Eletromagnetismo no Ensino Médio

Esta atividade experimental pode ser utilizada no estudo da eletricidade com alunos do ensino médio, sendo que é necessário eles terem um conhecimento sobre circuito simples, onde para acender uma lâmpada, nesse tipo de circuito, precisamos dispor de determinados componentes elétricos de modo que se façam os contatos entre eles, formando um circuito fechado.
A experiência da Pilha é interessante para explorar hipóteses levantadas pelos alunos quanto aos polos positivo e negativo da pilha para o surgimento da corrente elétrica, fazer observações nos efeitos das reações que acontecem no líquido e nas placas, medir a voltagem e a corrente no circuito.

2. Cronograma: 4 aulas

3. Conteúdos: Reações e semi-reações da pilha

4. Objetivos:

Com esta atividade o aluno deve aprender:

a) Montar uma pilha de Daniel,
b) Perceber que a pilha gera corrente elétrica num circuito fechado, e que para isso deve utilizar determinados metais mergulhados em água e sal, no qual, vai desencadear reações químicas que terá como resultado as placas se tornando os polos da pilha,
c) As reações que acontecem na pilha e a nomenclatura dos elementos da pilha
d) Que existe um aparelho de medida utilizado na eletricidade que recebe o nome de multímetro. Este aparelho mede algumas grandezas físicas importantes para o estudo da eletricidade.
e) Quando este aparelho é utilizado para medir a corrente elétrica recebe o nome de amperímetro. Este aparelho deve ser colocado em série no circuito para medir a corrente elétrica, para que assim, a corrente elétrica atravesse o aparelho e faça a leitura.
f) A unidade de corrente elétrica é o ampère (A), e que esta unidade surgiu em homenagem ao cientista francês que fez estudos sobre a corrente elétrica.
g) Quando este aparelho é utilizado para medir a corrente elétrica recebe o nome de voltímetro. Este aparelho deve ser colocado em paralelo no circuito para medir a voltagem.
h) A unidade da voltagem é o volt (V), e que esta unidade surgiu em homenagem ao cientista italiano, inventor da pilha de Volta, Alessandro Volta.
i) Que o circuito é fechado, inclusive dentro da pilha, com a movimentação de íons no líquido.
j) Fazer um relatório experimental,
l) Utilizar os símbolos dos elementos do circuito para representar esquema do circuito conforme a linguagem utilizada no estudar eletricidade.
m) Observar atentamente o experimento para levantar hipóteses e dar explicações para o fenômeno que está acontecendo
n) Que os efeitos percebidos na pilha, que são: aumento da massa da placa de cobre, diminuição da massa da placa de zinco mudança da cor dos reagentes, o motorzinho funcionando são resultados de interações que acontecem a nível microscópico dos componentes da pilha.
o) Que o valor da corrente é a mesma em todo o circuito simples
p) Que o valor da tensão nos polos da pilha é o mesmo nos terminais do motor

5. Expectativas Conceituais

Os alunos apresentam idéias diferentes quanto ao experimento, tais como:
- Comparam o que acontece com os polos da pilha com ímã, onde um dos polos atrai alguma coisa e o outro repele (expulsa)
- Alguma coisa se movimenta no líquido
- Alguma energia sai das placas
- Se mudar os metais a pilha funciona?
- Colocando as duas placas no mesmo líquido a pilha funciona?
- Para que serve a vela do filtro?
- Quando a pilha acaba?
- Com essa pilha conseguimos acender qualquer lâmpada ?
- Podemos colocar as pilhas em série?

6. Procedimento

1ª aula:

Esta atividade é realizada no laboratório da escola com os alunos em grupo e orientar quanto aos cuidados nesse ambiente..
Antes de iniciar a atividade experimental é importante fazer um registro na lousa ou em folha de papel com os encaminhamentos necessários e as questões a serem respondidas pelos grupos durante a realização do experimento.
Exemplo:
Experiência da pilha de Daniel
- Registrar o material utilizado no experimento
- Fazer um desenho da montagem da pilha
- Registrar os valores da tensão e da corrente medidos durante a experiência
- Indicar como foram feitas essas medidas
- Responder as seguintes perguntas: O circuito está fechado? Explique
O que está acontecendo nas placas? Por quê?
É interessante dispor de uma pilha já pronta para servir de modelo para orientar a montagem da pilha dos alunos.

Distribuir os materiais seguindo a seguinte ordem:
Béquer para todos os grupos, depois a vela de filtro para todos os grupos , plaquinhas de cobre e zinco, os fios com os jacarés e os motorzinhos.
Perceber se o motorzinho funciona colocando somente a água.
Medir a tensão e a corrente
Colocar uma colher de sulfato de zinco na água com a placa de zinco
Medir a tensão e a corrente, observar o se o motorzinho funciona
Colocar uma colher de sulfato de cobre na água com a placa de cobre.
Medir a tensão e a corrente.
Observar a pilha para realizar a atividade proposta pelo professor e entregar na mesma aula

2ª aula:

A proposta desta aula é para discussão sobre a pilha.
O professor leva para sala de aula uma pilha que ficou ligada até terminar o seu funcionamento para observar o que aconteceu com as placas e com o líquido.
É interessante o professor propor uma discussão baseado nas seguintes questões:
- O que acontece no líquido?
- O que acontece nas placas?
- O circuito está fechado?
- Qual é o polo negativo e o positivo da pilha? Por que?

3ª e 4ª aula:

Esta aula será uma síntese sobre a pilha. Esta síntese pode ser feita com os alunos através da construção de um relatório na lousa, no qual vai abordar os seguintes itens:
Nome do experimento
Objetivo do experimento
Materiais utilizados
Procedimento experimental
Conteúdo teórico
Conclusão
Bibliografia

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