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como acender lâmpadas? • aUla 2 Objetivo O objetivo desta aula é criar condições para que os alunos: • iniciem a construção do conceito de circuito elétrico e de corrente elétrica; • identifiquem a existência de dois pontos de contato na lâmpada e de dois pólos na pilha. Atualmente, com o grande crescimento da população e com o desenvolvimento da tecnologia, nas grandes ci- dades, as mais variadas atividades humanas são re- alizadas praticamente durante 24 horas por dia. Isso é possível graças ao consumo de energia elétrica e à facilidade com que essa energia pode ser utilizada. A foto de abertura é uma montagem de várias fotos tira- das por satélites. Os pontos claros representam regiões que emitem luz à noite. abertura da aula Você pode usar a “foto” do mundo iluminado para evidenciar a quantidade de lâmpadas acesas. Explique aos alunos que, para entender como as lâmpadas acendem e como várias delas podem ser acesas ao mesmo tempo, é importante, ini- cialmente, compreender o caminho percorrido pela corrente elétrica. materiais • 1 caixa de papelão pequena Nesta aula Os alunos são desafiados a acender uma lâmpada utilizando um fio e uma pilha. Esse é o ponto de partida para que eles iniciem o trabalho como con- ceito de circuito elétrico e de corrente elétrica. Após fazer a lâmpada acender, os alunos devem procurar diferentes ma- neiras de realizar essa tarefa. Eles re- gistram em seus Diários de Ciências as diferentes formas que encontraram para acender a lâmpada. Essas anota- ções serão utilizadas na próxima aula. Esta é a primeira vez que eles manipu- lam fios e lâmpadas e tentam fazer com que uma lâmpada acenda. Deixá-los à vontade e permitir que façam tentativas é muito importante para que eles esta- beleçam uma relação criativa e curiosa com o material e também com as aulas que se seguirão. Aula 2 Como acender Lâm padas? MATERIAIS Por aluno lâmpada caixa de papelão pequena pilha pedaço de fio preto de 20 cm etiqueta adesiva 1 1 1 1 1 Milhões de pessoas, em todo o mundo, utilizam lâmpadas elétricas. Como essas lâmpadas são acesas? Qual a forma mais simples de acender uma lâmpada? 18 19 42 43 como acender lâmpadas? • aUla 2 Curto-circuitos que podem ocorrer durante as tentativas que os alunos fazem para acender a lâmpada. Com o polegar, prenda uma ponta do fio no pólo negativo da pilha. Segurando a lâmpada entre os dedos, encoste a base no pólo positivo e o fio na parte com rosca. as atividades desta aula serão realiza- das individualmente. 1 Inicie a aula falando sobre os cuidados necessários com os materiais a serem utilizados. Entregue uma caixa desmontada para cada aluno. Monte a sua caixa junto com os alu- nos, passo a passo, para que possam acompanhar a seqüência de montagem. Informe aos alunos que, nesta Unidade, para realizar as atividades, irão utilizar diversos materiais e que deverão guar- dá-los nessa caixa. 2 Peça que escrevam seus no- mes nas etiquetas e as colem nas respectivas caixas. Cada aluno deve ser responsável por guardar o seu material na caixa e devolvê-la ao Centro de Distribuição, ao final da aula. 3 Cada aluno deve retirar, no Cen- tro de Distribuição, um pedaço de fio de 20 cm de comprimen- to, uma lâmpada e uma pilha. Alerte-os sobre os cuidados que devem ter ao uti- lizar esses materiais; por exemplo, não deixar a lâmpada cair para não quebrar. É importante que os alunos façam suas tentativas de acender a lâmpada sem intervenção do professor ou dos cole- gas, pelo menos no início da atividade. Ressalte que devem ficar atentos para perceber se, ao estabelecer os conta- tos e fechar o circuito, a lâmpada não acende. Nesse momento, para evitar que a pilha se descarregue, devem rapidamente desfazer o contato e, em seguida, tentar outra montagem. Ao fazer a montagem do circuito, os alu- nos podem provocar curto-circuito. Cur- to-circuitos com pilhas simples não são perigosos, mas esgotam a energia elétrica das pilhas rapidamente. Se ficarem co- nectados por vários minutos, tanto o fio quanto a pilha ficarão quentes. Deve-se suspeitar de curto-circuito quan- do um aluno não entende por que uma lâmpada não acende. Se um curto-circuito ocorre, mas é desconectado rapidamente, a pilha não se descarrega e pode continu- ar a ser utilizada. Contudo, se a pilha se descarregar, deverá ser substituída. Por- tanto, insista nessa questão, pedindo aos alunos que desencostem rapidamente o fio da pilha, caso a lâmpada não acenda. Se alguma pilha descarregar devido a um curto-circuito, peça que a guardem, pois Atividades ela será utilizada pelos alunos na aula 6: O brinquedo não funciona. Por quê? 4 A representação da montagem no Diário de Ciências, além de ser uma atividade de registro, é uma forma de os alunos organizarem seus co- nhecimentos. Ao analisarem as imagens que produziram, os alunos podem ver como é a montagem de um circuito elétrico que permite acender uma lâmpada. Podem verificar que, para a lâmpada acender, a montagem deve formar um caminho fe- chado. Enfatize a necessidade de representar os detalhes das peças que compõem a mon- tagem e os pontos de contato entre as peças: entre a pilha e o fio, entre o fio e a lâmpada e entre a lâmpada e a pilha. 5 Incentive os alunos a explorar outras formas de acender a lâm- pada. Caso alguns alunos não consigam fazer outras montagens, infor- me-os que terão outras oportunidades nas próximas aulas. Ao conversar com os alunos sobre os circuitos em que as lâmpadas estão ace- sas, você pode informá-los que existe uma corrente elétrica que se desloca nos fios, passando pela pilha e pela lâmpada, fazendo-a funcionar. No caso das monta- gens em que os alunos não conseguem acender a lâmpada, oriente-os a conver- sar com os colegas que fizeram a monta- gem com sucesso. Você pode ajudá-los na formação dessas parcerias. Abaixo, veja uma das formas de acender a lâmpada. curto-circuito Em uma casa ou em um automóvel, o curto-circuito acontece quando dois fios encostam, formando um caminho que não passa por nenhuma lâmpada ou equipamento elétrico. Nesse caminho, a corrente elétrica é tão intensa que é ca- paz de derreter o metal dos fios e gerar faíscas que podem iniciar um incêndio. Nas tentativas que os alunos fazem para acender a lâmpada, nem sempre é fácil reconhecer um curto-circuito. As figuras mostram dois exemplos típicos de como um curto-circuito pode ocorrer. Inicialmente, monte a caixa. Você vai utilizá-la para guardar os materiais das aulas sobre eletricidade.1 Cole uma etiqueta com seu nome na caixa, para identificar o seu material de experimentos. AulA 2 Como acender lâmpadas? 2 Nesta aula, você tem um desafio: acender a lâmpada utilizando o fio e a pilha. 3 ALERTA! A lâmpada deve a cender no mome nto em que for estabelec ido o contato entr e as três peças. Se a lâmp ada não acender, desfaça imediatamente a montagem que v ocê fez. Isso evita que a p ilha se descarregu e. Quando você conseguir que a lâmpada acenda, desenhe a montagem, com detalhes, em seu Diário de Ciências, representando a pilha, a lâmpada, o fio e os pontos de contato entre eles. 4 Será que só existe uma maneira de acender a lâmpada? Experimente. 5 AT ENÇÃO Após a montagem, guarde seu material na caixa. Como ace nder a lâm pada? Atividades • Se você descobrir outra maneira de fazer a lâmpada acender, faça o registro dessa nova montagem no Diário de Ciências. • Se você não conseguiu fazer uma montagem em que a lâmpada acende, observe os colegas que conseguiram e procure entender como eles fizeram. 20 21 44 45como acender lâmpadas? • aUla 2 Você pode explorar o aspecto histórico desse texto, ressaltando que faz menos de 150 anos que o uso da energia elétri- ca começou a se tornar comum. A per- gunta inicial “Você consegue imaginar como seria viver sem energia elétrica?” pode dar origem a um debate no qual os alunos falam sobre suas idéias a respei- to da vida nessas condições. Saiba Mais Sobre o Tema Os circuitos elétricos com os quais os alunos trabalham nesta Unidade pos- suem três componentes básicos: ge- rador (pilha), fio condutor e resistência elétrica, que corresponde ao filamento da lâmpada. A pilha é um gerador de energia elétrica. É essa energia que produz o movimen- to ordenado de cargas elétricas, o que constitui a corrente elétrica. O transporte de energia elétrica é feito por meio de fios metálicos, geralmente feitos de co- bre ou alumínio, metais que conduzem bem a corrente elétrica. Quando uma lâmpada é ligada a um ge- rador elétrico (no caso, a pilha) por meio de fio condutor, ela acende. Isso ocor- re porque os fios metálicos permitem a passagem da corrente elétrica em seu interior. Os fios são ligados aos pólos da pilha. Dessa forma, elétrons presentes no metal são atraídos para o pólo posi- tivo da pilha, ao mesmo tempo em que são repelidos pelo pólo negativo. Essa atração e repulsão, agindo sobre esses elétrons, faz com que eles se des- loquem de forma ordenada, todos no mesmo sentido, no interior do fio, produ- zindo uma corrente elétrica. A pilha fornece energia para os elétrons se moverem no fio, produzindo a corren- te elétrica. Esta transporta a energia elé- trica fornecida pela pilha até o filamento da lâmpada. No filamento, a energia elé- trica é transformada em calor (energia térmica) e em luz (energia luminosa). Energia química transforma-se em energia elétrica Energia elétrica Energia elétrica Lâmpada Pilha Energia elétrica transforma-se em energia térmica e luminosa Transformações de energia em um circuito elétrico. Circuito fechado Circuito aberto • a organização e a distribuição do material foram adequadas nesta aula? o que poderia mudar para a atividade fluir melhor? Nesta Unidade, os alunos participarão de atividades que envolvem o uso de diversos materiais. É importante que desde o começo você discuta com eles uma forma de organizar e cuidar desses materiais. Avalie a organização das duas primeiras aulas e reflita so- bre como você poderia atuar para me- lhorá-la. • Todos os alunos acenderam a lâmpa- da? Quais as dificuldades dos alunos que não conseguiram acendê-la? O importante neste momento é refletir sobre dois aspectos: - Os alunos aprenderam qual a forma de acender a lâmpada? Eles enten- deram o que é um circuito elétrico? - Que relação os alunos estabelece- ram com o material utilizado nas ex- periências? Eles utilizaram o material com naturalidade ou ficaram inibidos? Fizeram tentativas espontâneas para acender a lâmpada? Tiveram iniciativa para descobrir soluções? Acender uma lâmpada pode ser um procedimento simples e que os alunos podem fazer sem dificuldades, mas com- preender os conceitos que estão em jogo não é fácil nesse nível do ensino funda- mental. O fato de os alunos acenderem a lâmpada não pode ser entendido como expressão de um avanço conceitual. Por isso, é importante que você crie relações conceituais progressivas entre as experi- ências desta aula e as que irão acontecer nas próximas. Depois da Aula reflexão sobre a aUlaThomas A. Edison segurando uma réplica da primeira lâmpada incandescente que funcionou. Essa lâmpada produzia aproximadamente 48 watts. Utilizando o mesmo princípio, foi possível construir outras lâmpadas mais potentes, como a que está ao seu lado. Saiba Mais A invenção da lâmpada elétrica Você consegue imaginar como seria viver sem energia elétrica? Elevadores de prédios, rádio, televisão, telefone, chuveiro, computador, nada disso existiria se não houvesse a energia elétrica, que possibilita o funcionamento de todos esses aparelhos. No ano de 1879, Thomas Edison (1847-1931) conseguiu fabricar a primeira lâmpada de filamento. Essa lâmpada funcionou por mais de 40 horas e deu início a uma das mais importantes mudanças na história da humanidade. No tempo em que Thomas Edison viveu, havia poucas ruas iluminadas à noite. Essa iluminação era feita com lampiões a gás, que precisavam ser acesos, um por um, no final da tarde. E, na manhã seguinte, precisavam ser apagados. AulA 2 Como acender lâmpadas? Depois de inventar e aperfeiçoar a lâmpada elétrica, em 1881 Thomas Edison instalou, na cidade de Nova York, 7200 lâmpadas elétricas, que passaram a iluminar um bairro inteiro todas as noites, sem a necessidade de pessoas acendendo e apagando cada uma das lâmpadas, como acontecia com os lampiões. A partir daí, todos que sabiam da invenção de Thomas Edison queriam iluminar suas ruas e casas utilizando a lâmpada elétrica. E foi assim que os fios elétricos começaram a atravessar as cidades, e todas as regiões do planeta, possibilitando a utilização dos mais variados aparelhos, como todos os que conhecemos hoje em dia. Além da lâmpada de filamento, Edison inventou centenas de outros aparelhos. O primeiro projetor de cinema, o primeiro gravador de som e a primeira locomotiva elétrica foram fabricados por ele. Foram tantas suas invenções que ele ganhou o apelido de “Rei dos Inventores”. Edison era extremamente curioso, esforçado para estudar e aprender coisas novas, além de muito criativo. Para desenvolver suas invenções, ele fazia muitas experiências. Testava suas idéias para verificar aquelas que eram realmente boas e abandonar as idéias erradas. Durante o desenvolvimento desta Unidade de Eletricidade, você e seus colegas terão muitas oportunidades de fazer experiências e testar suas próprias idéias, podendo, dessa forma, ter uma noção de como é o trabalho dos cientistas e inventores. De idéias a invenções Os antigos lampiões a gás eram acesos individualmente ao entardecer. 22 23 46 47
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