Semana 6 “Ley de Ohm. Consumo de Energía Eléctrica. Campo Magnético y líneas de campo: imanes y bobina.”

 

SEMANA6 SESIÓN 16	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.10 Ley de Ohm.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·                     Muestra experimentalmente la relación que existe entre la corriente y el voltaje en una resistencia eléctrica (Ley de Ohm) y la aplica en circuitos en serie y en paralelo. Procedimentales ·       Resolución de problemas. ·       Presentación en equipo Actitudinales ·                     Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector De Laboratorio: Material: Probador de conductividad, multímetro, pilas AA, AAA, D, Cuadrada.                Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Información recabada por los alumnos de la indagación bibliográfica del tema.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor  hace su presentación de las preguntas en el cuadro, contestan por equipo: Preguntas ¿Cómo se define la Ley de Ohm? ¿Cuáles son las variables que intervienen en la ley de Ohm? ¿Qué unidades se emplean en las variables de la Ley de Ohm? ¿Cuál es el modelo matemático de la Ley de Ohm? ¿Qué es un circuito eléctrico? ¿Cuáles son los tipos de circuito eléctrico? Equipo 4 1 2 5 6 3 Respuesta La Ley de Ohm establece que  "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación: Intensidad = V/R Se puede hallar:  Intensidad en amperios Diferencia de potencial en voltios Resistencia en ohmios I = Intensidad en amperios (A)  V = Diferencia de potencial en voltios (V) ó (U)  R=Resistencia en ohmios (Ω). I=GV=V/R Un circuito eléctrico es un arreglo que permite el flujo completo decorriente eléctrica bajo la influencia de unvoltaje. Un circuito eléctrico típicamente está compuesto por conductores y cables conectados a ciertos elementos de circuito como aparatos (que aprovechan el flujo) yresistencias (que lo regulan). La analogía sería al flujo de un circuito de agua que funciona bajo la presión del flujo. Circuitos paralelo, shunt o múltiples. Sus componentes están dispuestos de tal modo que la intensidad se divide entre ellos. La intensidad que pasa por el generador varía con la carga manteniéndose prácticamente constante la fem generada. Se emplean en la distribución de energía eléctrica para todo tipo de aplicaciones. Circuitos múltiple-serie o paralelo-serie. Consta de un cierto número de sub-circuitos serie agrupados en paralelo. Son usados por ejemplo en las lámparas de incandescencia y los motores utilizados en ferrocarriles. CIRCUITO PARALELO CIRCUITO SERIE Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO:   -          Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: Experimentos de la Ley de Ohm Procedimiento: 1.- Medir el amperaje y voltaje de cada pila y comparar con lo indicado en la etiqueta. 2.- Con el `multímetro medir el voltaje en el probador de conductividad eléctrica(CUIDADO) 3.- Comparar con el circuito del experimento en: http://www.electricalfacts.com/Neca/Exp_sp/Exp2/ohm1_sp.shtml Observaciones: Equipo Pila 1 (cuadrada) Pila 2 (D) Pila 3 (AAA) Pila 4 (AA) Circuito 1 (abierto) Circuito 2 (cerrado) Consumo mensual de energía eléctrica de aparatos eléctricos     Aparato   Watts   Abrelatas   60   Licuadora   60   Estéreo o Modular   75   Reloj   2   Secadora de pelo   300   Batidora   200   Lámpara fluorescente   10   Máquina de coser   125   Videocasetera   75   Cada alumno calcula el consumo mensual de energía eléctrica (Kw-H) Aparato   Watts Convertir a KW Tiempo promedio de uso en horas h   Consumo mensual KW-h   1         LICUADORA 2 lámparas fluorescentes   60/1000=.06 10/1000= .25H*4SEMAN=1 H 28H*4Seman=112H .06 Kw-H 2.4Kw-H   1 Reloj Dvd 2/1000=0.002 75/1000=0.075 168H*4Sema=672H 8H*4Seman=32H 1.6Kw-H 3.6Kw-H 19 Secadora de pelo       Lámpara fluorescente   300/1000=0.3 10/1000=0.01 .25H*4Semana=1H 5H*4seman=20H 0.3Kw-H 0.2Kw-H 18 ABRELATAS LICUADORA 60/1000=0.06 60/1000=0.06 .87*4 SEMANAS= 3.48H 3h*4 SEMANAS= 20 3.48*0.06=0.2088 20*.06= 1.2   9. LICUADORA VIDEO CASETERA   60/1000=0.06 75/1000=0.075 1.25*4semanas= 5h 4*4semanas= 16h 0.3 Kw-H 1.2 Kw-H     La Ley de Ohm afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a latensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y cuando su temperatura se mantenga constante. La ecuación matemática que describe esta relación es:                                                                              Con base a esta definición realizar los ejercicios siguientes: Equipo PROBLEMA 1 1.- Una resistencia de 25 ohm  se conecta a una tensión de 250 voltios. ¿Cuál será la intensidad que circula por el circuito? R=25 ohm                     I=V/R    I= 250/25       I= 10 A V=250 volts I=? 2 2. Un radio transistor tiene una resistencia de 1000   para una intensidad de 0.005A ¿A qué tensión está conectado? R=1000 ohm                                     V=RI I=0.005 A                                          V=1000*0.005 V= ¿?                                                   V=5 volts 3 3. Se tiene una parilla eléctrica para 120 voltios con una intensidad de 10 amperios ¿Que resistencia tendrá? V=RI                                              R=V/I=120/10=12 Ω R=? / V= 120V I= 10 A 4 4. Se tiene una batería de 30 ohmios de resistencia para una intensidad de 0.5 amperios ¿Que tensión entrega la batería? I=0.5 amperios          V=IR     V=(.5)(30)    V=  15 volts R=30 ohmios                     V=?    5 5. Hallar las caídas de tensión VR1, VR2 y VR3 del siguiente circuito:               V=I*R R2 = 35 R1= 7  R3 = 18  Vtotal = ? Rt=R1+R2+R3 I total = ?       V=120 voltios     VR1=? V R2= ¿? VR3=     ? 6 6. Determinar la tensión aplicada a un circuito que tiene tres resistencias: 15, 45 y 70. Y una intensidad total de 5 amperios. Además hallar las caídas de tensión en cada resistencia.R2=45 Vtotal =  FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma .  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

  JUEVES

SEMANA6 SESIÓN 17	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.11 Consumo de energía eléctrica. 5.12 Campo magnético y líneas de campo: imanes y bobina.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·                     Valora la importancia del uso racional de la energía eléctrica. ·                     Comprende que toda corriente eléctrica constante genera un campo magnético estático, y describe el campo magnético formado en torno de un conductor recto con corriente eléctrica constante así como el de una espira y una bobina. Procedimentales ·       Elaboración de cálculos de consumo de energía eléctrica ·       Conclusiones de la importancia de la energía eléctrica. ·       Presentación en equipo Actitudinales ·                     Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Indagaciones bibliográficas relativas al tema. De laboratorio:
Desarrollo del proceso	El Profesor  hace su presentación de las preguntas en el cuadro, contestan por equipo:  5.12 Campo magnético y líneas de campo: imanes y bobina Pregutnas ¿Qué es un imán? ¿Cuál  es el origen  de la palabra magnético? ¿Cómo  se genera  un campo  magnético? ¿Cómo son  las líneas  fuerza magnética? ¿Qué unidades  se utilizan  para medir  el campo magnético? ¿Qué  es  una bobina? Equipo 4 5 6 1 2 3 Respuesta Cualquier cuerpo que tenga la propiedad de atraer al hierro, es un imán Magnetismo, magnetita. Palabras provenientes del latín magnes que significa imán. Esto puede ser causado por el ordenado paso de electrones (corriente eléctrica). donde los electrones empujan el espacio hacia un lado, perpendicular a su dirección, caso de un conductor de corriente continua, donde todos los momentos “empujan” en una dirección. O en aquellos materiales, en cuyas moléculas quedan ordenados los electrones El Weber  1 Wb = 1 V·s = 1 T·m2 = 1 m2·kg·s-2·A-1. Es uncomponentepasivo de uncircuito eléctrico que, debido al fenómeno de laautoinducción, almacenaenergía en forma decampo magnético. OBJETIVO DE LA CLASE: Consumo mensual de energía eléctrica de aparatos eléctricos FASE DE APERTURA -          El Profesor   presenta la siguiente tabla; se refieren a aparatos eléctricos de uso común en casas, departamentos y condominios. Aparato Watts Abrelatas 60 Licuadora 60 Estéreo o Modular 75 Reloj 2 Secadora de pelo 300 Batidora 200 Lámpara fluorescente 10 Máquina de coser 125 Videocasetera 75 FASE DE DESARROLLO -          Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: Ø  El Profesor solicita a los alumnos que de acuerdo al tiempo promedio de uso, calculen el consumo mensual en KW-h               Los alumnos completan el cuadro, de acuerdo a las indicaciones del Profesor: Aparato Watts Tiempo promedio de uso Consumo mensual KW-h -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Apliquen la energía de un imán bajo la hoja de papel y sobre el papel las limaduras de hierro y dibujen las líneas del campo magnético: -           -          Observen la influencia del campo magnético sobre las limaduras de hierro y una brújula: -           Campos  y  líneas  de fuerzas  magnéticas Mtaterial: iman, limadura de hierro, cartulina u hoja de papel, brújula. Líneas de fuerza de un imán visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina. -        Experimento I -        -Colocamos limaduras de hierro en la superficie de la cartulina u hoja de papel y acercamos un imán permanente por la parte inferior podremos visualizar las líneas de fuerza magnética que van de un polo al otro curvándose y rodeando al imán. Se denomina campo magnético al área cubierta por estas líneas. -        Experimento II -        Las cargas en movimiento producen un campo magnético. -        Es decir que no sólo los imanes permanentes son capaces de generar un campo magnético. La manera más sencilla de poner a los electrones en movimiento es hacerlos circular por un alambre conductor (por ejemplo con ayuda de una pila o una batería). El campo magnético que se genere en un punto dado del espacio dependerá básicamente de la corriente eléctrica que circule por el alambre y de la distancia entre el alambre y ese punto. Si se aplica un campo magnético sobre una partícula cargada en movimiento (o sobre una corriente eléctrica) se producirá una fuerza que tenderá a desviarla de su trayectoria. Esta fuerza se la conoce como Fuerza de Lorentz y es perpendicular tanto a la dirección del campo como a la de movimiento de la partícula.     Experimento III     El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur) se debe a esta similitud.        Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna sólo detectable con instrumentos especiales. Notar que si la aguja de la brújula marcada con N apunta al Norte, esto indica que el polo Norte geográfico coincide con el polo Sur magnético de la tierra.       El valor del campo magnético terrestre depende de la posición en la que se lo mida, pero suele ser del orden de 0.5 Oersted (Oe - unidad de campo magnético)          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Apliquen la energía de un imán bajo la hoja de papel y sobre el papel las limaduras de hierro y dibujen las líneas del campo magnético: Observen la influencia del campo magnético sobre las limaduras de hierro y una brújula Observaciones: -          Los alumnos discuten y obtiene conclusiones: FASE DE CIERRE Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma .  Se les sugiere que presenten en su Blog  nombrado Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB. Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el  programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

VIERNES

Recapitulación 6

Resumen  del  martes y jueves

Lectura del resumen por el equipo  6

Aclaración de dudas

Registro  de asistencia

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El día martes presentamos la indagaciones al profesor y realizamos un experimento sobre amperaje y voltaje, y mediamos el consumo de energía de algunos electrodomésticos. El día jueves hicimos una práctica sobre campos magnéticos en la cual debíamos poner limadura de hierro y debajo un imán y veíamos como se atraían debido a las cargas magnéticas. :*	El día martes el profesor reviso las indagaciones y después hicimos una práctica sobre el amperaje  y voltaje, vimos cuanto consumo de de energía eléctrica utilizaban ciertos electrodomésticos. El día jueves  hicimos una práctica sobre campos magnéticos, utilizamos dos imanes, limadura de hierro, y una brújula, los imanes afectaban la brújula y atraían la limadura de hierro.	El día martes revisamos las indagaciones de la semana, además realizamos la medición de amperaje y voltaje utilizando diferentes aparatos electrodomésticos de la vida cotidiana. El día jueves vimos el campo magnético y electromagnético utilizando limadura de hierra e imanes.	El día martes se revisaron las indagaciones y se realizo la practica sobre el amperaje y voltaje utilizando  los diferentes aparatos electrónicos que se suelen utilizar en el hogar. El día jueves se realizo la practica sobre con limadura de hierro y dos imanes y una brújula como afectaban y como se atraían debido a sus cargas  electromagnéticos.		El día martes el profesor reviso nuestras indagaciones y también hicimos una práctica, vimos cuanta energía consumen los electrodomésticos que usamos usualmente. El día jueves hicimos una práctica sobre campos magnéticos, usamos dos imanes, una brújula y limadura de hierro, lo que ocurría era que los imanes afectaban la brújula y atraían la limadura de hierro.