Jogo de Kirchoff: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

O fundo chato:

Ensinar eletrônica é difícil porque muito disso é conceitual e pode ser difícil de entender. Um desses tópicos difíceis de eletrônica incluem as Leis de Kirchoff (as leis de tensão e corrente, com as siglas KVL e KCL respectivamente). Vou pular o ensino de KVL e KCL neste Instructable e deixar isso para o leitor para o Google. Em vez disso, vou cobrir um grande jogo de Kirchoff.

Encontrei este jogo promissor em sala de aula do professor de física aposentado John Coenraads em seu site em Ontário, Canadá (https://sites.google.com/site/frugalphysics/kirchoff-game) e usei-o com bom sucesso como professor de dupla inscrição com minha classe de Carreira e Centro Técnico com alunos do ensino médio de 16 e 17 anos. Eu queria escrever este Instructable com instruções para as etapas que segui, os resultados e pensamentos para melhorias futuras.

Agradeço também ao outro professor desta turma, o instrutor de Mecatrônica do ensino médio Paul Lathrop, o adulto mostrado nas fotos abaixo. Foi ele quem se dedicou a ensinar e avaliar os alunos noções básicas de cálculo de resistência em série e paralelo - sem os quais as lições e o jogo das Leis de Kirchoff não teriam feito sentido. É basicamente assim que ele e eu trabalhamos juntos com esses alunos.

OK, chega de coisas chatas - para o jogo!

Etapa 1: as peças do jogo

O jogo é jogado com peças, como o Scrabble. Antes da aula, o professor terá que imprimi-los (de preferência em cores) e recortá-los em suas peças individuais.

As peças do jogo são ladrilhos quadrados que representam os componentes do circuito elétrico

• Baterias

• lâmpadas

• Fusíveis

•Comuta

Etapa 2: Configurando Equipes

Em vez de os alunos jogarem individualmente, decidi formar equipes para manter o ritmo de jogo mais rápido. Isso significa que tive que criar um conjunto inteiro de peças para cada equipe.

Aqui você vê que estou embaralhando as peças, antes de colocá-las em envelopes de equipes individuais. Dei a cada equipe um nome de "sonoridade eletrônica" e também escrevi o nome na parte de trás de cada ladrilho para limpeza e pontuação posterior.

Etapa 3: as equipes se revezam na colocação das peças do jogo

Cada equipe pode escolher 6 peças aleatórias

As equipes se revezam adicionando quantas peças quiserem a um circuito existente ou novo.

Esta sequência de fotos mostra a Equipe 1 fazendo seu primeiro movimento usando 4 peças do jogo.

Etapa 4: outras equipes podem verificar se é um circuito válido

O circuito criado pelas peças do jogo recém-colocadas é válido se …

• não tem curto-circuitos (circuitos abertos estão OK)
• cada lâmpada tendo a corrente especificada através dela de acordo com KVL
• cada lâmpada tendo a voltagem especificada através dela de acordo com KVL

Etapa 5: Desafio e pontuação

As equipes opostas podem desafiar se acharem que o circuito é inválido. Se o desafio for mantido, as peças do jogo devem ser removidas, mas se o desafio for derrubado, a equipe desafiadora perde sua vez.

A pontuação é feita adicionando-se a potência das lâmpadas recém-adicionadas. No exemplo, um total de 24 pontos (ou 24 Watts) foram ganhos.

Etapa 6: regras restantes do jogo

As equipes substituem suas peças de seu envelope embaralhado, de forma que sempre tenham um total de 6 peças do jogo.

Também incluímos as peças do jogo de "troca" e "fusão" com as regras especiais observadas nessas imagens, mas elas não acrescentaram muito ao jogo geral e provavelmente não as usaria em iterações futuras.

O jogo termina quando uma equipe não tem mais peças suficientes em seu envelope para substituir todas as peças jogadas. Nesse momento, o jogo é interrompido e o vencedor é contado.

Etapa 7: como funcionou na vida real

Tínhamos um bom número de alunos em sala de aula e fomos capazes de criar 4 grandes equipes de até 5 alunos cada. Você pode ver os alunos, agrupados em equipes por proximidade de assentos, e também as pontuações finais das equipes no final do jogo, com "Equipe mu" sendo o vencedor claro. Você também pode ver os circuitos finais que eles construíram.

Conselhos para jogos futuros:

Eu acho que as peças do jogo "Switch" e "Fuse" podem ser puladas porque o ritmo do jogo com um número tão grande de alunos acabou sendo um pouco lento. Na próxima iteração, eu aumentaria o número de lâmpadas e talvez aumentaria o número de peças do jogo que uma equipe recebe a cada turno.