EIXO TEMÁTICO VI: ELETRICIDADE E MAGNETISMO
Tema 15: Eletricidade
Tópico 44: Corrente elétrica em circuitos simples: medidores
Por que ensinar
A noção de corrente elétrica é um dos conceitos mais importantes da eletricidade. Possui um caráter prático, pois é
através dela que compreendemos o funcionamento de diversos aparelhos eletrodomésticos. A corrente elétrica
possui vários efeitos: térmico (nos aquecedores e chuveiros), efeito químico (nas baterias e pilhas), efeito fisiológico
(nos choques e como transmissor de informações para o cérebro) e efeito magnético (nos motores e geradores).
Com a noção da corrente elétrica efetuamos o primeiro passo no entendimento dos circuitos elétricos e eletrônicos,
em que a tecnologia atual se apóia.
Condições prévias para ensinar
Para que a corrente elétrica apareça, é necessário uma fonte elétrica (bateria, pilha) com uma d.d.p. A noção de
d.d.p. foi trabalhada no tópico anterior. Se existe uma d.d.p. elétrica numa pilha, ao conectarmos um fio condutor
entre seus pólos, elétrons “caem” de um pólo a outro da pilha. Usar um desenho contendo uma bateria, um
dispositivo elétrico (p.ex. lâmpada), fios de ligação e um interruptor, é importante na compreensão da noção de
corrente elétrica e de circuito elétrico. Dar a noção de elétron livre aqui é importante, pois são eles que se moverão
na presença de uma d.d.p. Ao fechar o interruptor é criado um caminho metálico fechado (os fios condutores) por
onde os elétrons podem se mover. É importante ressaltar que num circuito elétrico todos os elétrons livres, de todas
as partes do circuito, movem-se simultaneamente com o fechamento do interruptor. Outro ponto que causa muita
confusão entre os estudantes é que dispositivos elétricos (lâmpadas, motores) não consomem as cargas, mas
transformam a energia que carregam em outro tipo de energia (luminosa, mecânica). Nas soluções aquosas
condutoras ou gases submetidos a uma d.d.p., íons negativos e positivos movem-se em sentidos opostos, ao
contrário dos fios condutores,onde apenas os elétrons livres podem se mover.
O que ensinar
Pela proposta dos Conteúdos Complementares, neste tópico pretende-se que o aluno compreenda o conceito de
corrente elétrica e suas aplicações. Para tanto ele deve: a) compreender o conceito de corrente elétrica e sua
unidade de medida no SI assim como as diferenças entre corrente contínua e alternada; b) saber resolver problemas
usando a relação quantitativa entre corrente, carga e tempo e também saber explicar a corrente elétrica como fluxo
de elétrons livres nos condutores metálicos devido à presença de um campo elétrico; c) saber que os principais
elementos constituintes de um circuito simples são: fonte elétrica, dispositivos de transformação de energia elétrica
em outro tipo de energia e conexões entre esses dois elementos; d) compreender que em uma fonte de eletricidade
ou nos extremos de um elemento de um circuito existe uma ddp ou voltagem ou tensão elétrica, que é expressa em
Volt; e) compreender que a corrente em um circuito pode se modificar mudando-se a ddp da fonte ou os dispositivos
elétricos; f) saber fazer medidas de diferença de potencial, utilizando um voltímetro ou multímetro e fazer medidas de
corrente elétrica utilizando um amperímetro ou um multímetro; e g) compreender a função de diferentes dispositivos
elétricos e eletrônicos em um circuito em termos da transformação de energia.
Como ensinar
Abordagem teórica
O cálculo da corrente elétrica usando a relação entre carga e tempo envolve um domínio de potências de 10 na
multiplicação e divisão. Além disso, é comum o uso de sub unidades como mili ou microcoulomb e mudança de
unidades (p. ex. de minuto para segundo). Tudo isso são fatores que dificultam o cálculo da corrente e contribuem
para o desânimo dos estudantes e a desmotivação para a continuidade dos estudos. Dessa forma, tais cálculos
devem ser menos exigidos. Já é satisfatório o estudante compreender que a quantidade de carga é proporcional à
d.d.p. e então uma bateria com maior d.d.p. que outra produz maior corrente.
Abordagem fenomenológica
Percebe-se a corrente elétrica através da sua ação através de dispositivos elétricos. Dessa forma, é importante
montar um circuito elétrico simples, constituído de uma pilha, fios condutores e uma lâmpada. Antes, porém, é
conveniente entender uma lâmpada, identificando suas partes condutoras e isolantes, destacando-se os terminais
por onde as cargas “entram” e por onde “saem”. Para isso use uma lâmpada de 127 V ou 220 V queimada,
quebrando o vidro e mostrando a solda do filamento na região lateral onde existe a rosca e a solda inferior. Seria
importante também mostrar a boquilha da lâmpada, mostrando suas partes isolantes e condutoras e como a lâmpada
se conecta a ela. Recomendamos que os alunos possam desenhar, em seus cadernos, a lâmpada e a boquilha em
corte – usar cores diferentes para as partes isolantes e condutoras. Depois então, entrega-se aos alunos, pilha,
lâmpada e fios para que a lâmpada acenda. Pode-se usar também o soquete da lâmpada (boquilha) na ligação. Aqui
é importante introduzir os símbolos usados nos circuitos elétricos para representá-los e dessa forma fazer o desenho
esquemático do circuito. Aqui pode-se introduzir mais de uma pilha para produzir um brilho maior na lâmpada
(cuidado para não queimar a lâmpada – existem em lojas de eletrônica lâmpadas de 1,5 V, 3 V, 4,5 V ou 6 V. Outra
maneira de variar o brilho da lâmpada é colocar um fio de Ni-Cr (resistência de chuveiro ou secador de cabelo) em
série, variando seu comprimento através do contato do fio em posições diferentes do mesmo. Pode-se também
substituir a lâmpada por um pequeno motor usado em carrinhos de brinquedo – as variações da corrente serão
comprovadas pela mudança na velocidade de rotação de seu eixo.
Para mostrar o uso de medidores elétricos sugerimos o Roteiro de Atividades 44 disponível no CRV que apresenta
sugestão de atividades usando um amperímetro inserido num circuito com lâmpadas. Atividade semelhante pode ser
realizada com o voltímetro.
Para mostrar o uso da corrente elétrica em líquidos, seria interessante montar o experimento da eletrólise, separando
o oxigênio e o hidrogênio em tubos de ensaios diferentes.
Abordagem tecnológica
Pode-se mostrar que todos os aparelhos eletrodomésticos estão submetidos a uma d.d.p. e funcionam como num
circuito simples de pilha, fios condutores e lâmpada. Cada um deles transformando a energia elétrica em outros tipos
de energia. Desmontar aparelhos eletrodomésticos (chuveiro, torradeira, secador de cabelo) identificando suas partes
condutoras e isolantes e verificando onde as cargas “entram”, por onde “passam” e por onde “saem” é importante,
pois os estudantes verificam que estão aprendendo algo que possui aplicações práticas.
Como avaliar
A avaliação da aprendizagem em física pode ser feita de várias formas. Nos livros textos já existem sugestões de
diversas questões dissertativas ou de múltipla escola que podem ser utilizadas. Tais questões podem ser utilizadas
durante as aulas onde os alunos individualmente ou em grupos podem discutir a sua solução.
Como já foi comentado na abordagem teórica deve-se minimizar cálculos complicados entre corrente, carga e tempo.
Deve existir uma coerência entre o que está sendo ensinado e trabalhado em aula com aquilo que será cobrado
numa avaliação formal. Se o professor percebe que os alunos trabalham satisfatoriamente nas aulas essa atividade
já deve ser considerada como avaliação da aprendizagem. Problemas envolvendo corrente elétrica devem ser
propostos com dados reais. Por exemplo, uma lâmpada percorrida por uma corrente de 10 A não existe.
Fazer com que os alunos apresentem esquemas de funcionamento de aparelhos eletrodomésticos por eles trazidos
de casa, explicando o trajeto da corrente elétrica e seus diversos efeitos é uma atividade avaliativa interessante.
Podem também fazer uma pesquisa em oficinas de eletrodomésticos para avaliar onde tais aparelhos apresentam os
maiores defeitos. Propor meios de melhorá-los.
Referências
1) Revista “Como funciona” – Enciclopédia de Ciência e Técnica – Abril Cultural.
2) “Desmonte e Explique” - Caderno Catarinense de Ensino de Física - abril/1988 - Vol.5, nº 1 (pg.23 a
pg.27). Exemplo de como pode ser apresentado o funcionamento interno de um aparelho eletrodoméstico.
3) Os eletrodomésticos – Projeto Escola e Cidadania – Editora do Brasil.
4) http://www.mundovestibular.com.br/articles/757/1/CORRENTE-ELETRICA/Paacutegina1.html - apresenta
alguns conceitos de grandezas elétricas, animações e questões.
5) http://www.efeitojoule.com/2008/04/corrente-eletrica.html Orientação Pedagógica - Tópico 44: Corrente Elétrica em Circuitos Simples
Física - Ensino Médio - Conteúdos Complementares
Autor: Arjuna C. Panzera
Centro de Referência Virtual do Professor - SEE-MG/2008