Aula 128 — Intensidade da Corrente Elétrica (Cálculo de carga por tempo)
50 minObjetivo geral
Compreender a intensidade de corrente elétrica como a razão entre a carga que atravessa uma seção do condutor e o intervalo de tempo correspondente.
Objetivos específicos
- Definir intensidade de corrente elétrica: i=ΔQ/Δt.
- Calcular a carga que atravessa uma seção de um condutor num dado intervalo de tempo, conhecida a corrente.
- Reconhecer a unidade ampere (A) e sua relação com coulomb e segundo.
- Calcular o número de elétrons que atravessam uma seção do condutor, a partir da carga transportada.
Conhecimentos prévios
- Carga elétrica e quantização, Q=n·e (Módulo 8, Aula 111).
- Corrente elétrica como fluxo ordenado de cargas (Aula 127).
Recursos didáticos
- Apresentação de slides — Possor_Aula128_Apresentacao.pptx.
- Calculadora simples.
- Quadro/lousa e material de escrita.
Desenvolvimento da aula
Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios
5 min · Ausubel — ativação de subsunçoresO professor pergunta: "quando dizemos que um chuveiro elétrico 'puxa' uma corrente de 30 ampères, o que esse número está realmente medindo?" Ouvir hipóteses.
Problematização Inicial
5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipadoPerguntar: o ampère mede a quantidade de carga, o tempo, ou uma relação entre os dois? Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): confundir intensidade de corrente com a quantidade total de carga, sem considerar o tempo envolvido.
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaApresentação dos slides 2 a 8: a INTENSIDADE DE CORRENTE ELÉTRICA i é definida como a razão entre a carga ΔQ que atravessa a seção transversal de um condutor e o intervalo de tempo Δt correspondente: i=ΔQ/Δt. A unidade no SI é o AMPÈRE (A), definido como 1A=1C/s — resolvendo o obstáculo do Momento 2: o ampère mede uma RELAÇÃO entre carga e tempo, não apenas a carga isolada. A partir da carga total transportada, pode-se calcular o número de elétrons envolvidos usando a relação de quantização Q=n·e, já vista na Aula 111.
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento ProximalResolução guiada: calcular a intensidade de corrente quando uma carga de 12C atravessa a seção de um fio em 4s (i=12/4=3A). Em duplas: calcular quantos elétrons atravessam uma seção quando uma carga de 3,2×10-18C passa por ela (n=20 elétrons).
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteAplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).
Síntese e Fechamento
3 min · Consolidação (fechamento circular)Retomar a pergunta do Momento 1: os 30 ampères do chuveiro medem quantos coulombs de carga atravessam o fio a cada segundo de funcionamento.
Avaliação formativa
Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.
Lista de exercícios
1. Uma carga de 12 C atravessa a seção de um fio em 4 s. Qual a intensidade da corrente elétrica?
Gabarito: i=ΔQ/Δt=12/4=3 A.
2. Uma lâmpada é percorrida por uma corrente de 0,5 A durante 2 minutos. Qual a carga total que passou por ela?
Gabarito: Δt=2 min=120 s; ΔQ=i·Δt=0,5×120=60 C.
3. Calcule quantos elétrons atravessam a seção de um fio quando uma carga de 3,2×10-18 C passa por ele (e=1,6×10-19 C).
Gabarito: n=Q/e=3,2×10-18/1,6×10-19=20 elétrons.
4. Por uma seção de um condutor passam 5×1019 elétrons em 2 s. Qual a intensidade da corrente elétrica? (e=1,6×10-19 C)
Gabarito: Q=n·e=5×1019×1,6×10-19=8 C; i=Q/t=8/2=4 A.
5. Explique por que 1 ampère é definido como 1 coulomb por segundo.
Gabarito: Porque a intensidade de corrente mede a rapidez com que a carga elétrica atravessa uma seção do condutor — 1 A representa a passagem de 1 C de carga a cada 1 s.
Observações e extensão
Próxima aula: Resistência Elétrica e 1ª Lei de Ohm (U=R⋅i). Nota para o professor: reforçar a diferença entre carga (C) e corrente (A) — é um dos erros mais comuns nesse ponto do curso.