CAPES / A tomografia por resistência elétrica (ERT) é uma técnica destinada a estimar a distribuição interna de condutividade de um corpo através de medições na periferia. Em aplicações médicas, o objetivo é detectar algum distúrbio de saúde em diferentes diagnósticos comumente utilizados para exames médicos. Em aplicações industriais, a ERT se destina a levantar características internas do objeto para detectar alguma anomalia em variação de alguma grandeza. Uma aplicação industrial notável é a medição de temperatura de gases, porque consegue pode monitorar processos industriais. Neste trabalho, foi proposta uma abordagem alternativa para estimar condutâncias numa rede ou grade de resistências, na qual apenas os elementos periféricos são acessíveis para medições. Diferente das abordagens existentes, onde o meio é considerado contínuo, propõe-se discretizar o meio em elementos de resistência. O princípio de medição baseia-se na injeção de corrente elétrica conhecida em determinados pontos e posterior estimava de todas as condutâncias da rede apenas através medições de tensões periféricas. O sensor para prova de conceito é composto por resistências soldadas entre si. Com o intuito de modelar o comportamento do sensor, foram feitas simulações elétricas. Para validar o desenvolvimento, foi construída uma fonte de corrente e um software onde é possível salvar os dados adquiridos. A montagem completa também inclui uma placa de aquisição de sinais e um algoritmo de reconstrução. Uma vez que a relação entre os valores de condutância e de medição de tensão é não linear, a solução para o problema inverso inclui linearização iterativa, sendo necessário à atualização da matriz de sensibilidade a cada iteração. Possíveis aplicações da técnica desenvolvida incluem qualquer sensoriamento distribuído composto por transdutores que tenha a sua resistência elétrica variada em função de outra grandeza (temperatura, pressão, etc.). As principais vantagens em relação a sensores de temperatura é a capacidade de se desenvolver sensores robustos e a simplicidade de medição. / Electrical Resistance Tomography is a technique aimed at estimating the inner conductivity distribution of a phantom from boundary measurements. In medical applications, the goal is to detect any medical condition. In industrial applications, the objective is to detect any anomalous condition. A notable application is the determination of gas temperature distribution. This work proposes an alternative approach to determine all conductances in a resistor network or grid where only boundary elements are accessible for measurements. Differently from most existing approaches, where the medium is considered continuum, this work proposes to discretize the medium in resistive elements. The basic principle is to inject a known electrical current in certain points and estimate all conductances in the network from only boundary voltage measurements. The proof-of-concept sensor is composed by inter-welded resistors. For modeling purposes, simulations were performed in Proteus. To validate the development, a current source and a LabView software were developed. The complete setup includes a reconstruction algorithm developed in Matlab. Since the relationship between conductance values and voltage measurements is nonlinear, the inverse problem requires an iterative linearization step, where a sensitivity matrix is calculated at each iteration. The main applications of the developed technique include any distributed sensor based on resistive transducers such as temperature, pressure, etc. The advantages of the proposed technique are the ability of design robust sensors as well as the simplicity of measurements.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000425194-Texto+Completo-0.pdf: 1227473 bytes, checksum: e026b7b0d356f3eca57bc7c37a38a404 (MD5) Previous issue date: 2010 / This work is an account of an investigation on how the implementation of a Learning Unit on electrical circuits and resistors associations can contribute to significant learning on this subject. The research, set up as a case study, was conducted in a public school in Porto Alegre, Brazil, and it involved thirty students studying physics in the third year of high school. The Learning Unit aimed at creating education through research, and was organized into multiple activities, with emphasis on computer simulations, using the Crocodile Physics Simulation Software, and on the construction of dynamic models showing replicas of daily situations containing electric circuit operations. Initial and final tests were used to collect data, and a semi-structured interview was done with nine participants after the end of the Learning Unit. The tests were analyzed under the descriptive quantitative approach. The interview and an open question for the final test were analyzed, under the qualitative approach, by the Discursive Textual Analysis. Circuit designs made by the students were also analyzed in the initial and final tests. The analysis of the data draws attention to the relevance of the strategies used for teaching students about the basic electrical circuits and the combination of resistors as well as the high contentment of students in taking part in the Learning Unit, especially regarding the use of computers and dynamic models. The research also showed evidence of a pertinent transition between the concrete and abstract thinking. / O presente trabalho apresenta o relato de uma investigação sobre o modo como a realização de uma Unidade de Aprendizagem sobre circuitos elétricos e as associações de resistores pode contribuir para a aprendizagem significativa sobre esse tema. A pesquisa, constituída como um estudo de caso, foi realizada com trinta alunos do terceiro ano do Ensino Médio na disciplina de Física de uma escola pública de Porto Alegre, RS. A Unidade de Aprendizagem realizada tinha por base o Educar pela Pesquisa e foi organizada com várias atividades, com destaque para a simulação computacional, por meio do Software Crocodile Physics, e para a construção de maquetes dinâmicas, as quais mostravam réplicas de situações cotidianas contendo circuitos elétricos em funcionamento. Para a coleta de dados foram utilizados dois testes, inicial e final, e uma entrevista semi-estruturada, realizada com nove sujeitos após o final da unidade. Os testes foram analisados, numa abordagem quantitativa descritiva. A entrevista e uma questão aberta do teste final foram analisadas, numa abordagem qualitativa, pela Análise Textual Discursiva. Também foram analisados desenhos de circuitos elaborados pelos alunos nos testes inicial e final. A análise dos dados permitiu inferir sobre a relevância das estratégias adotadas para a aprendizagem dos alunos sobre os circuitos elétricos básicos e a associação de resistores e para a elevada satisfação dos estudantes em participar da unidade, com destaque para o uso do computador e da construção de maquetes dinâmicas. A investigação evidenciou também forte transição entre o pensamento concreto e abstrato.

Made available in DSpace on 2015-04-14T14:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 425194.pdf: 1227473 bytes, checksum: e026b7b0d356f3eca57bc7c37a38a404 (MD5) Previous issue date: 2010-04-08 / O presente trabalho apresenta o relato de uma investiga??o sobre o modo como a realiza??o de uma Unidade de Aprendizagem sobre circuitos el?tricos e as associa??es de resistores pode contribuir para a aprendizagem significativa sobre esse tema. A pesquisa, constitu?da como um estudo de caso, foi realizada com trinta alunos do terceiro ano do Ensino M?dio na disciplina de F?sica de uma escola p?blica de Porto Alegre, RS. A Unidade de Aprendizagem realizada tinha por base o Educar pela Pesquisa e foi organizada com v?rias atividades, com destaque para a simula??o computacional, por meio do Software Crocodile Physics, e para a constru??o de maquetes din?micas, as quais mostravam r?plicas de situa??es cotidianas contendo circuitos el?tricos em funcionamento. Para a coleta de dados foram utilizados dois testes, inicial e final, e uma entrevista semi-estruturada, realizada com nove sujeitos ap?s o final da unidade. Os testes foram analisados, numa abordagem quantitativa descritiva. A entrevista e uma quest?o aberta do teste final foram analisadas, numa abordagem qualitativa, pela An?lise Textual Discursiva. Tamb?m foram analisados desenhos de circuitos elaborados pelos alunos nos testes inicial e final. A an?lise dos dados permitiu inferir sobre a relev?ncia das estrat?gias adotadas para a aprendizagem dos alunos sobre os circuitos el?tricos b?sicos e a associa??o de resistores e para a elevada satisfa??o dos estudantes em participar da unidade, com destaque para o uso do computador e da constru??o de maquetes din?micas. A investiga??o evidenciou tamb?m forte transi??o entre o pensamento concreto e abstrato.

Os processos envolvidos em condução eletrônica de polímeros condutores são muito complicados devido à intricada morfologia estrutural de tais materiais. Realizamos medidas de condutividade alternada em filmes de polianilina em uma grande faixa de freqüência, variando o grau de dopagem dos filmes e temperatura. Ao mesmo tempo, desenvolvemos um modelo estatístico de rede de resistores para descrever a estrutura polimérica e para simular as componentes real e imaginária de sua resistividade alternada. Leva-se em conta a polidispersividade do material, assim como os mecanismos de transportes de carga intracadeia e intercadeia. Pela aplicação de uma técnica de matriz de transferência, o modelo reproduz medidas de resistividade alternada realizadas em filmes de polianilina em diferentes graus de dopagem e em diferentes temperaturas. Nossos resultados indicam que os mecanismos intercadeias governam o comportamento da resistividade em regiões de baixa freqüência enquanto que, para altas freqüências, mecanismos intracadeia são dominantes. Essa simulação foi desenvolvida para redes bi e tridimensional. Aplicamos, também, esse método para estudar sistemas isoenergéticos de estrutura desordenada (poliacetileno estirado), sistemas isoenergéticos de estrutura desordenada (poliacetileno não-estirado) e sistemas não-isoenergéticos de estrutura desordenada (polianilina). Finalmente, uma comparação entre esses três materiais, permitiu-se discutir, em detalhes, a distribuição de barreiras de energia potencial e a diferença dos níveis de energia que controlam o mecanismo de salto dos portadores eletrônicos. / The processes involved in electronic conduction of conducting polymers are very complicated due to the intricate morphological structure of such materials. We carried out alternating conductivity measurements in polyaniline films in a large frequency range, varying the doping degree of the films and temperature. At the same time, we developed a statistical model of resistor networks to describe a polymer structure and to simulate the real and imaginary components of their ac resistivities. This model takes into account the polydispersiveness of the material as well as intrachain and interchain charge transport mechanisms. By the application of a transfer-matrix technique, it reproduces ac resistivity measurements carried out with polyaniline films in different doping degrees and temperatures. Our results indicate the interchain mechanisms govern the resistivity behavior in the low frequency region while, for higher frequencies, intrachain mechanisms are dominated. These simulations were developed in bi and tridimensional lattice. We also applied this method to study ordered structure in isoenergetic systems (stretched polyacetylene), disordered structure in isoenergetic systems (normal polyacetylene), and disordered structure in non-isoenergetic systems (polyaniline). Finally, a comparison between these three materials, allowed us to discuss in detail the energy barriers distribution and the difference in energy levels, which control the hopping mechanisms of the electronic carriers.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-14T13:38:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_NadirLaciDieckelMainardi.pdf: 5429138 bytes, checksum: d4be23b9d4642d6e82afe1c1a85e8489 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T13:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_NadirLaciDieckelMainardi.pdf: 5429138 bytes, checksum: d4be23b9d4642d6e82afe1c1a85e8489 (MD5) Previous issue date: 2013-01-16 / This dissertation consists of a proposed interaction of existing technologies in our school with classroom content Electricity contemplating having as support concepts resulting from the perspective of Vygotsky (1997). The guiding question was: what is the contribution of the use of a virtual page in interaction with the classroom in the learning process of content on Electricity Electrical Resistors in the discipline of physics? The action was applied to third-year students "A" students with 23 members of the State College of Santo Antão of Bela Vista Caroba - PR. To accomplish this work was necessary to divide into two main phases: the first time we developed a virtual page (wikispaces) containing content Electricity headquartered initially with a controversial issue experienced by the student, causing him to interact with the simulations, virtual experiments , videos, current scientific texts and curiosities that contribute to student learning. In the second time in the classroom has developed content using electrical resistors as support for virtual page concomitantly with scientific text and slides, occurring just one student-computer interaction, student-student and student-teacher, with discussions, questions, interpretations and resolutions of the activities presented in the classroom. The methodology of qualitative observations proved efficient in the discussions among students instant access to the virtual page in the computer lab at school, but there was also efficient in the analysis of discussions and absorptions of content applied in the classroom. Three activities were prepared in the form of testing containing content electricity and applied to participants: the first questionnaire served as propellant forwarding all activities in this dissertation, his resulting demonstrated a low level of knowledge in solving exercises, with answers without nexus as usual without any scientific knowledge. In the second activity, students applied the issues between the two moments (virtual page - classroom), there were some concepts Association of Electrical Resistors more significantly, with some confusion, destabilizing the existing concepts, emerging discussions, reflections and training hypotheses of the concepts acquired in the computer room, taking the students curiosity and desire to understand and interpret the content. Applying the third activity after discussions, interactions and interpretation of students on the content presented in the classroom, it was necessary to determine whether the use of our interaction with the virtual classroom helped in the process of learning the content of Association Electrical Resistors. The results demonstrated satisfactorily in student learning through cultural mediation, appears in the interaction of ICT, teacher and classmates. In activities (testing III) developed by the students, was the domain knowledge of scientific concepts, creating stability and security in the discussions and resolutions of the exercises presented in the classroom. / A presente dissertação consiste em uma proposta de interação das tecnologias existentes em nossa escola com a sala de aula, contemplando o conteúdo de Eletricidade tendo como suporte conceitos decorrentes da perspectiva de Vygotsky (1997). A questão orientadora foi: qual a contribuição do uso de uma página virtual em interação com a sala de aula no processo da aprendizagem do conteúdo de Eletricidade em Resistores Elétricos na disciplina de Física? A ação foi aplicada em alunos do terceiro ano ―A‖ com 23 alunos integrantes do Colégio Estadual Santo Antão de Bela Vista da Caroba – PR. Para realizar este trabalho se fez necessário dividir em dois momentos principais: no primeiro momento foi desenvolvida uma página virtual (wikispaces), contendo o conteúdo Eletricidade sediado inicialmente com uma questão polêmica vivenciada pelo aluno, provocando-o a interagir com as simulações, experimentos virtuais, vídeos, textos científicos e curiosidades atuais que contribuem para aprendizagem dos alunos. No segundo momento em sala de aula se desenvolveu o conteúdo de resistores elétricos usando como apoio a página virtual concomitantemente com o texto científico e slides, ocorrendo assim uma interação entre aluno-computador, aluno-aluno e aluno-professor, com debates, questionamentos, interpretações e resoluções das atividades apresentadas em sala de aula. A metodologia utilizada de cunho qualitativo se mostrou eficiente nas observações das discussões entre os alunos no instante de acesso à página virtual no laboratório de informática da escola, como também houve a eficiência na analise das discussões e absorções do conteúdo aplicado em sala de aula. Foram elaboradas três atividades em forma de testagem contendo o conteúdo de eletricidade e aplicado aos participantes: o primeiro questionário serviu como propulsor do encaminhamento de todas as atividades desenvolvidas nesta dissertação, seu resultando demonstrou um baixo nível de conhecimento na resolução dos exercícios, com respostas sem nexo de forma usual sem nenhum conhecimento científico. Na segunda atividade, as questões aplicadas aos alunos entre os dois momentos (página virtual – sala de aula), surgiram alguns conceitos de Associação de Resistores Elétricos de forma mais significativa, com alguns equívocos, desestabilizando as concepções existentes, surgindo discussões, reflexões e formação de hipóteses dos conceitos adquiridos na sala de informática, levando os alunos a curiosidade e o desejo de entender e interpretar o conteúdo. Aplicando a terceira atividade após as discussões, interpretação e interações dos alunos sobre o conteúdo apresentado em sala de aula, houve a necessidade de verificar se o uso da página virtual em interação com a sala de aula auxiliou o processo da aprendizagem do conteúdo de Associação de Resistores Elétricos. Os resultados se manifestaram satisfatoriamente na aprendizagem dos alunos via mediação cultural, exibida na interação dos TICs, professor e colegas. Nas atividades (testagem III) desenvolvidas pelos alunos, houve domínio no conhecimento dos conceitos científicos, criando uma estabilidade e segurança nas discussões e nas resoluções dos exercícios apresentados na sala de aula.

Os processos envolvidos em condução eletrônica de polímeros condutores são muito complicados devido à intricada morfologia estrutural de tais materiais. Realizamos medidas de condutividade alternada em filmes de polianilina em uma grande faixa de freqüência, variando o grau de dopagem dos filmes e temperatura. Ao mesmo tempo, desenvolvemos um modelo estatístico de rede de resistores para descrever a estrutura polimérica e para simular as componentes real e imaginária de sua resistividade alternada. Leva-se em conta a polidispersividade do material, assim como os mecanismos de transportes de carga intracadeia e intercadeia. Pela aplicação de uma técnica de matriz de transferência, o modelo reproduz medidas de resistividade alternada realizadas em filmes de polianilina em diferentes graus de dopagem e em diferentes temperaturas. Nossos resultados indicam que os mecanismos intercadeias governam o comportamento da resistividade em regiões de baixa freqüência enquanto que, para altas freqüências, mecanismos intracadeia são dominantes. Essa simulação foi desenvolvida para redes bi e tridimensional. Aplicamos, também, esse método para estudar sistemas isoenergéticos de estrutura desordenada (poliacetileno estirado), sistemas isoenergéticos de estrutura desordenada (poliacetileno não-estirado) e sistemas não-isoenergéticos de estrutura desordenada (polianilina). Finalmente, uma comparação entre esses três materiais, permitiu-se discutir, em detalhes, a distribuição de barreiras de energia potencial e a diferença dos níveis de energia que controlam o mecanismo de salto dos portadores eletrônicos. / The processes involved in electronic conduction of conducting polymers are very complicated due to the intricate morphological structure of such materials. We carried out alternating conductivity measurements in polyaniline films in a large frequency range, varying the doping degree of the films and temperature. At the same time, we developed a statistical model of resistor networks to describe a polymer structure and to simulate the real and imaginary components of their ac resistivities. This model takes into account the polydispersiveness of the material as well as intrachain and interchain charge transport mechanisms. By the application of a transfer-matrix technique, it reproduces ac resistivity measurements carried out with polyaniline films in different doping degrees and temperatures. Our results indicate the interchain mechanisms govern the resistivity behavior in the low frequency region while, for higher frequencies, intrachain mechanisms are dominated. These simulations were developed in bi and tridimensional lattice. We also applied this method to study ordered structure in isoenergetic systems (stretched polyacetylene), disordered structure in isoenergetic systems (normal polyacetylene), and disordered structure in non-isoenergetic systems (polyaniline). Finally, a comparison between these three materials, allowed us to discuss in detail the energy barriers distribution and the difference in energy levels, which control the hopping mechanisms of the electronic carriers.

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-15Bitstream added on 2015-01-26T13:30:54Z : No. of bitstreams: 1 000801690.pdf: 625904 bytes, checksum: 6c904be347933eff6bc28f2d0cf3ad4f (MD5) / Neste trabalho, ser a apresentado um estudo detalhado da estabilidade dos pontos de equilíbrio de alguns modelos matemáticos que representam o funcionamento de um ciruito elétrico que possui o memristor em sua composição, além dos outros componentes elétricos, formados por sistemas de equações diferenciais ordinárias de terceira e quarta ordens, envolvendo funções lineares por partes. Em tal processo e de fundamental importância o conhecimento de resultados relacionados a zeros de polinômios, pois a análise da estabilidade de tais sistemas está relacionado a determina ção dos autovalores da matriz dos coeficientes do sistema. Em tal estudo ser a utilizado o Critério de Routh-Hurwitz. / In this work, a detailed study of the stability of the equilibrium points of some mathematical models that represent the that represent the behavior of an electrical circuit with a memristor in your composition, consisting, consisting of ordinary di erential equations of third and fourth order systems, involving piecewise linear functions. In this theory is very important the study of results related to the zeros of polynomials, because the stability analysis of these systems is related to the eigenvalues of the coe cient matrix of the system. The Routh-Hurwitz criterion will be used.

Acompanha: Produto educacional: Desenvolvimento de um kit didático experimental para o ensino de resistores, capacitores e circuitos de temporização RC / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Ensino de Física tem sofrido inúmeras transformações nas últimas décadas, discute-se muito sobre a inserção de diferentes recursos didáticos em sala de aula a fim de gerar um ambiente de aprendizagem diferente do tradicional, bem como proporcionar condições de uma aprendizagem efetiva para o aluno. O sistema tradicional do ensino de Física vem perdendo aos poucos a eficácia, o significado e até mesmo o interesse por parte do aluno em buscar conhecimento. O convívio constante com as mídias de maneira inapropriada tem provocado uma imensa perda de tempo, tornando-se um adversário desleal contra o estudo, restando assim pouco tempo para a aprendizagem. Nesse sentido, esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo método com uma proposta experimental e investigativa, baseado na teoria de Vygotsky, visando despertar no educando o interesse e a busca pelo saber, uma vez que ele é parte principal do processo, e que a partir de seus conhecimentos prévios é que o professor introduz seu conhecimento, proporcionando melhor interação entre professor e aluno, e também propiciando o desenvolvimento cognitivo e social no ambiente escolar. O kit didático experimental desenvolvido torna-se uma ferramenta de grande valia, que possibilita ao professor trabalhar um método diferenciado onde ele poderá relacionar a parte teórica com a parte prática, possibilitando com o kit trabalhar o conteúdo de resistores e capacitores por completo, de um modo que despertará no aluno um maior interesse. A tecnologia utilizada para o desenvolvimento do kit foi a plataforma de desenvolvimento Arduino que é composta por um microcontrolador e periféricos, devido ao fácil acesso a materiais didáticos disponíveis, possibilitando a fácil reprodução do protótipo futuramente por pessoas com pouco conhecimento na área e por ser uma plataforma open-source. Esse produto desenvolvido vem ao encontro das politicas de inclusão propostas pelos governos, que tem o objetivo de incluir na sociedade pessoas com necessidades educacionais especiais, pensando nisso, essa ideia vem contribuir e dar suporte a alunos com deficiências auditiva ou visual, bem como os demais alunos do ensino regular ou até mesmo superior, que necessitam estudar o conteúdo abordado aqui. / The teaching of physics has undergone numerous transformations in the last decades, much is discussed about the insertion of different didactic resources in the classroom in order to generate a learning environment different from the traditional one, as well as to provide conditions of an effective learning for the student. The traditional system of physics teaching has gradually lost its effectiveness, meaning and even the student's interest in seeking knowledge. The constant conviviality with the media in an inappropriate way has caused an immense loss of time, becoming an unfair opponent against the study, thus leaving little time for learning. In this sense, this work aims to develop a new method with an experimental and investigative proposal, based on Vygotsky's theory, aiming to awaken in the student the interest and the search for knowledge, since it is a main part of the process, and that from their previous knowledge is that the teacher introduces their knowledge, providing better interaction between teacher and student, and also fostering cognitive and social development in the school environment. The developed experimental teaching kit becomes a valuable tool that allows the teacher to work a different method where he can relate the theoretical part to the practical part, allowing the kit to work the contents of resistors and capacitors completely, so that the student will be more interested. The technology used for the development of the kit was the Arduino development platform which is composed of a microcontroller and peripherals, due to the easy access to available didactic material, allowing the easy reproduction of the prototype in the future by people with little knowledge in the area and being a open-source platform. This developed product is in line with the inclusion policies proposed by governments, which aims to include people with special educational needs in society. With this in mind, this idea contributes to and supports students with hearing or visual impairments, as well as other students of regular or even higher education, who need to study the content covered here.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-12T10:47:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Airton Modesto da Cunha - 2018.pdf: 36005906 bytes, checksum: 5f095bd3c548d6f6e958d83f126908ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-12T10:50:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Airton Modesto da Cunha - 2018.pdf: 36005906 bytes, checksum: 5f095bd3c548d6f6e958d83f126908ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T10:50:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Airton Modesto da Cunha - 2018.pdf: 36005906 bytes, checksum: 5f095bd3c548d6f6e958d83f126908ef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-08-09 / The present dissertation is the result of the educational, “Teaching model of electrical resistors to describe fractures in physical systems”, product worked in a class of the third year of high school of the State School Prof. Marcolino de Barros of the municipality of Patos de Minas-MG. In which, we present a simple pedagogical model with the purpose of studying the complex process of ruptures in physical systems. For this, we developed an experimental model together with its theoretical counterpart where we consider a system of electric resistors network subject to a potential difference and analyze the current that passes through the system as a function of the random removal of their resistive components. We use a circuit board, voltage source stabilized at a pre-established potential difference, and a resistor network with a few ohms units each. After the proposed experiments are executed, we obtained appropriate experimental data and from these graphs are generated with which the dependence of the current through the circuit with the interruption of the joints is shown. Taking into account that this system behaves as an ohmic system, the model is used to study several relevant physical concepts. As is the case of an elastic solid subject to Hooke’s law- like deformations, this is then a very broad model. / A presente dissertação é resultado de nosso produto educacional, “Modelo pedagógico de resistores elétricos para descrever fraturas em sistemas físicos”, trabalhado em uma turma do terceiro ano do ensino médio da Escola Estadual Prof. Marcolino de Barros do município de Patos de Minas-MG. No qual, apresentamos um modelo pedagógico simples com a finalidade de estudar o complexo processo de rupturas em sistemas físicos. Para tanto, desenvolvemos um modelo experimental munido de sua contraparte teórica onde consideramos um sistema de resistores elétricos sujeito a uma diferença de potencial e analisamos a corrente que passa através do sistema em função da remoção aleatória doscomponentes resistivos. Usamos uma placa de circuitos, fonte de tensão estabilizada em uma diferença de potencial pré -estabelecida e uma malha de resistores com algumas unidades de ohms cada. Realizadas as experiências propostas obtivemos apropriados dados experimentais e a partir destes foram gerados gráficos com os quais são mostrados a dependência da corrente através do circuito com a interrupção das junções. Levando em consideração que este sistema se comporta como um sistema ôhmico, o modelo é usado para estudar vários conceitos físicos relevantes. Como é o caso de um solido elástico sujeito a deformações do tipo lei de Hooke, sendo este então um modelo de caráter bem amplo.

As escolas de ensino mÃdio brasileiras suscitam questionamentos quanto ao perfil do processo e ensino e da aprendizagem de ciÃncias, destacando-se na presente investigaÃÃo certos cenÃrios limitantes, concernentes aos discentes deste nÃvel de escolaridade. Tais questionamentos tÃm propiciado discussÃes nÃo sà dentro das escolas, mas tambÃm dentro de outros ambientes acadÃmicos e no prÃprio MinistÃrio da EducaÃÃo, que atravÃs de suas Diretrizes Curriculares Nacionais incentiva o redirecionamento da prÃtica pedagÃgica dos professores de fÃsica, no sentido de melhorar o perfil do aprendizado dos alunos. Uma proposta que vem ganhando espaÃo à a aprendizagem mediada pelo computador. Se pedagogicamente utilizado baseado em princÃpios teÃricos, metodolÃgicos e prÃticos (ALMEIDA; VALENTE),o computador pode se constituir numa ferramenta estratÃgica para propiciar uma maior interatividade entre o aprendiz e o saber, bem como favorecer o desenvolvimento de competÃncias, que propiciem o discente construir autonomamente seu conhecimento, enquanto que o professor migra do papel de dono do conhecimento para o de mediador. Nestes termos, focando-se a constante dificuldade apresentada na aprendizagem dos conteÃdos de fÃsica por arte dos alunos da Escola de Ensino MÃdio Padre Rodolfo Ferreira da Cunha, situada no municÃpio de Trairi-CE, a presente DissertaÃÃo busca pesquisar como a inserÃÃo do computador como ferramenta pedagÃgica pode auxiliar o desenvolvimento da aprendizagem significativa e fÃsica dos alunos do 3 ano. O objetivo à investigar como a prÃtica pedagÃgica, desenvolvida com o auxÃlio de recursos de simulaÃÃo computacional, mais especificamente os simuladores do Physics Education Technology (PhET), e fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, pode proporcionar a inter-relaÃÃo e ressignificaÃÃo de leis e conceitos de eletricidade, atravÃs do desenvolvimento de prÃticas, envolvendo a simulaÃÃo de circuitos de resistores elÃtricos (RIBEIRO, VALENTE). Para se perar esse objetivo, metodologicamente se optou por realizar uma pesquisa qualitativa, do tipo pesquisa-aÃÃo. Nesse processo, foram aplicados questionÃrios para se proceder a identificaÃÃo os conhecimentos prÃvios dos educandos quanto aos conteÃdos bÃsicos de eletricidade e circuitos de resistores. Foram realizadas minioficinas para que os alunos aprendessem a utilizar peracional e pedagogicamente o PhET nas atividades discentes. Em seguida, foram realizadas oito oficinas para estudo colaborativo dos conteÃdos de eletricidade. Estas oficinas foram desenvolvidas atravÃs de atividades prÃticas e preenchimento de roteiros de atividades de forma colaborativa. A anÃlise dos resultados da pesquisa de campo revelou indÃcios preliminares que as atividades de simulaÃÃo de circuitos de resistores, desenvolvidas pelos alunos, permitiram ressignificaÃÃo e inter-relaÃÃo entre leis e conceitos bÃsicos de eletricidade, mostrando assim como potencialmente significativas, em virtude do leque de possibilidades de interaÃÃes colaborativas e situaÃÃes de aprendizagem que elas poderiam possibilitar junto aos alunos. AlÃm disso, a utilizaÃÃo dos simuladores despertou o interesse dos alunos em participar e realizar as atividades. Observou-se que, diante de certas dificuldades apresentadas pelos alunos, a utilizaÃÃo de simuladores se mostrou como um recurso promissor para auxiliar o desenvolvimento da aprendizagem de fÃsica na escola. / Brazilianâs schools of average education raise questionings about the profile of the sciences education and learning process, being distinguished in the present investigation certain limiting scenes, concerning the learning process of this level of education. Such questionings have propitiated quarrels not only inside of the schools, but also inside of other academic environments and in the proper Ministry of the Education, that through its National Curricular Lines of direction stimulates the practical redirection of Physics professors in pedagogical line, to improve the profile of the pupilâs learning. The proposal that comes gaining space is the learning mediated from the computer. If pedagogically used based in theoretical, methodology and practical principles (ALMEIDA; VALENTE), the computer can consist in a strategical tool to propitiate a bigger interactivity between the apprentice and knowledge, as well as favoring the development of abilities, that propitiate the learning to construct its knowledge independently, whereas the professor migrates of the role of knowledge ownerâs for the mediator. In these terms, focusing itself it constant difficulty presented in the learni ng of the Physics contents, on the part of the pupils from average education school Padre Rodolfo Ferreira da Cunha, situated in the city of Trairi-CE, this study has the objective to search as the insertion of the computer as pedagogical tool, can assist the development of significant learning of physics for 3 year pupils. The objective is to investigate how the pedagogical practice, developed with the help of computer simulation resources, more specifically the simulators of the Physics Education Technology (PhET), and based on the Theory of the Significant Learning of David Ausubel, can provide interrelation and redefinition of laws and concepts of electricity, through the development of practical, involving the simulation of circuits of electrical resistor (RIBEIRO, VALENTE). To operate this objectively methodologically it was opted to carrying through a qualitative research, of the type research-action. In this process, questionnaires had been applied to proceed the identification of previous knowledge of the pupils, on how much to the basic contents of electricity and circuits of electrical resistors. Mini -workshops, so that the pupils learned to use operational and the PhET pedagogically in the learning activities had been carried through. After that, eight workshops had been carried through for collaborative study of the electricity contents. These workshops had been developed through practical activities and fulfilling activities collaborative form. The analysis of the field research results raised preliminary indications that the activities of circuits simulation of electrical resistor, developed for the pupils, had allowed the redefinition and interrelation between laws and basic concepts of electricity, revealing as well as potentially significant, in virtue of the variety of possibilities of collaborative interactions and learning situations that they could possible make,with the pupils. Moreover, the uses of simulators awaken the interest of the pupils to participate and to carry through the activities. It was observed that, in spite of certain difficulties presented for the pupils, the use of simulators showed itself as a promising resource to assist the development of the learning of physics in school.