Qual o valor da corrente de curto-circuito?

Qual o valor da corrente de curto-circuito?

Recebo todos os dias várias solicitações de resolução de exercícios e pedidos de ajuda de alunos de todo o Brasil. Em muitos desses pedidos a seguinte frase parece atormentar os alunos: Qual o valor da corrente elétrica de curto-circuito.

Só de ler a frase "valor da corrente de curto-circuito" o aluno já congela ou acaba soltando o famoso "agora fudeu".

Por que será que ao ler a palavras calcule, qual o valor e determine os alunos têm tanto medo? Medo? Sim! Porque é o medo de errar, o medo de mostrar que não sabe, ou o medo de “passar vergonha” na frente dos amigos que impede muitos alunos de enfrentar os exercícios de física e aprender o conteúdo de maneira satisfatória.

Se você está interessado em ir direto para a resolução de um exercício de física com calculo da corrente de curto-circuito o exercício está no fim do texto. Caso queira entender um pouco mais sobre um dos motivos que travam os alunos quando estão resolvendo exercícios de física segue a minha contribuição.

O medo inconscientemente impede alguns alunos de estudar física.

Claro, existem vários motivos para que um aluno não consiga desenvolver bem seus estudos em física, mas hoje quero falar do medo porque, em muitos casos, é ele que determina se o aluno continuará estudando ou se larga de vez a disciplina.

É muito triste ver que na maioria das nossas escolas temos uma propagação da cultura do medo. Digo cultura do medo porque é o mecanismo que muitos professores de física e instituições reproduzem para que não seja necessário que saiam da sua zona de conforto (ou desconforto). É isso mesmo! Se o aluno tem medo de se expor e de se esforçar para compreender a física é culpa do sistema de ensino que propaga essa cultura do medo.

Podemos chamar de cultura aqui o conhecimento, as crenças, a lei, a moral, os costumes que envolvem o ambiente escolar. Os professores sofrem com a falta de investimento na educação e com a desvalorização do seu trabalho, nem vou falar muito sobre as dificuldades dos professores porque isso já é entendido por todos aqui. Mas o complicado é que o professor não está em uma boa posição e isso contribui para que, em muitas ocasiões, ele não questione as crenças que reproduz em sala de aula.

Crenças limitantes que impendem o aluno de avançar em seus estudos.

Muitos professores gostam de reproduzir em sala de aula que a física é uma disciplina de NERD, ou de pessoas muito inteligentes, numa fala que força o aluno que tem dificuldade achar que a física é uma disciplina para poucos. Como assim os mais inteligentes? Nem vou entrar no mérito de falar sobre os vários tipos de inteligência, porque isso daria mais um texto de três páginas. Mas se um aluno não acerta um exercício ou não compreende um conceito de física ele não é inteligente, é isso? Quem é que vai querer se arriscar a estudar e se descobrir menos inteligente que os outros? As crenças limitantes propagadas nas salas de aula são muitas.

Quando um aluno erra um exercício de física, ele não é levado a pensar o quanto evoluiu com esse erro e o quanto pode crescer com isso. O que acontece é que o professor muitas vezes coloca um X na folha e pronto, ali acabou o exercício e o aprendizado do aluno. Quando o ideal seria, verificar onde o aluno está com dificuldade, mostrar para ele outro caminho para a resolução, mostrar que ao corrigir o erro ele aprende como não fazer e ao mesmo tempo como fazer, ou seja, aprende muito mais errando do que acertando.

Se um aluno erra, os outros acabam por reforçar o erro, muitas vezes rindo de uma leitura mal feita, ou expondo erros de matemática básica aos outros colegas da sala simplesmente para mostrar que o erro foi, para eles, “bobo”. Isso gera o medo!

Em muitos casos um aluno sofre algum tipo de constrangimento em sala de aula, e nesse momento a carga emocional pode ser tão grande e negativa que pode deixar cicatrizes por toda a trajetória escolar deste aluno.

Exemplo: Um aluno do quinto ano do fundamental tem que apresentar um trabalho sobre corrente elétrica para os outros alunos na sala. No momento em que este aluno está apresentando o trabalho, por não ter compreendido bem um conceito de matemática básica, comete um erro na frente de toda a sala ao colocar a solução de um problema na lousa. O professor observa o erro e sem nenhuma empatia e bom senso começa a rir e a sala inteira o acompanha na chacota. O aluno que está apresentando o trabalho passa por um momento de muito estresse. A partir deste momento, sempre que este aluno estiver em uma situação em que alguém o verá resolvendo algum exercício de física ou matemática, os mesmos sentimentos vividos no passado podem vir à tona inconscientemente.

Todas essas crenças, comportamentos e costumes no ambiente escolar criam uma cultura do medo. Barreiras que impedem muitos alunos de avançarem no estudo da física e de outras disciplinas também. Falo aqui da física porque é o assunto do blog.

E o que se pode fazer para reverter esse problema?

Mudar hábitos, costumes, crenças, valores e comportamentos. Dia após dia podemos aprender um pouco mais e superar essas barreiras, superar crenças limitante e, principalmente, enfrentar o medo.

Mesmo com medo o aluno pode aprender física. Mesmo com medo pode resolver os exercícios, mesmo que seja difícil, que seja cansativo, que dê vontade de desistir. Se estudar física vai trazer benefícios, por que não enfrentar essas dificuldades?

Vamos começar hoje por entender que errar faz parte do processo de aprendizagem e que é, muitas vezes, necessário para o bom entendimento do assunto estudado.

Encontrando o ponto exato do erro e identificando o tipo de erro o aluno vai aprender mais sobre seu processo de aprendizagem. Assim, aprender física, aos poucos, se tornará algo prazeroso, que vai trazer autoconfiança para prestar um vestibular ou fazer a prova do ENEM, por exemplo.

Autoconhecimento é muito importante nesse processo. É importante que o aluno se conheça, saiba onde está errando e com ajuda do professor encontre maneiras para contornar esses erros.

Agora que já sabemos que o remédio é estudar, enfrentar o medo e não desistir, vamos resolver o nosso exercício de eletricidade:

Exercício de eletricidade: Gráfico de tensão por corrente elétrica de um gerador - corrente de curto-circuito


(UFF-RJ) O funcionamento de uma bateria elétrica pode ser descrito pelo gráfico U x i a seguir, onde U é a diferença de potencial entre os terminais da bateria quando a mesma é atravessada pela corrente elétrica i.
corrente de curto-circuito


Determine os valores da f.e.m. da bateria e de sua resistência interna, bem como o valor da corrente para a qual a bateria está em curto circuito. Justifique suas respostas.

Comentários sobre como resolver o exercício

Neste ponto é importante saber que nos exercícios de física temos o assunto principal que é abordado na questão e também os conceitos que são pré-requisitos desse assunto principal. Então, se você estiver estudando um conteúdo de física, procure saber quais são os pré-requisitos necessários para se compreender bem esse conteúdo.

Neste exercício o conteúdo principal é o tema gerador elétrico. Mas para se chegar a estudar o gerador elétrico, é necessário ter compreendido muitos conceitos de eletricidade. Sendo assim, se você não compreende bem os conceitos de tensão elétrica, corrente elétrica, resistores, além de saber interpretar gráficos de equações de primeiro grau com certeza não estará tirando um bom proveito deste exercício.

Agora imagine se você não sabe esses requisitos e tenta resolver esse exercício sozinho. Isso iria te deixar para baixo, não é mesmo? Essa é a importância de seguir uma sequencia didática ao estudar física.

Para saber um pouco sobre gerador elétrico leia nosso texto sobre o assunto: gerador elétrico

Solução do exercício:

f.e.m

f.e.m é a força eletromotriz do gerador.

O gráfico deste problema obedece à equação dos geradores que é:
equação do gerador
Olhando a equação observa-se que sendo a corrente elétrica igual à zero a diferença de potencial será igual a f.e.m.

Logo a f.e.m da bateria é igual a 15 volts. Ponto do gráfico em que a corrente elétrica é igual à zero.

Corrente de curto-circuito. 

O gerador elétrico está em curto-circuito quando a diferença de potencial entre os polos do gerador é igual à zero, ou seja, quando seus polos são ligados diretamente por um fio condutor. Olhando o gráfico, quando a tensão (diferença de potencial) é igual à zero a corrente elétrica vale 60A.

icc = 60A

Resistência interna do gerador

A corrente de curto-circuito, utilizando a equação do gerador com U=0, é dada por:

Icc = E/r

60 = 15/r

r = 15/60

r = 0,25 Ω

Respostas do exercício:

E = 15 V
r = 0,25 Ω
icc = 60A

Dica para você estudar física utilizando este blog.

Se você está com dificuldade para aprender física, sugiro que leia os textos do blog obedecendo a uma sequencia didática. No topo do blog temos as páginas separadas por áreas da física, a página de cada área contém os assuntos já em uma sequencia que facilita a compreensão.

Nos textos coloco links nas palavras chaves que remetem a pré-requisitos daquele assunto. Assim, se aparecer algum conceito que você não conheça, e ele tiver um link, basta você clicar e ler o texto desse pré-requisito par melhorar sua compreensão sobre o assunto que deseja estudar.

É isso galera! Espero ter contribuído um pouco mais para você entender de onde vem alguns bloqueios ao estudar física e como superar esses bloqueios.

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Um forte abraço!

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