Física - Primeira Lei de Ohm

Primeira Lei de Ohm

Ponto de Partida

Leitura do artigo Leis de Ohm, que se encontra no site Educação.

Objetivo

Comprovar experimentalmente a Primeira Lei de Ohm, aproveitando o material sugerido no plano de aula sobre o código de cores.

Material

Nessa aula aproveitaremos o material utilizado na aula sobre o código de cores e acrescentaremos mais alguns itens. Cabe salientar que esses itens adicionais são de custo muito baixo, o que faz a execução dessa aula altamente viável.

Do plano de aula código de cores podemos aproveitar os seguintes, itens.

1) Resistores de carvão de baixa resistência, eu costumo usar resistores que vão de 10 ohms a 50 ohms. Faço isso, pois uso como fonte de tensão duas pilhas pequenas de 1,5 volts cada, ou seja, trabalharemos com baixa tensão.

2) Prancha de isopor do tamanho mínimo de uma folha de sulfite A4.

3) Quatro garras jacaré por grupo de alunos. As garras podem ser como as que estão ilustradas na figura abaixo.

4) Cabos de ligação com 1 mm de diâmetro. A quantidade de cabo a ser comprada depende da quantidade de grupos de alunos que forem formados. Em média se usa 15 cm de comprimento de cabo por cada grupo.

5) Suporte para duas pilhas pequenas. Normalmente esses suportes vêm com os cabos de ligação, mas sem as garras jacaré.

6) Duas pilhas pequenas, de preferência alcalinas, tipo AA por grupo.

7) Um multímetro digital por grupo conforme sugerido no plano de aula sobre o código de cores.

O material para essa aula pode ser encontrado muito facilmente via internet e nas lojas que vendem componentes eletrônicos.

Montagem da aula

É recomendável que, antes da aula, o professor faça duas pequenas montagens. A primeira é cortar pelo menos 15 cm do cabo de ligação e em cada extremidade ligar uma garra jacaré, e a outra, ligar as garras jacaré nos suportes para pilha.

Corte também as folhas de isopor no tamanho A4, elas servirão como suporte para os resistores.

Estratégias

1) Através do artigo Leis de Ohm, que se encontra no site Lição de Casa, apresente as Leis de Ohm. Cabe salientar que o artigo não é uma obrigação para a execução dessa aula. O professor poderá usar o material didático da sua preferência para explicar a teoria.

2) Mostre para os alunos que, através do experimento a ser executado na aula, será comprovada relação de proporcionalidade entre corrente elétrica e diferença de potencial para resistores de resistência constante, ou seja, resistores ôhmicos.

3) Para cada grupo de alunos deverá ser fornecida uma prancha de isopor, um multímetro digital, cinco resistores diferentes, um fio de ligação com as garras jacarés nas suas extremidades, duas pilhas pequenas e um suporte para as pilhas.

4) Fixe os resistores na prancha de isopor de modo que um deles fique isolado dos demais que deverão ficar alinhados como mostra a figura abaixo.

5) O resistor que será usado para a comprovação da Primeira de Ohm será o resistor R1, para tal, ligue um terminal do suporte com as pilhas em um terminal de R1 e outro terminal do suporte para as pilhas em um terminal do R2. Em seguida, ligue os resistores R1 e R2 através do cabo de ligação. A montagem deverá ficar como ilustrado na figura 4.

6) Meça a diferença de potencial e a corrente elétrica aplicadas ao resistor R1. Os resultados deverão ser anotados em uma tabela que será anexada mais a frente nesse mesmo artigo.

7) Concluídas as primeiras medidas, desconecte a garra das baterias que está ligada a R2 e conecte a R3. Faça o mesmo ligando R1 com R3. Observe a próxima figura.

8) Meça novamente a corrente elétrica e a diferença de potencial aplicadas ao resistor R1 e anote os resultados.

9) Repita os procedimentos anteriores para os resistores R4 e R5 e termine de completar a tabela. Fazendo isso concluímos a parte experimental da aula.

Atividades

Peça para os alunos entregarem um relatório contendo o objetivo da experiência, o material utilizado, uma introdução teórica sobre o assunto abordado na aula, um procedimento detalhado sobre a atividade desenvolvida, os resultados da experiência e as conclusões tiradas.

Os resultados poderão ser anotados na tabela abaixo:

Saliente aos alunos que as medidas de corrente feitas pelo multímetro sugerido sairão em mA e que deverão ser convertidas para ampère na hora de calcular o valor da resistência elétrica do resistor R1, pois desse modo o valor da resistência sairá em ohms.

Dê um destaque ao fato dos valores das resistências obtidas em cada medida no resistor R1 darem praticamente iguais. Esses resultados comprovam a primeira lei de Ohm.

Se possível peça para os alunos conferirem os valores obtidos para a resistência do resistor R1 com o valor obtido para essa mesma resistência com o código de cores.

Sugestões

Aproveite a oportunidade para explicar o funcionamento dos instrumentos de medição. O multímetro será usado como voltímetro e como amperímetro e com isso você poderá explicar que o voltímetro deve ser ligado em paralelo e que o mesmo tem uma resistência alta, e o amperímetro é ligado em série e possui uma resistência baixa. Explique porque o voltímetro tem alta resistência e o amperímetro tem baixa resistência.