INSTITUCION EDUCATIVA NUESTRA SEÑORA DEL PILAR

Guía No. 2

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ESTUDIANTE

CAMPO DESARROLLO SOSTENIBLE CURIOSOS

ASIGNATURA CIENCIAS NATURALES – FÍSICA GRADO SEPTIMO___

TEMA ELECTROMAGNETISMO – circuitos eléctricos

PROFESOR FABIÁN ORTIZ

TIEMPO DE REALIZACION

DEL: 13 de marzo de 2015 A: 27 de Marzo de 2015

Desempeño: D. Explica la relación de las fuerzas electrostáticas y magnéticas con la carga eléctrica en un sistema dado

Nivel de desempeño ALTO: En el caso de la fuerza electrostática, ¿cómo interactúan las partículas con carga eléctrica? ¿Qué relación existen entre¿Cómo podemos comprobar la electricidad estática en los cuerpos, así como la atracción y repulsión en las situaciones cotidianas? ¿Qué objetos actúan como aislantes y conductores?, ¿por qué? ésta fuerza y la atracción y repulsión de los cuerpos

I. FASE EXPLORATORIA (INTRODUCCION):

ELECTRICIDAD La electricidad ha sido un tema de gran interés para la humanidad a lo largo de la historia. Por mucho tiempo se trató de buscar una explicación a los fenómenos que involucran la electricidad; inicialmente se consideraba como el resultado de un fluido que se movía a lo largo de los materiales y, posteriormente, se explicó a partir del comportamiento atómico de la materia. Hoy conocemos una inmensa cantidad de sistemas que funcionan gracias a la electricidad.

La carga eléctricaLa carga eléctrica es una propiedad de la materia que permite cuantificar la pérdida o ganancia de electrones. La carga eléctrica q puede clasificarse como carga eléctrica positiva (protones) y carga eléctrica negativa (electrones). Los fenómenos eléctricos se atribuyen a la separación de las cargas eléctricas del átomo y su movimiento. Por esta razón el concepto de carga eléctrica es la base para definir los fenómenos eléctricos.

Carga Positiva y carga negativa

Se pueden definir dos tipos de cargas eléctricas:1.- Carga positiva: Corresponde a la carga del protón.2.- Carga negativa: Corresponde a la carga del electrón.Las cargas eléctricas no se crean al frotar un cuerpo, sino que se trasladan.

La unidad con que se mide la carga eléctrica es el coulomb (C), en honor a Charles Coulomb, y que corresponde a lo siguiente:

1 Coulomb = 6,25 x 1018 electrones. Por lo que la carga del electrón es de 1,6 x 10-19 C.

Los átomos y la carga eléctricaPara explicar el proceso mediante el cual los cuerpos se cargan, es necesario considerar que la materia está compuesta por átomos. Los átomos están constituidos por partículas llamadas subatómicas y clasificadas así:

Protones: Carga positiva Electrones: Carga negativa Neutrones: Carga neutra (No tienen carga)=

La carga eléctrica se mide en culombios y, puesto que el átomo es neutro, la carga eléctrica que se asigna al electrón tiene el mismo valor de la carga que se asigna al protón, pero de signo contrario.

¿Cómo se produce la corriente?

Todos los cuerpos existentes en la naturaleza están eléctricamente neutros mientras no se rompa el equilibrio que existe entre el número de electrones y de protones que poseen sus átomos.Los cuerpos en la naturaleza tienden a estar neutros; es decir, tienden a descargarse. Cuando un conductor C une dos cuerpos A y B, el cuerpo A con exceso de electrones y el cuerpo B con déficit de electrones, los electrones se distribuyen uniformemente entre ambos cuerpos. El movimiento de los electrones a través de C se conoce como corriente eléctrica.

FUERZA ELECTRICAEntre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

ENERGÍA ELECTRICASe denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

FUENTES DE ENERGÍA ELECTRICALas fuentes de energía eléctrica, una forma de energía fácilmente utilizable, pueden utilizarse varias formas, basadas en energías primarias. Un paradigma es utilizar energía de la naturaleza. En el transcurso de la historia, la humanidad ha logrado diversos progresos en el control, la producción y el almacenamiento de tipos o formas de energía cada vez más complejos y de mayor eficacia y que son fundamentales para el desarrollo de las actividades económicas. Hasta el momento, hemos considerado las cargas eléctricas en reposo. A partir de la energía potencial eléctrica podemos explicar cómo se produce movimiento de las cargas dentro de un conductor. Para que las cargas eléctricas se muevan, se requieren dispositivos que sirvan como fuentes de energía eléctrica. Las baterías y las pilas son fuentes que transforman energía

química en energía eléctrica. Los generadores de electricidad transforman energía mecánica en energía eléctrica.

VOLTAJEEl Voltaje o la “diferencia potencial eléctrica” es una comparación de la energía que experimenta una carga entre dos ubicaciones. Para comprender este concepto de forma más simple, pensemos en un material con una carga eléctrica de más electrones de lo que sus átomos pueden sostener (ionizado negativamente) y un material carente de electrones (ionizado positivamente). El voltaje es el diferencial eléctrico entre ambos cuerpos, considerando que si ambos puntos establecen un contacto de flujo de electrones ocurriría una transferencia de energía de un punto al otro, debido a que los electrones (con carga negativa) son atraídos por protones (con carga positiva), y a su vez, que los electrones son repelidos entre sí por contar con la misma carga.

CORRIENTE ELECTRICALa corriente eléctrica es el flujo o movimiento de las cargas en una dirección específica, se requiere de una trayectoria cerrada. Como sabemos, los electrones son los únicos que se mueven en el átomo, no hay movimiento ni intercambio de protones. Por lo tanto si un elemento ganó electrones, decimos que está cargado negativamente y si por el contrario perdió electrones decimos que está cargado positivamente. Cuando se empezó a definir la carga de los cuerpos, en el siglo XVI no se tenía microscopio y no se podía saber qué era lo que se movía en el átomo, por eso presumieron que todos los elementos del átomo se movían (electrones y protones). Por esta razón las corrientes siempre van a estar haciendo referencia a movimiento de protones aunque eso no es lo que sucede en la realidad. En la realidad las partículas que se mueven son los electrones.

En otros términos, la corriente eléctrica se define como un flujo de electrones.

Existen dos tipos de corriente: la corriente alterna y la corriente continua.

a) Corriente continua: Abreviado como DC, es aquella en la cual las cargas se mueven en una sola dirección. Las pilas y baterías producen este tipo de corriente.

b) Corriente alterna: Abreviada AC, es aquella en la cual las cargas fluyen en una dirección y luego en dirección opuesta. Su polaridad cambia de forma cíclica en el circuito. Las veces (ciclos) o “frecuencia” en que cambia por segundo se mide en hertz (Hz).En un circuito los electrones circulan desde el polo negativo al polo positivo, este es el sentido de la corriente, la que recibe el nombre de corriente real. Pero los técnicos usan una corriente convencional, donde el sentido del movimiento es el contrario de la corriente real, es decir, el sentido es del polo positivo al polo negativo

Actividad IndividualComplete el siguiente mapa conceptual:

II - INTERACCION TEORICO PRÁCTICA Realiza la siguiente práctica en el laboratorio en grupos de cinco personas:

CONSTRUYENDO CIRCUITOS ELECTRICOS

Llamamos circuito eléctrico, básicamente al camino que recorre una corriente eléctrica (el movimiento de cargas eléctricas (electrones). Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.

Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica, en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan la corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control.

Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta. Nos centraremos en circuitos eléctricos en serie y paralelo.

MATERIALES

1.- Dos bombillas con sus respectivas portabombillas2.- Un interruptor3.- Pila de petaca4.- Pila doble A (AA)5.- Cable de cobre

6.- Cinta aislante negra

PROCEDIMIENTO

Primero elabora el siguiente circuito indicado en la figura:

Guiándonos por las imágenes a continuación hacemos la construcción de un circuito en serie y paralelo

En un circuito en serie los bornes o terminales de los dispositivos se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente. Es decir, la corriente eléctrica sólo tiene un camino para regresar al punto de partida.

El circuito en paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coinciden entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Es decir, la corriente eléctrica tiene varios caminos independientes para regresar al punto de partida.

Escribe algunos resultados que permitan caracterizar los circuitos: Cuando los bombillos se conectan en serie Cuando los bombillos se conectan en paralelo

III. SOCIALIZACION Y EVALUACION:1. Socializar en clases con la supervisión del profesor2. Presentar el desarrollo de la guía en Carpeta de guías.

BIBLIOGRAFIA http://primariaexperimentos.blogspot.com/2011/01/circuitos-electricos.html http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/grupos/gispud/RAIZDC/contenidoprogramatico/

capitulo1/carga.html HIPERTEXTO, Editorial Santillana