Gerador de alta tensão regulável (GATR) : uma proposta para o ensino da eletrostática

Abstract

Neste trabalho, submetemos uma alternativa metodológica para a inserção de conceitos científicos sobre as características físicas dos fenômenos elétricos relativos à Eletrostática no processo ensino-aprendizagem. Utilizamos um Gerador Regulável de Alta Tensão (GRAT), tipo bobina de Tesla, tendo como base uma potente fonte de tensão variável tipo CC de até 24 Volts e 5 Amperes, e um oscilar de Hartley ZVS funcionando como controlador de alimentação de um flyback para geração da alta tensão. A pesquisa foi aplicada e desenvolvida com alunos do nono ano do ensino fundamental em uma escola localizada em Jaboatão dos Guararapes e em outra escola com alunos do 3o ano do ensino médio localizada em Camaragibe, ambas em Pernambuco. Aplicamos o experimento cujo objetivo principal foi promover uma aprendizagem significativa, elucidando por meio de práticas experimentais conceitos da eletrostática e determinando uma relação matemática que permita calcular força elétrica, campo elétrico, potencial elétrico e energia potencial. Nosso equipamento, “o GATR”, é confeccionado com material relativamente de baixo custo, formado por uma caixa eletrônica ligada por meio de um cano de PVC a uma bola de alumínio. Quando o GATR é ligado entre uma esfera de alumínio e o bastão de descarga, gera uma alta tensão que utilizamos para realizar processos de eletrização, verificar as linhas de campo, o vento magnético, o potencial elétrico, a força entre cargas elétricas e a rigidez dielétrica do ar. Essas observações fortalecem nossa compreensão dos conceitos teóricos. A observação e análise desses fenômenos produzidos proporcionam aos estudantes uma enorme motivação e fácil entendimento dos conteúdos abordados, nos quais eles levantam suposições e definem conceitos relevantes aos seus conhecimentos prévios, permitindo assim um ensino aprazível. A presente submissão (proposta) da sequência didática para as atividades de Física, embasada no presente experimento, foi elaborada de tal maneira que os discentes possam trabalhar em equipe, uma metodologia eficaz na qual prevalece o instinto coletivo e cooperativo, ajudando a atingir avanços na construção do conhecimento e na consolidação dos conteúdos apreendidos em Física.