GUÍA DIDÁCTICA - · PDF fileequilibrio quÍmico y velocidad de proceso de transferencia de electrones fÍsica biologÍaquÍmica fÍsica y quÍmica ciencias experimentales

GUÍA DIDÁCTICA

DE LA ASIGNATURA DE FÍSICA Y QUÍMICA

SEGUNDO CURSO – BLOQUE UNO

MINISTERIO DE EDUCACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA: GUÍA DIDÁCTICA 2

Tabla de contenido

DESARROLLO POR BLOQUES ........................................................................................... 3

BLOQUE 1: Electricidad y magnetismo ............................................................................ 5

Objetivos ........................................................................................................................ 5

Destrezas con criterios de desempeño ........................................................................... 5

Desarrollo del proceso pedagógico ................................................................................. 6

Electrización de la materia .......................................................................................... 6

Campo eléctrico .......................................................................................................... 8

Corriente eléctrica .................................................................................................... 12

Efectos de la corriente eléctrica ................................................................................ 14

Conexión de resistencias ........................................................................................... 18

Resistencia de un conductor ..................................................................................... 21

Campo magnético ..................................................................................................... 25

Inducción electromagnética ...................................................................................... 26

Fuerza magnetica sobre un conductor ...................................................................... 27

Generador de corriente eléctrica .............................................................................. 31

Transformador .......................................................................................................... 32

Actividades como estrategias para desarrollar las destrezas por medio de procesos mentales ...................................................................................................................... 34

Indagar. .................................................................................................................... 34

Sintetizar................................................................................................................... 35

Comparar. ................................................................................................................. 35

Idea Principal ............................................................................................................ 35

Mapa conceptual ...................................................................................................... 36

RÚBRICAS PARA EVALUACIÓN CRITERIAL ..................................................................... 37

RÚBRICA PARA CALIFICAR PRÁCTICAS ....................................................................... 39

FICHA INDIVIDUAL PARA LA AUTOEVALUACIÓN Y COEVALUACIÓN DEL TRABAJO EN GRUPO ...................................................................................................................... 39

RUBRICA PARA PRÁCTICA DE LABORATORIO ............................................................. 40

GLOSARIO:.................................................................................................................... 41


DESARROLLO POR BLOQUES

El Bachillerato General Unificado tiene como finalidad fortalecer la formación integral del

estudiantado, desarrollar destrezas y valores para que puedan acceder y enfrentarse a un

mundo de constantes cambios. La Física y la Química apoyan la formación y desarrollo del

estudiante en los siguientes aspectos: aprender a aprender, aprender a ser, aprender a

hacer, aprender a trabajar en grupo, a obtener pensamiento sistemático y pensamiento

crítico, a ser creativo, a pensar lógicamente y a organizar el propio conocimiento. De esta

manera, permite que el estudiantado tenga las suficientes capacidades para continuar

estudios en la universidad o en la especialidad que su trabajo exija.

La Física y la Química se orientan a hacer ciencia, requisito indispensable para el desarrollo

tecnológico del país. Desarrollan e incentivan en los estudiantes la experimentación

científica, base fundamental de la ciencia y de la tecnología. Con el estudio de esta

asignatura, se les presentan concepciones científicas actualizadas del mundo natural y se

les propone el aprendizaje de estrategias de trabajo centradas en la resolución de

problemas que los aproximan a los procesos de investigación realizados por los científicos.


Aprendizaje significativo (Marco conceptual 1)

Corriente eléctrica

Ley de Ohm

Resistencia eléctrica y

conexiones

Energía y potencia eléctrica

Electrólisis

Campo magnético

Inducción electromagnética

Autoinducción

Imanes

Aparatos de medida eléctrica

Generador y motor eléctrico

Corriente alterna

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

ÁCIDOS –BASES Y SALES

CALOR Y TEMPERATURA

ESTADOS DE LA MATERIA

EQUILIBRIO QUÍMICO Y

VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN

PROCESO DE TRANSFERENCIA DE

ELECTRONES

FÍSICA QUÍMICA FÍSICA Y QUÍMICA BIOLOGÍA

CIENCIAS EXPERIMENTALES


BLOQUE 1: Electricidad y magnetismo

En el presente año, como parte del estudio de las ciencias experimentales, se analizará el

comportamiento de las cargas eléctricas en movimiento, sin pasar por alto los conceptos

de campo eléctrico, potencial eléctrico y el conocimiento de los capacitores (dispositivos

que almacenan carga eléctrica).

La intensidad de corriente eléctrica y sus efectos permiten comprender el flujo de cargas

por los conductores. La resistencia eléctrica, como resultado de la relación entre el

potencial y la corriente eléctrica en un circuito básico de corriente, está regida por la ley

de Ohm. Como comprobación de la conservación de la energía, podemos analizar la ley de

Joule.

Todos estos conceptos permiten entender fenómenos eléctricos, como el funcionamiento

de un circuito, las trágicas consecuencias del descuido en la utilización de la corriente

eléctrica, el funcionamiento de los dispositivos de calefacción, el comportamiento de

materiales conductores y no conductores, entre otros.

La interacción magnética y la interacción eléctrica explican el funcionamiento de los

motores y de los aparatos de medición eléctrica, los transformadores, los generadores, la

producción de la corriente eléctrica a gran escala, y las diferentes aplicaciones en la

medicina, la industria, la producción, el transporte y la vida diaria.

Objetivos Al finalizar el año lectivo el estudiante será capaz de:

- Distinguir componentes, magnitudes, unidades e instrumentos de medida de un

circuito eléctrico y de un circuito magnético para explicar la interacción

electromagnética mediante experiencias de laboratorio.

- Diferenciar entre corriente continua y corriente alterna, mediante la observación y

análisis en una práctica de laboratorio sobre recubrimientos electrolíticos para

conocer sus aplicaciones y concienciar sobre el ahorro de energía eléctrica.

Destrezas con criterios de desempeño

- Relacionar la electricidad con el magnetismo a partir de la descripción de los flujos

de electrones, la corriente eléctrica, la explicación e interpretación de la ley de

Ohm, la resistencia y los circuitos eléctricos, la electrólisis, el entramado existente

entre energía, calor y potencia eléctrica y el análisis de los campos magnéticos

generados por una corriente eléctrica o por un imán.


- Analizar circuitos magnéticos con la descripción inicial de los instrumentos de

medición más utilizados en este campo, como son los galvanómetro, amperímetro

y voltímetro.

- Interpretar el proceso de inducción electromagnética como resultado de la

interacción entre bobinas por las cuales circula la corriente eléctrica.

- Relacionar las estructuras de los generadores y de los motores eléctricos a partir

del análisis de sus partes y sus funciones específicas.

- Identificar circuitos de corriente continua y de corriente alterna a partir de la

explicación de sus definiciones puntuales y de sus propiedades, de la observación y

de sus estructuras constitutivas, tanto en el laboratorio como mediante videos,

diapositivas o cualquier otro recurso audiovisual.

Desarrollo del proceso pedagógico

Electrización de la materia

- Provéase de los siguientes materiales: plastilina, tres tubos de ensayo, un lápiz

nuevo con punta, un estuche de esferográfico, una funda nueva de plástico,

peinilla.

Plastilina:

Esferográfico

Lápiz

Tubo de Ensayo

Peinilla

Mesa de trabajo:

Procedimiento:

- Con la plastilina, el lápiz, el tubo de ensayo y el esferográfico construya un

molinete eléctrico, de la siguiente manera:


- Acerque la peinilla hacia el estuche del esferografico que se encuentra en

equilibrio en el molinete.

Escriba su observación:

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Pase la peinilla por el cabello y acérquelo al esferográfico del molinete.


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Retire el esferografico del molinete, frotelo en el cabello y coloque de nuevo en su

sitio, acerque al esferográfico la peinilla previamente frotada en el cabello.


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Cambie el esferográfio del molinete y coloque en su lugar un tubo de ensayo,

acerque el otro tubo de ensayo al molinete.



___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Acerque el tubo de ensayo anterior previamente frotado con la funda de plástico

hacia el molinete.


____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

__________________________________________________________________

- Retire el tubo de ensayo del molinete, frótelo con la funda plástica y colóquelo de

nuevo en su sitio, acerque al tubo de ensayo del molinete el otro tubo de ensayo

previamente frotado con la funda plástica.


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Con esta experiencia podemos analizar algunos temas de la electrostática como:

Nº Conceptos Definición

1 Carga eléctrica

2 Electrización

3 Tipos de electrización

4 Aislantes y conductores

5 Campo eléctrico

7 Potencial eléctrico

8 Condensadores

Campo eléctrico

- Provéase de los siguientes materiales: plastilina, dos lápices, dos tapas metálicas

de los envases de conservas, envolturas de los choccolates (papel aluminio), hilo

de coser, peinilla, un pedazo de alambre, un pedazo de franela, un pedazo de

lámina de acrilico o una carpeta de plástico limpia y seca


Plastilina:

Lápiz

Tapas metálicas:

Papel aluminio:

Hilo de coser:

Peinilla:

Alambre:

Lámina de acrílico:

Pedazo de franela:

Mesa de trabajo:

Procedimiento:

- Construya un péndulo electrostático con el alambre, el hilo y el papel aluminio

como indica la figura.

- Electrice el péndulo por contacto de manera que adquiera la carga del material

que lo electrizó. Compruebe acercando el elemento que lo electrizó al péndulo:

este debe ser rechazado.


- Contruya los electróforos de Volta con las tapas metálicas, la plastilina y los lápices,

de la manera que se indica:

- Electrice el electróforo de la siguiente manera:

Frotamos con el paño la lámina de acrílico, la cual se electriza por fotamiento

arrancando electrones al paño.

- Coloque el electróforo sobre la lámina de acrílico electrizada.

Q Q

- - - - - - -


- Realice una conexión a tierra para el electróforo.

Retire la conexión a tierra y luergo retire el electróforo; este queda cargado con

carga contraria a la de la lámina de acrílico.

- Luego, coloque todos los dispositivos como indica la figura:

- Recuerde que uno de los electróforos está cargado, el otro se carga por influencia y

que la masa del pendulo también esta cargada.

- - - - - - -

- - - - - - -



_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Con esta experiencia podemos analizar algunos temas de la electrostática como:

Nº Conceptos Definición

1 Electrización por

inducción

2 Condensador

3 Líneas de fuerza

4 Diferencia de potencial

5 Movimiento o flujo de

cargas

Corriente eléctrica Antes de continuar es necesario que el estudiante investigue sobre la simbología de

algunos dispositivos utilizados en los circuitos eléctricos para que pueda diseñar

diagramas de circuitos e interpretarlos.

Nº Gráfico Referencia

1 Conductor

2 Condensador

3 - + Generador

4 Resistor

5 Reóstato o resistencia variable

6 Bombilla eléctrica

7 Inductor

8 + -

Amperímetro

9 + -

Voltímetro

10 Fuente de corriente alterna

A

V


- Proveáse de los siguientes materiales: dos pilas grandes alcalinas de 1,5V, 1m de

cable eléctrico nº 16, una bombilla eléctrica de 3V.

Pilas:

Cable eléctrico:

Bombilla eléctrica

- Corte el cable eléctrico en pedazos de 25cm; en cada pedazo descubrimos las

puntas quitando el material aislante 1,5cm y armamos un circuito como indica la

figura.

Como se puede observar no se cierra el circuito, por tanto no existe flujo de

electrones y no se enciende la bombilla.

- Si se arma el circuito como se indica en la siguiente figura (completamente

cerrado), se observa que se enciende la bombilla debido a que existe flujo de

electrones.

1,5V 1,5V

1,5V


- Para el segundo caso, el diagrama eléctrico es:

Es mejor utilizar los diagramas eléctricos en vista de que permiten en el plano expresar el

circuito completo.

Efectos de la corriente eléctrica

1. EFECTO TÉRMICO

- Además de las 2 pilas, el cable, hilos de alambre de rasquette Nº 5 de por lo menos

20cm, consiga un pedazo de espuma flex o fundas de plástico, armar el circuito

como indica la figula:

La línea de color rojo representa el alambre de rasquete el cual, al pasar la corriente

eléctrica, se calienta por el flujo de electrones. Con este alambre se puede cortar las

fundas de plástico, la lámina de espuma flex y formar figuras o nombres, sin olvidar que se

1,5V

i

i i

i

i i

-1,5V+

i

i

i i

i i

- 3V+

i i

i


debe manejar con cuidado el alambre de rasquete que es muy delgado y esta caliente,

puede provocar quemaduras o cortes en las manos. Tome en cuenta que este alambre se

dilata incluso hasta romperse.

- Escriba lo que ha observado sobre la corriente eléctrica.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿Qué se puede concluir sobre el efecto térmico de la corriente eléctrica?

Investigue las aplicaciones y las consecuencia de este efecto el la vida de los seres

humanos.

2. EFECTO MAGNÉTICO

- Para comprobar este efecto necesitamos dos pilas, los conductores y una brújula.

Arme el circuito como indica la figura, de manera que el cable ab ubicado sobre la

brújula coincida con su orientación.

Las flechas de color rojo indican el sentido del flujo de carga eléctrica o sentido de la

corriente eléctrica . La conexión está abierta en C. Esta es móvil de manera que solo se

hace contacto por 2 segundos durante los cuales se observa el efecto sobre la brújula.

- Escriba la observación: ¿qué sucede con el norte de la brújula?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Repetir el proceso con las siguientes alternativas:

- Coloque el cable ab debajo de la brújula y realice el contacto en C.

Escriba la observación: ¿qué sucede con el norte de la brújula?

- 3V +

b

a

N

S C

i

i

i


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Coloque el cable ab sobre la brújula, cambie la polaridad de la pila y realice el

contacto en C. Escriba su observación: ¿qué sucede con el norte de la brújula?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Coloque el cable ab debajo de la brújula, mantenga la ultima orientación de la pila

y realice el contacto en C. Escriba su observación: ¿qué sucede con el norte de la

brújula?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Investigue sobre las consecuencias del efecto magnético en los seres humanos y las

aplicaciones en los diferentes campos de las ciencias.

3. EFECTO QUÍMICO

Los materiales necesarios son: las pilas, los conductores con sus extremos descubiertos,

un vaso de precipitación, dos tubos de ensayo, agua y sal.

Procedimiento:

En el vaso de precipitación realice una mezcla de agua 200cm3 con dos cucharadas de sal,

diluya completamente la sal, llene los tubos de ensayo con esta mezcla y arme el circuito

como indica la figura. Los tubos deben estar llenos de la solución salina e invertidos,

cuidando de que en el proceso de armado del sistema no ingrese aire en los tubos.

Coloque los extremos libres de los conductores dentro de los tubos como se indica y

verifique el estado de estos extremos de los conductores (color, forma).

_+ 3V

ClNa

i

i

i

i


- Cierre el circuito en C y espere la evolución de la reacción en la solución salina.

Escriba las observaciones:

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿Qué sucede con la solución a medida que el circuito funciona?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿Qué se observa en el tubo cuyo cable está conectado al polo positivo de la pila?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿Qué se observa en el tubo cuyo cable está conectado al polo negativo de la pila?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿En cuál de los tubos se observa gas?

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿De qué tipo de gas se trata?

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- ¿Qué sucede en el otro tubo? Explique.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Luego de tener una cantidad de medio tubo de ensayo con gas, suspender la

experiencia y con mucho cuidado recoja el gas sin que se mezcle con el aire. Tape

con un dedo el tubo, encienda un fósforo y deje que el gas salga por debajo del

fósforo encendido. Escriba la observación:

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Escriba su observación del cable que estaba dentro del tubo con gas en cuanto a su

color y forma.


___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

- Escriba su observación del cable que estaba dentro del tubo lleno de la solución en

cuanto a su color y forma.

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Investigue sobre el fenómeno de electrolisis del agua y sus aplicaciones.

Conexión de resistencias

Se necesita 4 pilas alcalinas grandes de 1,5V, conductores con sus extremos descubiertos,

3 bombillas de 3V, aparatos de medida: voltímetro, amperímetro, ohmímetro. Antes de

realizar la experiencia con el ohmímetro, mida las resistencias de las lámparas y registre su

valor.

Conexión en serie:

Arme el circuito como indica el diagrama: coloque los aparatos de medida, tanto el

voltímetro como el amperímetro, en las posiciones indicadas para la lampara 1 (L1), tenga

cuidado con la polaridad. Cierre el circuito y registre las mediciones de voltaje y corriente

eléctrica. Desconecte el circuito.

- Arme el circuito de la siguiente manera. Para registrar los valores en la segunda

lámpara (L2), desconecte el circuito:

V

A

A + 6V

L1 i

i i

V

A

A

+ 6V L2

i

i

i


- Arme el circuito para la tercera lámpara y registre los valores de voltaje y corriente

eléctrica eléctrica. Desconecte el circuito.

Los valores medidos registramos en la siguiente tabla:

Lámpara Resistencia (R) Voltaje (V) Corriente eléctrica (i)

Medido con el

Ohmímetro

Medido con el

Voltímetro

Medido con el

Amperímetro

1

2

3

Luego de la experiencia y con los valores obtenidos se puede verificar lo siguiente:

1. Comprobar por medio de la ley de Ohm el valor de las resistencia de las lámparas y

comparar con los valores medidos con el ohmímetro.

2. Comprobar las propiedades de la conexión de resistencias en serie.

3. Utilizando la ley de Joule calcular la potencia individual y del sistema.

Conexión en paralelo:

- Arme el circuito como indica el diagrama. Coloque los aparatos de medida, tanto el

voltímetro como el amperímetro, en las posiciones indicadas para la lampara 1

(L1). Cierre el circuito y registre las mediciones de voltaje y corriente eléctrica.

Desconecte el circuito.

V

A

A

+ 6V

L3 i

i

i


- Arme el circuito de la siguiente manera para registrar los valores en la segunda

lámpara (L2). Desconecte el circuito.

- Arme el circuito para la tercera lámpara y registre los valores de voltaje y corriente

y corriente eléctrica. Desconecte el circuito.

Registre los valores medidos, en la siguiente tabla:

A

v

- 6V+

L1

V1

R1 i1

A

v

- 6V+

L2 i2 R2

V2

v

A

- 6V+

L3

V3

R3

i3


Lámpara

Resistencia medida (R)

Voltaje (V)

Corriente eléctrica (i)

1

2

3

Luego de la experiencia y con los valores obtenidos se puede verificar lo siguiente:

1. Comprobar por medio de la ley de Ohm el valor de las resistencia de las lámparas y

comparar con los valores medidos con el ohmímetro.

2. Comprobar las propiedades de la conexión de resistencias en paralelo.

3. Aplicar la ley de Joule y calcular la potencia individual y del sistema.

Resistencia de un conductor

Los gráficos nos permiten deducir las caractiristicas de la resistencia de un conductor.

1. Sean dos conductores del mismo material, de igual área pero de diferente longitud,

la longitud del conductor 1 es extremadamente mayor que del conductor 2. El

muñeco y la flecha de color rojo representan la corriente eléctrica que atraviesa el

conductor.

Conductor 1

Conductor 2

Se observa que la resistencia al paso de la corrienten eléctrica está en función de la

longitud del conductor.


2. Sean dos conductores del mismo material, de igual longitud pero de diferente área,

el área del conductor 1 es extremadamente mayor que del conductor 2. El


conductor.

Conductor 1

Conductor 2

Se observa que la resistencia al paso de la corriente eléctrica depende del área del

conductor, si el conductor tiene menor área presenta mucha dificultad al paso de la

corriente eléctrica.

3. Sean dos conductores, de igual longitud y área, pero de diferente material, el

conductor 1 presenta mayor facilidad de conducción que el conductor 2. El


conductor.

Conductor 1

Conductor 2


Se observa que la resistencia al paso de la corrienten eléctrica depende del material del

conductor, si el material por el que circula la corriente corresponde a un buen conductor,

este facilita el paso de la corriente eléctrica.

Con la ayuda del docente se puede construir un dispositivo como el que se indica a

continuación en la figura, con las pilas, un tablero, condutores de diferente la longitud,

área (por el grosor del conductor) tipo de material y los aparatos de medida. (las líneas de

color significan las conexiones que se deben realizar para cada caso)

El dispositivo indicado corresponde a conductores de diferente sección pero todos de

igual material y longitud.

A

V

A

V


El dispositivo indicado corresponde a conductores de diferente material pero todos de

igual sección y longirud.

El dispositivo indicado corresponde a un conductor para diferente longitud pero de igual

sección y material.

Los dispositivos antes indicados permiten verificar los resultados e inferir las relaciones

para la resistencia de un condutor dado por el modelo:

en donde:

R = Resistencia del conductor, Unidad (R)SI = Ω

.l = longitud del conductor, Unidad (l)SI = m

A = área del conductor, Unidad (A)SI =m2

= resistividad del conductor, Unidad ( )SI = Ω-m

Los estudiantes con la ayuda del docente pueden investigar sobre la resistividad, los

diferentes tipos de resistencias eléctricas y sus aplicaciones en los diferentes campos de

las ciencia, asi como su utilidad en la electrónica.

Efecto joule:

Como se trata de la producción de calor debido al paso de la corriente eléctrica por un

conductor o es el efecto térmico de la corriente eléctrica, los estudiantes, con la guía del

docente, pueden construir un reververo eléctrico o una cafetera, pueden investigar sobre

este efecto y sus aplicaciones como en la plancha eléctrica, los dispositivos de calefacción,

la suelda eléctrica, entre otros.

A

V


La ley de Joule permite determinar la potencia en los sistemas eléctricos. Está

representada por el modelos:

,

Conjuntamente con la ley de Ohm (R = V/i), se puede investigar la potencia eléctrica

consumida en un domicilo, la corriente eléctrica que circula en los artefactos eléctricos, la

resistencia de dichos artefactos y sus potencias.

Campo magnético Para la observación del campo magnético y sus líneas de fuerza magnéticas se necesita:

un frasco de vidrio ancho y transparente, 100g de limaduras de hierro, aceite de comer

trasnparente y dos imanes.

Procedimiento:

Llene de aceite el frasco, coloque las limaduras de hierro, tape herméticamente el frasco y

sacúdalo de manera que las limaduras se muevan dentro de todo el líquido. Coloque los

imanes con los polos opuestos efrentándose en medio el frasco, como indica la figura:

Escriba las observaciones e investigue sobre los polos magnéticos, la naturaleza de los

imanes y su campo magnético, las líneas de fuerza magnéticas, el campo magnético

terrestre.

El efecto magnético de la corriente eléctrica nos permite verificar la generación de un

campo magnético cuando una corriente eléctrica circula por un conductor.

Investigue las reglas de la mano derecha.

. . . . . ..

. . . . . . … .. . . . . . . . … .

S

N

N

S

B


Inducción electromagnética

Se necesitan 5m de alambre de bobinas Nº 20, un cilindro de cartón, voltímetro con la

aguja en la mitad o al menos desplazada del cero y en la menor escala de voltaje, un imán

de barra o, si se tiene, un par de imanes pequeños colocados en los extremos de una

varrilla de metal.

Procedimiento:

- Construya una bobina con el alambre y un cilindro de cartón como indica la figura.

Descubra los extremos del alambre.

- Conecte los extremos de la bobina al voltimetro como se indica:

- Mueva la barra de imán dentro de la bobina trasladándola lentamente y

verificando el movimiento de la aguja del voltimetro (la doble flecha de color negro

adjunta indica el movimientio del imán).

+

-

N

S

+

-


Es importande detectar cómo se mueve la aguja del voltímetro cuando el imán ingresa en

la bobina, y cómo es el movimiento cuando el imán sale. Se puede invertir el imán y

obtener las conclusiones respectivas, también se puede mover la bobina y mantener

quieto el imán o se puede mover los dos elementos al mismo tiempo.

Se pueden realizar algunas variante si se cambia el número de espiras (vueltas) en la

bobina o se realiza un dispositivo para mantener el movimiento del imán. Las

observaciones deben ser muy cuidadosas para obtener conclusiones verídicas; si

realizamos repititivamente el movimiento se genera una corriente eléctrica alterna.

Con la ayuda del docente puede inducir la leyes de Faraday, Henry y Lenz.

Fuerza magnetica sobre un conductor Con esta experiencia se puede comprobar el efecto de un campo magnético sobre una

corriente eléctrica que circula por un conductor recto. Para realizar esta experiencia se

necesita un par de imanes de parlante, cables conductores, un conductor de aluminio

diseñado en forma de columpio, materiales de soporte y una fuente de corriente eléctrica

continua, que puede ser 4 pilas grandes; el sistema se dispone de la siguiente manera:

S

N

S

N

B

+1,5V - +1,5V - +1,5V - +1,5V -

i

i

i

i

i F


En el esquema el campo magnético B se dirige de abajo hacia arriba, la corriente eléctrica

se dirige hacia adentro de la página, el conductor experimenta una fuerza magnética

dirigida hacia la derecha. La dirección del campo magnético, la corriente y la fuerza

magnética son mutuamente perpendiculares; con el docente puede practicarse estas

direcciones aplicando la regla de la mano izquierda o derecha, para lo cual se establece un

código.

Para el caso de una espira de alambre (un alambre en forma de rectángulo casi cerrado)

se tiene un giro de la espira. El dispositivo se indica a continuación.

En este caso, el campo magnético se dirige de izquierda a derecha, la corriente pasa hacia

detro de la página por el segmento del cable de la espira del lado izquierdo; para el

segmento de cable del lado derecho, la corriente sale de la página, la fuerza en el lado

izquierdo de la espira es hacia abajo y en el lado derecho es hacia arriba, provocando que

la espira gire en torno del eje de línea cortada en sentido antihorario como indica la flecha

de color amarillo; se incrementa el efecto si se aumenta el número de espiras, este es el

diseño del motor eléctrico, también es el principio en el que se basa los aparatos de

medición eléctrica.

Galvanómetro es un dispositivo que sirve para detectar la presencia de corriente eléctrica

en un circuito; esquematicamente se lo representa de acuerdo a la figura anterior.

S N

F

B

i

i

i

i

+1,5V - +1,5V - +1,5V - +1,5V -

i

i

F

S N


El campo magnético generado por los imanes cóncavos produce un momento de torsión

sobre la bobina, (devanada alrededor de un núcleo de hierro cilíndrico móvil) colocada

dentro del campo magnético y sustentada por un eje vertical.

La rotación de la bobina con el núcleo disminuye hasta detenerse por la acción de dos

resortes en espiral; los resortes conducen la corriente eléctrica a la bobina, la aguja sujeta

al eje del núcleo que gira en uno u otro sentido frente a una escala e indica el tamaño de

la corriente eléctrica en el momento que se detiene, además da el sentido de la corriente

de acuerdo hacia donde se mueve la aguja.

Voltímetro es un instrumento de alta resistencia que permite medir el voltaje o la

diferencia de potencial entre los extremos de una resistencia. Se conecta en paralelo con

la resistencia del circuito.

Re

+1,5V -

+1,5V -

+1,5V -

+1,5V -

+

-

N

S

RV

Rb

I

I

i

i

N

S


Rb: Resistencia de la bobina.

RV: Resistencia muy grande que se conecta en serie con la bobina del galvanómetro.

Re: Resistencia experimental que correponde al circuito externo.

I :Intensidad de corriente que correponde al circuito externo.

i : Intensidad de corriente que corresponde al circuito interno del voltímetro.

VV : Voltaje medido por el voltímetro.

VV = I .Re : Voltaje de la resistencia grande + voltaje de la bobina.

VV = I .Re = i. RV + i. Rb

VV = i. RV + i. Rb

(VV / i) - Rb = RV: este modelo permite calcular el valor de la resistencia que debe

conectarse en serie con la bobina en el interior del voltímetro.

Amperímetro es un dispositivo que permite medir la intensidad de corriente eléctrica que

pasa por una resistencia de un circuito eléctrico (Re); el amperímetro se conecta en serie

con la resistencia del circuito.

Rd: Resistencia de derivación de la corriente que tiene un valor bajo.

Rb: Resistencia de la bobina.

Re : Resistencia experimental que correponde al circuito externo.

I : Intensidad de corriente que correponde al circuito externo.

i : Intensidad de corriente que corresponde al circuito interno del voltímetro.

VV : Voltaje dado por la fuente de enegía eléctrica.

Rd

ib

ib

N

S

-

+ I

I

+1,5V - +1,5V - +1,5V - +1,5V -

Re

Rb id


Vd : Diferencia de potencial o voltaje en la resistencia de la derivación.

Vb : Diferencia de potencial o voltaje en la resistencia de la bobina.

La resistencia de la bobina del nucleo con la resistencia de derivación están conectados en

paralelo, por tanto tiene el mismo potencial o votaje:

Vd = Vb

Vd = id. Rd: para la resistencia de la bobina.

Vb = ib. Rb: para la resistencia de la derivación.

id + ib = I :intensidad de corriente del cicuito.

id = I – ib: intensidad de corriente de la derivación,

igualando los voltajes: id. Rd = ib. Rb,

reemplazando (I – ib ) Rd = ib. Rb.

La resisencia de la derivación es: Rd = (ib. Rb)/ (I – ib ).

Generador de corriente eléctrica Un dispositivo en el cual se puede evidenciar la transformación energética constituye un

generador eléctrico. Para construirlo es necesario dos imanes de parlantes, 5m de

alambre delgado de bobina nº 24, un alambre para un eje, una varilla de hierro de media

pulgada en forma de U, un soporte, dos botones para los ejes, una manivela, alambre, una

bombilla o un diodo LED para amperaje máximo 30mA. Una tabla de 20cm por 25cm y de

1cm de espesor, grapas, alambre de amarra, una bincha de carpeta para los contactos con

el rotor dividido.

Arme el dispositivo como se indica en la figura:


Al girar la manivela el cuadro de la bobina, en sus segmentos largos, corta las líneas del

campo magnético, generando un movimiento de los electrones en el cable de la bobina y

produciéndose una corriente eléctrica que se verificará en la lámpara LED. Con el docente

se puede realizar los análisis correspondientes y construir un motor eléctrico; esta

investigación ayuda a comprender el funcionamiento de los aparatos de medida

eléctricos.

Transformador Cuando se mueve un iman dentro de una espira, este movimiento induce en la espira una

coriente eléctrica en un sentido, el momento en que se detiene el imán deja de inducirse

la corriente y cuando sale el imán se induce la corriente en sentido contrario. Si se

mantiene el movimiento del imán ingresando y saliendo se induce una corrinete alterna

con una frecuencia igual a la del movimiento del iman, para aumentar el efecto se

aumenta el número de espiras y se obtiene una bobina. El grafico indica el proceso para el

ingreso del iman.

Si al sistema anterior se acerca otra bobina, se inducirá una corriente en la nueva bobina;

la corriente inducida se origina en la variación del campo magnético asociado a la

variación en la corriente originada por el movimiento del imán. El gráfico indica el proceso

para el ingreso del imán en la primera bobina que se lo designa como primario y la

segunda bobina como secundario.

i i

N

N S

+ -


La aplicación de este principio constituye el Transformador que es un dispositivo que

aumenta o reduce el voltaje de un circuito de corriente alterna; los elementos de

untransformador son:

1. Una bobina primaria conectada a una fuente de corriente alterna.

2. Una bobina secundaria.

3. Un nucleo laminado de hierro.

A medida que se aplica una corriente alterna en la bobina primaria, las líneas de flujo

magnético varían a través del núcleo de hierro, de manera que se induce una corriente

alterna en la bobina secundaria; la relación entre los voltaje del primario y secundario

están en función del número de espiras.

VP: Voltaje en el primario = ЄP.

VS: Voltaje en el secundario = ЄS.

NP: Número de espira en el primario.

NS: Número de espira en el secundario.

i i

N

N S

+ -

i i

- +


Si NP > NS el transformador es reductor, se cumple VP > VS

Si NP < NS el transformador es evador, se cumple VP < VS

Actividades como estrategias para desarrollar las destrezas por medio de procesos mentales

Estrategia de aprendizaje= destreza + contenido + método

Indagar. Investigar conceptos o teorías utilizando diferentes medios de información, con

la finalidad de hacer comprensible una situación no bien definida.

1. Indagar sobre los diferentes aparatos de medición eléctrica mediante la búsqueda

grupal de información en diferentes fuentes, demostrando perseverancia en el trabajo

y respeto a las normas del equipo.

Procesos mentales:

a. Identificar los conceptos adecuados sobre el tema.

b. Organizar la información mediante un cuadro comparativo.

c. Seleccionar los aparatos de medición eléctrica más representativos.

El informe se realiza en grupos colaborativos de 5 personas; se entrega el informe final del

equipo, junto con los borradores del trabajo realizado por cada componente del grupo de

trabajo.

La extensión del trabajo de grupo es de 300 palabras, Calibri nº 12, 1,25 de espacio interlineal.

i

FUENTE DE CORRIENTE ALTERNA

-

+

ЄS

NP

NS

ЄP R


Nota: El desarrollo de los valores debe realizarse en cada grupo mediante: la definición del

valor perseverancia haciendo hincapié en la importancia de poner toda su voluntad en

lograr los objetivos y del valor respeto a las normas del equipo, al trabajar de acuerdo a

las reglas consensuadas por este, permitiendo el desarrollo de las actividades en forma

amigable.

Sintetizar. Articular las ideas, principios y procesos en forma coherente, formando un

todo global esquemático.

2. Sintetizar la información (obtenida en internet, libros, revista) sobre Inducción

electromagnética mediante una red conceptual.

Procesos mentales

a. Leer la información del documento escogido de una manera global.

b. Extraer los conceptos sobre la información del texto.

c. Relacionar los conceptos para comprender su estructura interna.

d. Diseñar una red conceptual de tema.

Comparar. Confrontar dos o más hechos y objetos tomando en cuenta elementos

semejantes o diferentes de los mismos.

3. Comparar entre generador eléctrico y motor eléctrico, elaborando un cuadro sobre las

diferencias y semejanzas entre ellos

Procesos mentales

1. Identificar los elementos que vamos a comparar.

2. Determinar los criterios de comparación.

3. Establecer semejanzas y diferencias.

4. Sintetizar la comparación en un cuadro.

Idea Principal

4. Dado un documento encontrar la idea principal. (Documento a)

Primero, se define lo que es idea principal.

La idea principal de un párrafo es aquella unidad de significado en torno a la cual se

estructura toda la información entregada.

Procesos mentales:

a) lectura pausada del texto

(Clarificar las palabras que no se entiendan)

b) 2. Identificar todas las ideas que existan en un párrafo (subraye estas ideas)


(Unas serán fundamentales otras serán complementarias)

c) Jerarquizar las ideas

Algunas ideas son más importantes que otras

¿Cómo podemos determinar la idea más inclusora? Tomando en cuenta lo siguiente.

No se puede eliminarla porque pierde sentido el texto..

Me permite entender las ideas anteriores o posteriores

El resto de las ideas dependen de ella (no las entendemos si no es en función de

esa idea)

Responden a la pregunta ¿de qué se habla en el texto?

La idea ubicada en primer lugar en el paso anterior será considerada la IDEA PRINCIPAL.

Documento a

Mapa conceptual

5. Diseñar un mapa conceptual sobre la electricidad, relacionando los siguientes

conceptos:

Resistencia, serie, electricidad, intensidad, tensión, corriente eléctrica, mixto, ley de Ohm,

conexión, potencia, paralelo.

Recordar que los elementos del mapa conceptual son tres:

- Conceptos

- Palabras de enlace y

- Proposiciones

La electrólisis o electrolisis es un método de separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad: se produce en

primer lugar la descomposición en iones, seguido de diversos efectos o reacciones secundarios según los casos concretos.

Electrólisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir rotura.

El proceso electrolítico consiste en lo siguiente. Se disuelve una sustancia en un determinado disolvente, con el fin de que los iones que constituyen dicha sustancia estén presentes en la disolución. Posteriormente se aplica una corriente eléctrica a un par de electrodos conductores colocados en la disolución. El electrodo cargado negativamente se conoce como cátodo, y el cargado positivamente como ánodo. Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones positivos, o cationes, son atraídos al cátodo, mientras que los iones negativos, o aniones, se desplazan hacia el ánodo. La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los

electrodos, proviene de una fuente de potencia eléctrica que mantiene la diferencia de potencial en los electrodos.

En los electrodos, los electrones son absorbidos o emitidos por los iones, formando concentraciones de los elementos o compuestos deseados. Por ejemplo, en la electrólisis del agua, se forma hidrógeno en el cátodo, y oxígeno en el ánodo. Esto fue descubierto en 1820 por

el físico y químico inglés Michael Faraday.

La electrólisis no depende de la transferencia de calor, aunque éste puede ser producido en un proceso electrolítico, por tanto, la eficiencia

del proceso puede ser cercana al 100%.

http://enciclopedia.us.es/index.php/Electr%C3%B3lisis tomado el 07-08-2012

http://enciclopedia.us.es/index.php/Elemento_qu%C3%ADmico

http://enciclopedia.us.es/index.php/Compuesto_qu%C3%ADmico

http://enciclopedia.us.es/index.php/Electricidad

http://enciclopedia.us.es/index.php/Ion

http://enciclopedia.us.es/index.php/Electricidad

http://enciclopedia.us.es/index.php/C%C3%A1todo

http://enciclopedia.us.es/index.php/%C3%81nodo

http://enciclopedia.us.es/index.php/Cati%C3%B3n

http://enciclopedia.us.es/index.php/Ani%C3%B3n

http://enciclopedia.us.es/index.php/1820

http://enciclopedia.us.es/index.php/Michael_Faraday

http://enciclopedia.us.es/index.php/Electr%C3%B3lisis


Un concepto es un evento o un objeto que con regularidad se denomina con un

nombre o etiqueta (Novak 1988). Por ejemplo, agua, casa, silla, química, física,

perro, lluvia, electricidad, resistencia, paralelo entre otros.

El concepto, puede ser considerado como aquella palabra que se emplea para

designar cierta imagen de un objeto o de un acontecimiento que se produce en

la mente de un individuo.

Mapa conceptual sobre la electricidad

RÚBRICAS PARA EVALUACIÓN CRITERIAL

Criterio de selección y manejo de información para un trabajo de investigación.

AUTOLEVALUACIÓN

Puntaje Criterio/Niveles de desempeño

10 Seleccioné, analicé y organicé información que me permitió dar respuesta a mi

hipótesis de investigación de manera ordenada.

7 Seleccioné y organicé información que respondió a mi hipótesis de investigación

cometiendo pocos errores.

4 Ordené la información que encontré, cometí varios errores. No pude mantenerme

orientado en la información que me ayudara a responder mi hipótesis.

1 No pude seleccionar y organizar la información que encontré para responder a mi

hipótesis de investigación.


CRITERIOS

10

7

4

1

CONOCE CONCEPTOS

Y RESUELVE

EJERCICIOS Y

PROBLEMAS

Identifica

conceptos y

leyes de la física

y de la Química

para la solución

de ejercicios y

problemas.

Identifica la

mayoría de los

conceptos y

leyes de la física

y de la Química

para la solución

de ejercicios y

problemas.

Identifica algunos

conceptos y leyes de

la física y de la

Química para la

solución de ejercicios

y problemas.

Identifica muy

pocos conceptos

y leyes de la

física y de la

Química para la

solución de

ejercicios y

problemas.

APLICA MÉTODOS DE

SOLUCIÓN DE

EJERCICICOS Y

PROBLEMAS

En toda la

práctica el

estudiante

demuestra el

uso correcto de

los métodos

adecuados

para la solución

de ejercicios y

problemas.

En gran parte

de la práctica el

estudiante

demuestra el

uso correcto de

los métodos

adecuados

para la solución

de ejercicios y

problemas.

En la práctica el

estudiante

demuestra poca

comprensión del uso

correcto de los

métodos adecuados

para la solución de

ejercicios y

problemas.

En la práctica el

estudiante

demuestra una

incorrecta

comprensión del

uso correcto de

los métodos

adecuados para

la solución de

ejercicios y

problemas.

PLANTEA ESTATEGIAS

EFICIENTES Y

EFECTIVAS PARA

RESOLVER EJERCICICOS

Y PROBLEMAS

Usa una

estrategia

eficiente y

efectiva para

plantear y

resolver

ejercicios y

problemas

utilizando los

diferentes

métodos.

Por lo general,

usa una

estrategia

efectiva para

plantear y

resolver

ejercicios y

problemas

utilizando los

diferentes

métodos.

Algunas veces usa

una estrategia

efectiva para

plantear y resolver

ejercicios y

problemas

utilizando los

diferentes métodos.

Raramente usa

una estrategia

efectiva para

plantear y

resolver

ejercicios y

problemas

utilizando los

diferentes

métodos.


RÚBRICA PARA CALIFICAR PRÁCTICAS

FICHA INDIVIDUAL PARA LA AUTOEVALUACIÓN Y COEVALUACIÓN DEL TRABAJO EN

GRUPO

SEC

CRITERIO

Evaluación-

Coevaluación

10 7 4 1

1 Respeta las ideas de los otros miembros del grupo.

2 Tiene una actitud positiva hacia el proyecto.

3 Es activo en la búsqueda de información.

4 Comparte la información que selecciona con los otros

miembros del grupo.

5 Presenta sus ideas de una manera coherente.

6 Ayuda a encontrar información para las actividades

parciales.

7 Ha contribuido a preparar las actividades parciales.

8 Contribuye en el perfeccionamiento del producto final.

9 Su participación durante las diferentes sesiones de

trabajo del grupo ha sido esencial.

10 Respeta las normas de su grupo.

TOTAL

CRITERIOS

10

7

4

1

Participación en

el trabajo del

grupo

(evaluación por

los miembros

del grupo: ver

ficha individual)

Siempre La mayoría de

las veces Pocas veces

Nunca o muy

pocas veces


RUBRICA PARA PRÁCTICA DE LABORATORIO

Criterios

Muy bien

10

Bien 9-8

Suficiente

7-6

Insuficiente

5

Material de laboratorio.

Presentó todos los materiales solicitados para la realización de la práctica.

Presentó la mayoría de los materiales solicitados para la realización de la práctica.

Presentó algunos materiales solicitados para la realización de la práctica.

No presentó materiales para la realización de la práctica.

Medidas de seguridad.

El estudiante asiste con su bata limpia y bien cerrada, y cumple con las medidas de seguridad.

El estudiante asiste con bata limpia y cerrada, pero no cumple las medidas de seguridad.

El estudiante asiste con la bata sucia o manchada, sin cerrar y no cumple con las medidas de seguridad.

No asiste con bata, hace caso omiso a las medidas de seguridad.

Integración de equipos.

El estudiante presenta buena integración, es respetuoso de las ideas de los demás, participa muy bien en el desarrollo de la práctica.

El estudiante se integra bien en equipo, pero no es respetuoso de las ideas de los demás, participa del desarrollo de la práctica.

El estudiante se integra, trabaja regularmente en equipo, no es respetuoso, participa en el desarrollo de la práctica.

El estudiante no se integra, no respeta las ideas de los demás, no participa en el desarrollo de la práctica.

Marco teórico.

Enlista los principales conceptos de la práctica de manera ordenada.

Enlista los principales conceptos de la práctica pero no los ordena.

Enlista algunos de los principales conceptos de la práctica, pero sin orden.

No enlista, ni ordena los principales conceptos de la práctica.


GLOSARIO:

Electrón Partícula subatómica, cuya masa es insignificante, por lo que no se

la toma en cuenta en los cálculos en la interacción electrica.

Interacción Eléctrica El resultado de la influencia que se genera por la presencia de al

menos dos cargas

Intensidad de

Corriente Eléctrica Es la circulación de cargas negativas a través de un circuito

eléctrico cerrado, que se mueven siempre de mayor potencial a

menor potencial de la fuente de suministro de fuerza electromotriz

(fem).

Energía La energía es la capacidad de los cuerpos o un sistema para

efectuar un trabajo en virtud de algumna propiedad relevante.

Potencia eléctrica Potencia es la rapidez a la que se consume la energía eléctrica.

También se puede definir Potencia como la energía desarrollada o

consumida en una unidad de tiempo, expresada en la fórmula.

La Potencia es igual al cociente entre la energía y el tiempo.

Resistencia eléctrica Es la oposición que presentan los materiales al paso de la corriente

eléctrica a través de ellos. La unidad de medida de la resistencia

eléctrica es el Ohm.

Circuito eléctrico Es el recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas

eléctricas; contiene tres elementos: generador, conductores y

receptor.

Electrolisis Es un proceso que tiene lugar en soluciones cuando se aplica una

diferencia de potencial entre dos electrodos. La electrólisis

transforma la energía eléctrica en energía química. El proceso es

inverso al que se produce en una batería.

Imán Un imán es un material ferromagnético, capaz de producir un

campo magnético exterior y atraer el hierro, Co y Ni.

Inducción

electromagnética. Es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos

variables con el tiempo.

Galvanómetros Son los instrumentos usados en la detección del sentido y

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/guiainf/guiainf.shtml#HIPOTES

http://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtml


medición de la corriente eléctrica.

Amperímetros Son aparatos que miden la intensidad de la corriente eléctrica.

Voltímetro Son aparatos que miden la diferencia de potencial entre dos puntos

de un circuito.

Generador eléctric. Es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial

eléctrico entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o

bornes) transformando la energía en energía eléctrica.

Motor eléctrico Son máquinas eléctricas que transforman la energía eléctrica en

energía mecánica.

Corriente continua

o directa Implica el flujo de carga en una sola dirección. Los bornes de una

batería siempre mantienen el mismo potencial.

Corriente alterna Las cargas del circuito se desplazan primero en una dirección y

luego en sentido opuesto, con un movimiento de vaivén en torno a

posiciones relativamente fijas.

Conductor eléctrico Material capaz de ofrecer poca resistencia al paso de la corriente

eléctrica.

http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Polaridad_%28electricidad%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Pin_%28electr%C3%B3nica%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Borne_%28electricidad%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

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GUÍA DIDÁCTICA - · PDF fileequilibrio quÍmico y velocidad de proceso de transferencia de electrones fÍsica biologÍaquÍmica fÍsica y quÍmica ciencias experimentales