1SP-054

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30-45 min

6 ao 9 ano

Avançado

Usina humano-elétrica – dínamo

Nesta aula você irá estudar sobre geradores de energia e irá construir um.

Aula criada por:

Thiago T. Tamer

Suporte ao Professor

Objetivos da Aula

- Conhecer os tipos de energia;
- Compreender o funcionamento de geradores de energia.

Preparar

Esta aula deve ser realizada em uma sala com projetor
Para esta dinâmica, será necessário um computador ou tablete por aluno.

Material do Aluno

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Envolver

Um dínamo é um equipamento capaz de transformar energia mecânica em energia elétrica. Consiste em um imã fixo a um eixo em torno de uma carcaça (como se fosse um motor), em que há bobinas (um grande fio de cobre enrolado inúmeras vezes). O eixo não tem contato direto com a carcaça, mas quando ele gira o imã faz com que induza uma corrente elétrica nos polos da bobina, gerando assim, energia elétrica.

Os dínamos estão presentes em automóveis (alternador) para carregar a bateria e alimentar o sistema elétrico do carro e também em algumas bicicletas antigas nas quais existiam dínamos acoplados à roda (como na foto ao lado) para gerar energia para o farol da bicicleta.

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Explorar

Agora, utilize o manual de instruções e siga passo a passo para montar seu próprio gerador. Nele há uma manivela que está acoplada no eixo do motor, ela servirá como o nosso dínamo, gerando corrente para acender os LED’s presentes no sensor ultrassônico.

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Explicar

Para programar o gerador de energia, os alunos utilizarão um recurso que não utilizamos nas nossas aulas até agora: as variáveis.

Variáveis são ferramentas que auxiliam o armazenamento de dados, no nosso caso ela irá armazenar os valores lidos da força aplicada no motor, e irá armazenar numa variável chamada “força”, como você pode observar na imagem. Para criar uma variável procure as opções de variável no canto esquerdo da tela e crie uma com o nome que desejar.

Observe que a programação tem duas partes, a da direita serve para identificar se a força do motor está direcionada para o sentido horário ou anti-horário. Em um dos sentidos a força será negativa, caso ela seja negativa, há um bloco que irá multiplicar o valor da força por –1 para transformar e armazenar sempre na variável “força” um valor positivo.

Com os valores armazenados na variável “força” a parte da esquerda serve para comparar o valor da força, e quanto maior for o valor mais LED’s do sensor ultrassônico irão acender.

  • Conecte o motor na porta C

  • Conecte o sensor ultrassônico na porta E.

  • Conecte o sensor de luz na porta A.

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Elaborar

Teste e gire a manivela em diferentes velocidades para observar quais LED’s acendem de acordo com a velocidade. Caso queira você poderá alterar na programação quais LED’s irão acender de acordo com a força.

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Avaliar

(Continuamente durante toda a aula)

  • Incentive seus alunos a refletirem durante a aula fazendo perguntas de "por que" e "como".

  • Faça perguntas orientadoras para incentivá-los a "pensar em voz alta" e explicar seus processos de raciocínio nas decisões para resolver problemas que tomaram durante os desafios.

Lista de Observações

  • Meça a proficiência de seus alunos pedindo para descreverem as forças em ação nos seus modelos.

  • Crie uma escala que corresponda às suas necessidades. Por exemplo:Precisa de ajuda adicional
    Pode trabalhar de forma independente
    Pode ensinar os outros

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Dicas para o professor

Esta aula é muito importante para que os alunos estudem sobre tipos de energia e geração de energia elétrica, eles irão construir um protótipo de um gerador elétrico.

Leia os tópicos e as orientações para o professor de cada passo antes de iniciar a aula, estude e teste o passo 4 (programar) antes da aula para entender e explicar o algoritmo de programação para os alunos. É importante ler os documentos das orientações do passo 1 para contextualização da aula.

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