Scaling Up Inclusion: Robotics, a STEM focused Project. Centro de Formação de Associação de Escolas Paços de Ferreira, Paredes e Penafiel

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1 Scaling Up Inclusion: Robotics, a STEM focused Project Centro de Formação de Associação de Escolas Paços de Ferreira, Paredes e Penafiel Alberto Brochado, Eugénio Oliveira, Fernando Coelho

2 Objetivos a atingir Entender o conceito STEM; Utilizar as STEM para motivar os alunos; Entender / Implementar o Pensamento Crítico; Entender / Implementar o trabalho colaborativo; Adquirir fundamentos básicos de eletricidade; Adquirir fundamentos básicos de eletrónica; Connhecer a placa de ensaio Breadboard ; Conhecer / utilizar diversas placas Arduíno; Conhecer/utilizar diverso hardware p/ conectar ao Arduíno; Programar Arduíno; Utilizar as STEM em sala Alberto Brochado, Eugénio Oliveira, Fernando Coelho

3 Sessão 2 Eletricidade Circuitos elétricos Propriedades da eletricidade Tensão Resistência Corrente Lei de Ohm Componentes eletrónico Introdução Resistências Díodos Led Switches Potenciómetros Breadboard Esquema Como usar Alberto Brochado, Eugénio Oliveira, Fernando Coelho

4 Eletricidade Centro de Formação de Associação de Escolas Paços de Ferreira, Paredes e Penafiel Alberto Brochado, Eugénio Oliveira, Fernando Coelho

5 Significado Definição Eletricidade é uma propriedade física que se manifesta através da atracão ou repulsão entre as partes da matéria. Esta propriedade tem origem na existência de eletrões (com carga negativa) ou protões (com carga positiva). A eletricidade é uma forma de energia que se baseia na dita propriedade física e que se pode manifestar em repouso (eletricidade estática) ou em movimento (corrente elétrica). A eletricidade, neste sentido, pode gerar calor ou luz. Forma

6 Circuitos Elétricos Um circuito elétrico é um caminho ou itinerário para a corrente elétrica. Em todos os circuitos elétricos têm de existir: um gerador que funcione como fonte de energia; um ou mais recetores que transferem e transformam a energia elétrica que chega até eles; fios condutores de ligação que são o elo de ligação entre os vários constituintes do circuito e um ou mais interruptores.

7 Circuitos Elétricos Série Num circuito em série a corrente elétrica, movimento dos eletrões, tem apenas um caminho para percorrer. Assim, todos os elementos do circuito serão percorridos pelo mesmo valor desta grandeza. Mistos Paralelo Num circuito paralelo a corrente elétrica percorre o circuito por diferentes caminhos ou ramos disponíveis. Teremos, para uma mesma diferença de potencial, uma corrente elétrica que depende do elemento resistivo integrado nesse ramo.

8 Tensão Elétrica Tensão Elétrica, também chamada de diferencial de potencial elétrico pode ser entendida como uma espécie de força que faz com que circule a corrente elétrica através de um condutor. A sua unidade de medida é o Volt (V).

9 Resistência Elétrica Resistência Elétrica (R ou r) é a capacidade de um condutor se opor e dificultar a passagem da corrente elétrica. Isto é conseguido através de Resistências que transformam a energia elétrica em energia térmica. Medida em Ohm Ω

10 Intensidade da corrente Elétrica A intensidade de corrente elétrica consiste na quantidade de carga elétrica que atravessa a secção reta de um condutor na unidade de tempo. A intensidade de corrente representa se por I e a sua unidade é o ampere.

11 Lei de Ohm A corrente, a tensão e a resistência elétrica estão relacionadas entre si. Por exemplo, se pegarmos um condutor que possui uma certa resistência elétrica e a ele aplicarmos uma tensão, faremos com que circule uma certa corrente por esse condutor. Se dobrarmos a tensão aplicada, a corrente também dobra. Essa relação é mostrada na primeira lei de Ohm: Tensão é igual ao Valor da resistência multiplicado pelo valor da corrente V=R.I R=V/I I=V/R

12 Lei de Ohm (Exercício) Exercício Calcule a resistência elétrica de uma resistência que apresenta 10 A de intensidade de corrente elétrica e 200 V de diferença de potencial Resolução Segundo a Primeira Lei de Ohm, a resistência é calculada pela seguinte expressão: R = V/I Sendo, V = 200V I = 10A R = 200/10 R = 20 Ω Logo, a resistência é de 20 Ω. Tensão é igual ao Valor da resistência multiplicad opelovalordacorrente V=R.I R=V/I I=V/R

13 Componentes Eletrónicos O que são Componentes Eletrónicos? Os componentes eletrónicos são a estrutura de um circuito eletrónico, isto é, são os componentes que fazem parte de qualquer circuito elétrico ou eletrónico (desde os mais simples aos mais complexos) e que estão interligados entre si. Alberto Brochado, Eugénio Oliveira, Fernando Coelho

14 Resistências Resistências são componentes de circuitos elétricos e a sua função é resistir à passagem da corrente elétrica, por isso, a maior parte deles é feita com carvão em pasta, componente que é um isolante elétrico. Quando um determinado circuito elétrico for ilustrado, o símbolo à direita será utilizado para identificar uma resistência: Para resistências muito pequenas que compõem circuitos elétricos, por exemplo, existe um código de cores que define o valor da resistência a partir de valores atribuídos a cores específicas.

15 Resistências

16 O díodo é um componente eletrónico de dois terminais, que conduz corrente elétrica preferivelmente em um só sentido, bloqueando a sua passagem no sentido oposto. Também pode ser chamado de Regulador de Tensão Díodos O díodo é construído a partir de materiais semicondutores, como o silício ou o germânio, que são fundidos para criar uma junção P N, sendo que P representa a polaridade positiva e N, a negativa. A polaridade positiva P de um díodo é onde há falta de eletrões, sendo essa região também chamada de lacuna ou buraco. A parte negativa N possui excesso de eletrões.

17 LED LED é a sigla para Light Emitting Diode, que significa díodo emissor de luz. Consiste numa tecnologia de condução de luz, a partir energia elétrica.

18 Switches O interruptor é um dispositivo simples, usado para abrir ou fechar circuitos elétricos.

19 STEM com Robótica Potenciómetros ou reóstatos Componente com resistência elétrica variável que, num circuito, permite fazer variar a intensidade da corrente.

20 Breadboard ou placa de ensaio é uma placa com orifícios e ligações condutoras para montagem de circuitos elétricos experimentais. A grande vantagem da placa de ensaio na montagem de circuitos eletrónicos é a facilidade de inserção de componentes, uma vez que não necessita soldagem. As placas variam de 800 furos até 6000 furos, tendo conexões verticais e horizontais. No entanto, a sua grande desvantagem é o seu "mau contato", e muitas vezes a pessoas preferem montar os seus circuitos com muitos fios em vez de usar a placa de ensaio.

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