiro? R: 2,2.103 W
4 - Em um aparelho elétrico lê-se: 600W - 120V. Estando o aparelho ligado corretamente,
calcule:
a) a intensidade da corrente que o atravessa, R: i = 5 A
b) a energia elétrica ( em kWh ) consumida em 5h. R: Eel = 3 kWh
5 – Através de uma lâmpada ligada 5 horas por dia, sob a ddp de 120V, circula uma corrente
elétrica de 5A. Calcule o custo com o gasto de energia elétrica, durante um mês, sabendo que
a Light cobra R$ 0,25 por cada kWh.
6 – Uma lâmpada é submetida a uma ddp de 110V, consumindo a potência elétrica de 60W. A
corrente elétrica que atravessa a lâmpada tem intensidade, aproximadamente, de:
a) 0,55 A b) 3,5 A c) 8,9 A d) 1,8 A e) 50 A
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