A aula 6 contou com a participação de 35 alunos que foram divididos em 10 grupos. De maneira geral, os alunos conseguiram realizar as atividades de medida. No início, muitos grupos apresentaram dificuldades em seguir as instruções ou fazer a relação entre a instrução e o circuito real. A dificuldade maior foi saber quais “jacarezinhos” desconectar para colocar o multímetro em série. Após um primeiro momento mais complicado, quando o professor precisou auxiliar mais de perto os estudantes, todos entenderam o processo de montagem, passaram a construir os circuitos e a agir de maneira mais independente.
A seguir apresentamos a análise das respostas dadas pelos grupos ao questionário:
1) Qual o comportamento teórico que se esperava para a Tensão Elétrica em cada uma das formas de se associar as lâmpadas?
No total, oito dos dez grupos citam que a tensão elétrica fornecida pela bateria deveria ser dividida entre cada uma das lâmpadas na ligação em série. Um dos grupos cita que a tensão elétrica era a mesma que a bateria fornecia em cada uma das lâmpadas, ou seja, sem dividi-la, o que na verdade acontece na ligação em paralelo. Por fim, outro grupo cita que as primeiras lâmpadas deveriam ter maior tensão elétrica por estarem mais próximas da bateria.
Para a ligação em paralelo, nove grupos citam que a tensão elétrica em cada lâmpada deveria ser a mesma que a fornecida pela bateria. O único grupo que responde diferentemente, afirma que a tensão seria dividida entre as lâmpadas. Este é o mesmo grupo que respondeu o contrário na ligação em série, portanto, eles trocam os conceitos das ligações.
De maneira geral, os grupos apresentaram o que era esperado dos comportamentos teóricos acerca de tensão elétrica nos dois tipos de associação, cumprindo de maneira positiva os objetivos dessa primeira atividade.
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2) Qual o comportamento teórico que se esperava para a Corrente Elétrica em cada uma das formas de se associar as lâmpadas?
No total, nove dos dez grupos citam que a corrente elétrica fornecida seria a mesma em todas as lâmpadas na ligação em série. Apenas um dos grupos afirma que a corrente elétrica fica cada vez mais fraca conforme passa pelas lâmpadas. Dessa maneira, a última lâmpada acaba ficando mais fraca que as primeiras.
Para a ligação em paralelo, seis grupos citam que a corrente elétrica seria dividida em cada lâmpada, porém, por serem lâmpadas idênticas, elas teriam o mesmo valor. Desses grupos, dois afirmam que a corrente ficaria mais fraca que na série, uma vez que seria dividida em três partes. Isso não acontece de fato, e esse erro conceitual deve-se, provavelmente, ao fato de não termos aprofundado o conceito de resistência equivalente. Um dos grupos explica ser o esperado apenas a lâmpada mais próxima da bateria receber a corrente, uma vez que esse seria o menor caminho. Outro grupo afirma que quanto mais próximo da bateria, maior seria a corrente elétrica que passaria pelas lâmpadas. Ainda houve grupo que se manifestou, afirmando que a corrente elétrica seria a mesma nas três lâmpadas, reforçando a não divisão. Segundo eles: “A corrente vai ser igual em todas as lâmpadas, porque os mesmos elétrons passam por todas elas”.
De maneira geral, os grupos apresentaram conhecimento do que era esperado no comportamento teórico da tensão elétrica, nos dois tipos de associação, cumprindo, de maneira positiva, os objetivos dessa primeira atividade. Porém, houve algumas confusões sobre a corrente elétrica. Antes do seguimento da atividade, solicitou-se aos alunos que compartilhassem as respostas. Consideramos necessária uma discussão para apontar e corrigir essas falhas, o que se tornou mais uma oportunidade para reforçar os conceitos no final da atividade.
3) Descreva se o que foi observado nas medidas presentes da tabela representa o padrão de comportamento que se esperava na teoria para o fenômeno da tensão elétrica. Caso negativo, o que você acredita que possa ter interferido?
Dos dez grupos que participaram da tarefa, sete declaram que o resultado estava de acordo com o esperado no resultado teórico, e destes, cinco apontam que não se pode ter a medida perfeitamente igual em todas as vezes, porque existe uma margem de erro que se pode tolerar como igual. Desses cinco, apenas 3 chegaram a elaborar hipóteses para explicar tal diferença. As hipóteses levantadas foram:
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• Para medir a tensão, ao posicionar o multímetro, foi deixado mais fio de cobre de um lado do que de outros, possivelmente se referindo ao aumento de resistência elétrica, causada pelo excesso de fio;
• Outros grupos atribuíram os resultados a pequenas diferenças ou imperfeições nas lâmpadas.
Dos grupos que não concordam que o resultado corresponde à teoria, dois deles não consideram a margem de erro da medida, atribuída a imprecisões de medidas e à imprecisão do instrumento. Como os valores não eram perfeitamente iguais aos esperados na teoria, afirmam que os resultados não condizem com a mesma.
Um dos grupos apresentou valores muito diferentes, possivelmente por algum erro de medida, o que gerou um problema na análise. O grupo justificou a diferença com duas hipóteses: ou as lâmpadas não eram idênticas, ou a teoria não se aplicava tão bem na prática em razão dos materiais não serem os ideais.
Abaixo transcrevemos alguns exemplos de respostas:
Chegamos nos valores perto um do outro na medida dos Volts, como era esperado, mas tem algumas coisas que dão uma pequena diferença, até porque não da pra ter uma lâmpada completamente idêntica a outra, então quando era pra dar valor igual as vezes aparece uma pequena mudança. (Aluno 6, Grupo 4)
Os valores que chegamos de tensão no paralelo são bem próximos do esperado, só mudando um pouco, acho que pegamos mais fio na hora de fazer uma medida do que na outra, o que não é grande coisa, mas pode mudar um pouquinho a medida. (Aluno 7, Grupo 5)
A teoria não funciona muito bem, porque mesmo as lâmpadas sendo iguais, o valor da tensão não é 100% igualzinho um do outro. (Aluno 8, Grupo 6)
4) Descreva se o que foi observado nas medidas presentes na tabela representa o padrão de comportamento que se esperava na teoria para o fenômeno da corrente elétrica. Caso negativo, o que você acredita que possa ter interferido?
Dos dez grupos sete afirmam que o resultado correspondia ao esperado daquele apontado no resultado teórico. Os mesmos cinco grupos que indicaram a margem de erro para tensão elétrica voltam a citá-la no caso da corrente elétrica. Como na questão anterior, dois dos grupos que não concordam que o resultado corresponde à teoria, não levaram em conta a margem de erro. Assim, como os valores não são perfeitos, os grupos reforçam que os
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resultados não condizem com a teoria. Um grupo, apesar da discussão realizada após a questão 2, insistiu na ideia de que a soma das correntes no circuito em paralelo daria o mesmo valor da corrente que passa pelo circuito em série.
Nós esperávamos que a como a corrente era dividida no paralelo nas três lâmpadas e na série não, achamos que a soma das que passavam nas três lâmpadas em paralelo ia ser igual o valor da corrente que passa nas em série, mas isso não aconteceu. Não sabemos o motivo. (Aluno 9, Grupo 3)
Como dito na descrição dessa atividade na pergunta 3 e 4, esperava-se que os alunos descrevessem pequenas oscilações de medidas do que era esperado na teoria, desde que realizassem a atividade de maneira correta, uma vez que, na prática, não estamos trabalhando com materiais ideais, e isso pode gerar algumas imprecisões. Pudemos observar que os alunos foram capazes de verificar o comportamento teórico na prática da corrente elétrica e da tensão elétrica.
Conclusões da atividade de verificação
Concluímos que a atividade de verificação teve grande valor ao permitir a discussão do mundo idealizado e do mundo real, para que os estudantes possam compreender a relação entre um fenômeno discutido isoladamente na teoria e da prática onde se mistura diferentes fatores. Além disso, alguns alunos relataram compreender melhor o que é um circuito em série e paralelo após realizarem a montagem.
De maneira geral, podemos afirmar que os alunos:
I. foram capazes de realizar e analisar as medidas de tensão e corrente elétricas em série e paralelo;
II. entenderam as limitações que a teoria pode apresentar na prática, dado o uso de equipamentos, que apresentam comportamentos diferentes dos idealizados na teoria;
III. tiveram a oportunidade de aprender a usar ferramentas de medidas, não tão cotidianas, como o multímetro;
Podemos ainda destacar que a atividade de verificação suscitou questões inesperadas, que na discussão teórica dificilmente teria aparecido, um exemplo, é o fato de os alunos esperarem que a soma das correntes elétricas no circuito em paralelo fosse igual ao valor da corrente elétrica no circuito em série.
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