Isolantes e condutores

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1 s e condutores Fornecido pelo TryEngineering - Clique aqui para dar seu feedback sobre esta lição Foco da lição Demonstrar os conceitos de conduzir e isolar eletricidade. Nota: Este plano de aula foi criado exclusivamente para uso em sala de aula, sob supervisão de um professor familiarizado com conceitos de eletricidade e eletrônica. Resumo da lição A atividade s e condutores incentiva os alunos a testar diferentes materiais em sala de aula para determinar se cada um deles é condutor ou isolante de eletricidade. Os estudantes trabalham em equipe para testar suas previsões sobre cada material e então os grupos comparam resultados e analisam as descobertas. Faixa etária Objetivos Aprender sobre as propriedades elétricas de diferentes materiais. Aprender como condutores e isolantes reagem à corrente elétrica. Resolver manipulações algébricas simples, envolvendo quadrados e raízes quadradas. Aprender como fazer previsões e tirar conclusões. Aprender sobre trabalho em equipe e como trabalhar em grupo. Resultados esperados para os alunos Como resultado desta atividade, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Propriedades elétricas. es e isolantes. Circuitos e corrente. Como fazer e testar previsões. Trabalho em equipe. Atividades da lição Os alunos testarão diversos materiais em um circuito, para determinar se cada um dele se comporta como isolante ou condutor. Os estudantes farão previsões sobre cada material e discutirão os resultados em equipe e na turma como um todo. As equipes de alunos também construirão seus próprios testadores de circuito, usando fios elétricos, pilhas e uma lâmpada. s e condutores Página 1 de 8

2 Recursos/Materiais Documentos de recursos do professor (anexos). Folha de trabalho do aluno (anexa). Folha de recursos do aluno (anexa). Alinhamento a grades curriculares Consulte a folha de alinhamento curricular anexa. Recursos na internet TryEngineering (). Museu virtual do IEEE ( Padrões da ITEA para a Educação Tecnológica: conteúdo para o estudo de tecnologia ( Compêndio McREL de Padrões e Marcas de Referência ( Uma compilação dos padrões atuais do currículo K-12 (ensino fundamental e médio) dos EUA, em formatos pesquisável e navegável. Princípios e Padrões para a Matemática Escolar do Conselho Nacional de Professores de Matemática dos EUA ( NIST - Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA ( informações sobre medições e incerteza em medições. Padrões Educacionais de Ciência dos EUA ( Leituras recomendadas DK Eyewitness Series: Electricity (ISBN: ). Make Cool Gadgets for Your Room, de Amy Pinchuk e Teco Rodriques (ISBN: ). My World of Science: Conductors and Insulators, de Angela Royston (Heinemann Educational Books, ISBN: ). Atividade escrita opcional Escrever um ensaio (ou parágrafo, dependendo da idade) descrevendo um produto que não funcionaria bem se fossem usados outros materiais em sua construção. Por exemplo, uma lâmpada elétrica com um fio de plástico como filamento não funcionaria. s e condutores Página 2 de 8

3 s e condutores Para professores: Alinhamento a grades curriculares Nota: Todos os planos de aula deste conjunto são alinhados ao National Science Education Standards dos EUA, produzidos pelo National Research Council e endossados pela National Science Teachers Association e, se aplicável, ao Standards for Technological Literacy da International Technology Education Association. Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, séries K-4 (idades de 4 a 9 anos) CONTEÚDO PADRÃO A: ciência como investigação Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: As habilidades necessárias para realizar investigação científica. Compreensão sobre a investigação científica. CONTEÚDO PADRÃO B: ciências físicas Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Luz, calor, eletricidade e magnetismo. CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: Compreensão de ciência e tecnologia. Padrões Educacionais de Ciências dos EUA, 5ª a 8ª séries (idades de 10 a 14 anos) CONTEÚDO PADRÃO A: ciência como investigação Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: As habilidades necessárias para realizar investigação científica. Compreensão sobre a investigação científica. CONTEÚDO PADRÃO B: ciências físicas Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver uma compreensão de: Propriedades e alterações das propriedades da matéria. Transferência de energia. CONTEÚDO PADRÃO E: ciência e tecnologia Como resultado das atividades, os estudantes devem desenvolver: Compreensão de ciência e tecnologia. Padrões para a Educação Tecnológica - todas as idades Projeto Padrão 10: Os estudantes desenvolverão uma compreensão do papel da busca de erros, pesquisa e desenvolvimento, invenção e inovação e experimentação na solução de problemas. s e condutores Página 3 de 8

4 s e condutores Para professores: Recursos do professor Materiais Guia de recursos do aluno e folha de trabalho do aluno. 3 pedaços de fio elétrico (desencapar as pontas). Pilha (tamanho grande ou D). Lâmpada elétrica de 1,5 volt e soquete. Grampos de papel. Diversos materiais que sejam condutores ou isolantes, em quantidade suficiente para que cada equipe selecione dez materiais de um conjunto de pelo menos 40 (sugestões: clipe de papel metálico, papel, borracha, papel-alumínio, caneta de metal, elástico, lápis, moeda, grampo de cabelo, chave). Procedimento 1. Construa para a turma um modelo de circuito elétrico, usando fios, lâmpadas e uma pilha. Demonstre as propriedades de isolamento e condutividade, testando diversos materiais diferentes. 2. Forneça as folhas de referência do aluno a cada aluno. (Nota: elas podem ser distribuídas antes, sendo sua leitura dada como lição de casa antes da atividade em sala de aula.) 3. Mostre uma das construções, juntamente com um objeto que isole e outro que conduza eletricidade. 4. Divida os alunos em grupos pequenos, de 3 a 4 estudantes cada. 5. Forneça a cada grupo fios elétricos, uma lâmpada e uma pilha e peça-lhes para montar seus próprios testadores de condutividade. 6. Peça aos grupos de alunos que selecionem cinco materiais que eles achem que conduzam eletricidade dentre os materiais disponíveis (consulte a lista de materiais). Os grupos também devem selecionar cinco materiais que eles achem que não conduzam eletricidade. Os itens selecionados serão listados na folha de trabalho do aluno. 7. Os grupos de alunos fornecerão suas previsões a outra equipe, para teste - de forma que cada equipe testará as previsões de uma outra equipe. 8. Os resultados são registrados na folha de trabalho do aluno e expostas ao grupo. Tempo necessário 1 a 2 aulas. Idéias de extensão Pedir para que os alunos tragam materiais de casa para testar. s e condutores Página 4 de 8

5 s e condutores Recurso do aluno: O que são isolantes e condutores? es/condutividade Condutividade é a capacidade ou poder de conduzir ou transmitir calor, eletricidade ou som. Os condutores são materiais pelos quais a eletricidade passa com facilidade, que não criam resistência ao fluxo da eletricidade. Exemplos são o cobre, alumínio, aço, prata, ouro e eletrólitos. Nem todos os materiais conduzem eletricidade igualmente bem. s s são materiais que resistem ao fluxo da eletricidade, de forma que ela não passe com facilidade. Exemplos são o plástico, madeira, borracha, tecido, ar e vidro. Alguns materiais são melhores isolantes de eletricidade do que outros. Desafio Você acha que os seguintes objetos são mais provavelmente condutores ou isolantes? Borracha Caneta de metal Envelope de papel Lápis Clipe de papel Giz Moeda Colher Prego s e condutores Página 5 de 8

6 s e condutores Recurso do aluno: O que é um circuito simples? Circuito simples Um circuito simples consiste em três elementos básicos, que são necessários para constituir um circuito elétrico funcional: uma fonte de eletricidade (pilha), uma rota ou condutor pela qual a eletricidade flui (fio elétrico) e um resistor elétrico (lâmpada), que é qualquer dispositivo que exija eletricidade para funcionar. A ilustração a seguir mostra um circuito simples que consiste de uma pilha, dois fios elétricos e uma lâmpada. O fluxo de eletricidade sai do terminal de potencial mais alto (+) da pilha, passa pela lâmpada (iluminando-a) e retorna pelo terminal negativo (-), em um fluxo contínuo. Diagrama esquemático de um circuito simples A seguir está um diagrama esquemático do circuito simples, mostrando os símbolos usados em eletrônica para a pilha, o interruptor e a lâmpada. s e condutores Página 6 de 8

7 s e condutores Folha de trabalho do aluno: Atividade de isolantes e condutores Procedimento Sua equipe receberá fios elétricos, uma lâmpada e uma pilha. Montem um testador de condutividade semelhante àquele abaixo. Então, em equipe, escolham cinco materiais que vocês achem que conduzem eletricidade (condutores) e cinco outros que vocês achem que não conduzem (isolantes). Listem-nos em sua folha de trabalho do aluno. Toquem sua folha de trabalho do aluno preenchida com a de outra equipe. Vocês testarão as previsões uns dos outros. Testem cada material e forneçam os resultados à equipe cujas previsões vocês testaram. Discutam as descobertas em grupos. O que causou surpresa? Vocês podem criar um testador de condutores sólidos com uma pilha, três fios e uma lâmpada, conforme mostrado acima. Se um material que conduz eletricidade for colocado entre os dois grampos de metal, a lâmpada acende. Se o material colocado entre os grampos não conduzir eletricidade, a lâmpada não acende. De certa maneira, ao colocar um condutor sólido no circuito e depois removendo-o, você está criando um interruptor simples. s e condutores Página 7 de 8

8 s e condutores Folha de trabalho do aluno: Previsões da equipe de alunos 1: Materiais que a equipe 1 prevê que são condutores 1 1 Materiais que a equipe 1 prevê que são isolantes Resultados da equipe de alunos 2: Testem os materiais selecionados pela equipe 1 e então listem-nos no quadro apropriado. es s Perguntas: 1. Que percentual das previsões da equipe 1 estavam corretas? 2. Por que engenheiros civis e outras pessoas que projetam uma estrutura precisam estar bem familiarizados com isolantes e condutores? s e condutores Página 8 de 8