Plano de Aula
Nome: Medindo a resistência elétrica
Responsáveis: Carlos Leandro de Oliveira, André Luis dos Santos Menezes, Rafael Frank de Rodrigues, Marcos Pradella, Adilson Zanesco.
Súmula: Atividades experimentais com o uso da plataforma Arduino para medidas de resistência elétrica, validando a lei de Ohm e verificando a dependencia da resistencia com outros fatores externos, como temperatura, tensão elétrica e intensidade lunminosa.
Objetivo:
- Proporcionar ao aluno um ambiente onde possa interagir e compreender a relação da resistência elétrica com a temperatura utilizando diversos recusrsos tecnológicos, ressignificando a aprendizagemde conceitos físicos através de pesquisa experimental;
- Despertar no aluno o interesse pela ciência e pesquisa científica.
Público Alvo: alunos da terceira série do ensino médio
Avaliação: A turma será dividida em grupos de no máximo 4 alunos por grupo. A avaliação se dará de maneira contínua, através da análise de envolvimento com a atividade de pesquisa, assiduidade e relatórios.
Na análise de envolvimento com a atividade de pesquisa, analisaremos a relação interpessoal dentro do grupo, grau de responsabilidade dos membros para a execução da tarefa, iniciativa e criatividade para a resolução dos possíveis problemas que eventualmente surgirão.
Na assiduidade, consideraremos o mínimo de 75% de frequência nas etapas de desenvolvimento do projeto para validação de seu trabalho.
No relatório, serão observados o formato de apresentação, a descrição detalhada das atividades e procedimentoas adotados na execução da tarefa, coleta de dados, análise de gráficos e tabelas e a conclusão do grupo.
Conhecimentos prévios desejáveis:
- Conceitos de resistência, tensão e corrente elétricas;
- Lei de Ohm;
- Conhecimentos básicos de planilha de dados;
- Análise de dados.
Cronograma: Esta atividade está prevista para 8 horas-aula, dividas em 4 aulas de duas horas-aula cada.
Aula 1: Revendo conceitos prévios
Apresentação da proposta de trabalho e revisão dos conteúdos considerados como conhecimento prévio
Aula 2: Conhecendo a plataforma Arduino
Apresentação em Power Point das possibilidades de aplicações da plataforma Arduino. Apresentação de uma montagem que permite ligar e desligar um led conectado na plataforma através de comando de teclado e ainda controlar intensidade da luz emitida por este utilizando um potenciômetro.
Aula 3: Utilizando a plataforma para coleta de dados
Demonstração da montagem tradicional utilizada na determinação da resistência elétrica de alguns dispositivos.
Apresentação da montagem utilizando a plataforma Arduino para a mesma prática proposta anteriormente. O aluno receberá a plataforma pronta, onde conectará, através de cabos-banana, alguns dispositivos, tais como resistores comuns, LDR, NTC, lâmpadas, para que possa determinar a resistência elétrica dos mesmos.
O processo de coleta de dados:
O aluno receberá a plataforma já com o programa instalado e conectada a uma base, onde há um potenciômetro e plugs onde pode ser conectados os dispositivos a serem medidos. Com comandos do teclado, o estudante comanda a leitura da diferença de potencial e da corrente elétrica sobre o dispositivo a ser estudado. A plataforma retorna na tela estes valores. Variando a tensão aplicada sobre o dispositivo, através do potenciômetro, o estudante faz novas leituras, até obter um conjunto de dados que serão analisados. No resistor LDR e NTC, com um potencial constante, o estudante irá mudar a intensidade de luz que incide sobre o resistor e a temperatura, respectivamente e tomará nota do comportamento da corrente elétrica com a mudança destes fatores externos. O estudante deverá tomar nota também dos valores nominais das resistencias elétricas impressas nos dispositivos.
Aula 4: Análise de resultados e conclusão
Com os dados obtidos, o estudante deverá construir uma tabelas de tensão aplicada e corrente elétrica para cada dispositivo analisado. A partir destes valores, deverá calcular o valor da resistência para cada potencial aplicado e calcular o valor médio e compará-lo com o valor nominal fornecido pelo fabricante do dispositivo. Com esta tabela, deverá construir um gráfico V versus i, e a partir da curva que melhor se ajusta aos pontos, determinar o valor da resistência elétrica do dispositivo. A partir desta curva, tirar conclusões sobre a linearidade ou não linearidade da curva.
Para o resistore NTC, o estudante deverá relacionar a resistência elétrica e a temperatura, para o resistor LDR, o estudante deverá relacionar a resistência e a incidência de luz sobre o dispositivo.
Método:
As serão dividas em três etapas: teórica, (25% da carga horária), experimental (50%) e conclusiva (25%).
As intervenções teóricas ocorrerão ao longo de todo o processo proposto. O material de apoio pedagógico será disponibilizado na interntet através do site http://lief.if.ufrgs.br/~rfrodrigues/index.html
Bibliografia:
THOMAS, Gilberto L. FIS01182 - FÍSICA II-C ROTEIRO DE ESTUDOS e ATIVIDADES DE LABORATÓRIO. 3. Ed, 2008. 92p.
http://www.if.ufrgs.br/fis182/labs/lab3.html (acesso em 21/07/2011).
http://optativafisicaufrgs.blogspot.com (acesso em 21/07/2011).
