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Universidad Pedagógica Experimental Libertador Instituto Universitario Pedagógico “Rafael Escobar Lara” Maracay – Edo. Aragua

Facilitadores: Gonzalez Yakelin Chinchilla Reina Santos Rogelio Montilla Jesús 28 de Enero


Definición referente a la Carga Eléctrica una perspectiva del colectivo de la ETAR. González Yakeline Chinchilla Reina Santos Rogelio Montilla Jesús Universidad Pedagógica Experimental Libertador Instituto Universitario Pedagógico “Rafael Escobar Lara” Maracay – Edo. Aragua

Resumen

La presente investigación se realizó con la finalidad de definir los aspectos más resaltantes sobre la carga eléctrica una perspectiva del colectivo de la ETAR. Por tanto la investigación es cualitativa con un diseño de campo, pues se centra en hacer el estudio donde el fenómeno se da de manera natural, de este modo se busca conseguir la situación lo más real posible. Además es descriptiva, ya que se busca especificar las propiedades importantes para medir y evaluar aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a estudiar, para así orientar a los docentes y estudiantes acerca del contenido de carga eléctrica. La población y muestra del objeto de estudio estuvo conformada por 20 estudiantes de 5to año sección A y 8 profesores, la cual se obtuvo como resultado que el 47% de los educandos poseen noción sobre la carga eléctrica, mientras que el 25% no tiene conocimiento referente al tema; mientras que el 18% de los profesores conocen sobre la definición de la carga eléctrica y el 10% de los docentes no poseen una perspectiva clara sobre el tema. Para la recolección de la información se aplicó un instrumento tipo cuestionario, resaltando que el análisis del mismo conllevo a obtener resultados satisfactorios en la gran mayoría de los docentes como de los estudiantes sobre la carga eléctrica. También es importante deducir que la carga eléctrica se encuentra inmersa en la vida cotidiana del ser humano y de la estructura atómica de la materia que la compone. Palabras claves: Carga Eléctrica, Átomo. Introducción Este estudio surge con la finalidad de orientar a los docentes y educandos en cuanto al uso que se le debe dar a los métodos, técnicas, procedimientos y recursos en el proceso de orientación y aprendizaje de la física como medio para


facilitar el entendimiento en los mismos; además por la necesidad de innovar y de buscar nuevas formas de enseñanzas y aprendizajes que permitan motivar a los facilitadores y estudiantes en dicho proceso, lo cual se logrará en la medida que el individuo utilice nuevas estrategias que permitan no solo a los profesores sino también a los educandos construir un mejor conocimiento de manera significativo. Hoy en día se conocen una serie de propiedades de la electricidad las cuales se han descubierto a través de un camino largo de experimentación y análisis de ese fenómeno. Una de ellas, es que la electricidad es una propiedad de la mayor parte de la materia conocida por el hombre y los primeros pasos en esa dirección fueron dados por William Gilbert, quien despejó la incógnita de si el efecto ámbar es una propiedad de ese material o si existían otros materiales que la tuviesen también. Una de las interacciones fundamentales descritas por la física es la electricidad. Aunque conocidos desde antiguo, los fenómenos eléctricos no empezaron a ser explicados de forma sistemática hasta las postrimerías del siglo XVIII, y sólo a mediados del XIX se descubrió su estrecha relación con otra manifestación común de la naturaleza: el magnetismo.

El término eléctrico, y todos sus derivados, tiene su origen en las experiencias realizadas por Tales de Mileto, un filósofo griego que vivió en el siglo VI a.C. Tales estudió el comportamiento de una resina fósil, el ámbar (transcrito del término griego electrón), observando que cuando era frotada con un paño de lana adquiría la propiedad de atraer hacia sí pequeños cuerpos ligeros; los fenómenos análogos a los producidos por Tales con el ámbar se denominaron fenómenos eléctricos y más recientemente fenómenos electrostáticos.

La electrostática es la parte de la física que estudia este tipo de comportamiento de la materia. Se preocupa de la medida de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en los cuerpos y, en general, de los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo o con movimiento despreciable a efectos de que casi no se observan fenómenos magnéticos por parte de esas cargas. El desarrollo de la teoría atómica permitió aclarar el origen y la naturaleza de los fenómenos Electromagnéticos; la noción de fluido eléctrico, introducida por Benjamín Franklin (1706–1790) para explicar la electricidad, fue precisada a principios de siglo al descubrirse que la materia está compuesta íntimamente de átomos y éstos a su vez por partículas que tienen propiedades eléctricas.


Marco Teórico En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad de la partícula para intercambiar fotones. Una de las principales características de la carga eléctrica es que se conserva, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado se conserva; es decir, la suma algebraica de cargas positivas y negativas presente en cierto instante no varía. Qi=Qf La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se han podido observar libres en la naturalezaUnidades En el Sistema Internacional de Unidades de medidas, la unidad de carga eléctrica se denomina culombio(símbolo C). Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección transversal de un conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica es de un amperio, y se corresponde con la carga de 6,241 509 × 1018 electrones aproximadamente. Historia Desde la Antigua Grecia se conoce que al frotar ámbar con una piel, ésta adquiere la propiedad de atraer cuerpos ligeros tales como trozos de paja y plumas pequeñas. Su descubrimiento se le atribuye al filósofo griego Tales de Mileto (ca. 639-547 a.C.), quién vivió hace unos 2500 años. El médico inglés William Gilbert (1540-1603) observó que algunos materiales se comportan como el ámbar al frotarlos y que la atracción que ejercen se manifiesta sobre cualquier cuerpo, aun cuando no fuera ligero. Como el nombre griego correspondiente al ámbar es electrón, Gilbert comenzó a utilizar el término


eléctrico para referirse a todo material que se comportaba como aquél, lo que originó los términos electricidad y carga eléctrica. Además, en los estudios de Gilbert se puede encontrar la diferenciación de los fenómenos eléctricos y magnéticos. El descubrimiento de la atracción y repulsión de elementos al conectarlos con materiales eléctricos se atribuye a Stephen Gray. El primero en proponer la existencia de dos tipos de carga es Charles du Fay, aunque fue Benjamin Franklin quién al estudiar estos fenómenos descubrió como la electricidad de los cuerpos, después de ser frotados, se distribuía en ciertos lugares donde había más atracción; por eso los denominó (+) y (-).3 Sin embargo, fue solo hacia mediados del siglo XIX cuando estas observaciones fueron planteadas formalmente, gracias a los experimentos sobre la electrólisis que realizó Michael Faraday, hacia 1833, y que le permitieron descubrir la relación entre la electricidad y la materia; acompañado de la completa descripción de los fenómenos electromagnéticos por James Clerk Maxwell. Posteriormente, los trabajos de Joseph John Thomson al descubrir el electrón y de Robert Millikan al medir su carga, fueron de gran ayuda para conocer la naturaleza discreta de la carga. Naturaleza de la carga La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia que se presenta en dos tipos. Éstas llevan ahora el nombre con las que Benjamin Franklin las denominó: cargas positivas y negativas. Cuando cargas del mismo tipo se repelen y cuando son diferentes se atraen. Con el advenimiento de la teoría cuántica relativista, se pudo demostrar formalmente que las partículas, además de presentar carga eléctrica (sea nula o no), presentan un momento magnético intrínseco, denominado espín, que surge como consecuencia de aplicar la teoría de la relatividad especial a la mecánica cuántica. Formas para cambiar la carga eléctrica de los cuerpos Se denomina electrización al efecto de ganar o perder cargas eléctricas, normalmente electrones, producido por un cuerpo eléctricamente neutro. Los tipos de electrificación son los siguientes: 1. Electrización por contacto: Cuando ponemos un cuerpo cargado en contacto con un conductor se puede dar una transferencia de carga de un


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cuerpo al otro y así el conductor queda cargado, positivamente si cedió electrones o negativamente si los ganó. Electrización por fricción: Cuando frotamos un aislante con cierto tipo de materiales, algunos electrones son transferidos del aislante al otro material o viceversa, de modo que cuando se separan ambos cuerpos quedan con cargas opuestas. Carga por inducción: Si acercamos un cuerpo cargado negativamente a un conductor aislado, la fuerza de repulsión entre el cuerpo cargado y los electrones de valencia en la superficie del conductor hace que estos se desplacen a la parte más alejada del conductor al cuerpo cargado, quedando la región más cercana con una carga positiva, lo que se nota al haber una atracción entre el cuerpo cargado y esta parte del conductor. Sin embargo, la carga neta del conductor sigue siendo cero (neutro). Carga por el Efecto Fotoeléctrico: Sucede cuando se liberan electrones en la superficie de un conductor al ser irradiado por luz u otra radiación electromagnética. Carga por Electrólisis: Descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continua. Carga por Efecto Termoeléctrico: Significa producir electricidad por la acción del calor.


Metodología utilizada La naturaleza de investigación de este trabajo, se fundamenta en el paradigma interpretativo, el cual se caracteriza por privilegiar el dato como base sustancial de la argumentación sobre dicha investigación. De acuerdo a Palella (2006), el enfoque cualitativo expande los datos (es inductivo. Parte de lo particular hacia lo general), tiene como meta generalizar los resultados de su investigación. Ejemplo: entrevistas abiertas y la observación no estructurada. Por lo tanto la investigación es cualitativa con un diseño de campo, pues se centra en hacer el estudio donde el fenómeno se da de manera natural, de este modo se busca conseguir la situación lo más real posible. Además es descriptiva, ya que se busca especificar las propiedades importantes para medir y evaluar aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a estudiar.

La técnica utilizada para obtener datos o información, fue la encuesta, según Fidias (ob; cit), la define “como una técnica que pretende obtener información que suministra un grupo o muestra de sujetos acerca de si mismos, o en relación con un tema en particular”. (p.72). La encuesta estuvo dirigida a docentes y estudiantes de la ETAR. Para la obtención de la información se conto con una entrevista y la aplicación de un instrumento de tipo cuestionario, el cual consta de una primera parte, constituida por cinco (5) preguntas abiertas y una segunda parte formada por diecisiete (10) preguntas cerradas, dicho instrumento fue evaluado y validado por dos expertos y aplicado posteriormente a cada uno de los representantes. Es importante destacar que las connotaciones de la situación planteada inducen a considerar una muestra de tipo no probabilístico. Análisis e Interpretación de los Resultados A continuación se presentan los resultados obtenidos con la aplicación de los instrumentos de recolección de datos a las muestras seleccionadas. Se procedió a la presentación de cada uno de las preguntas que conforman los cuestionarios aplicados a los docentes y estudiantes de la ETAR, para el proceso de ordenación y codificación que permitieron la realización de un estudio diagnostico acerca de la definición de la carga eléctrica, para ello se analizaron e interpretaron los resultados de cada interrogante, se representaron mediante cuadros de frecuencias y gráfica. Bajo este orden de ideas, los datos obtenidos por el diagnostico sirvieron de fundamento para observar las debilidades y fortalezas que presentan tanto los docentes como los estudiantes en el tema de cargas eléctricas.


Técnicas e instrumentos de Recolección de Datos  I PARTE. Preguntas abiertas. A continuación se les presentas una serie de preguntas abiertas cuya respuesta depende absolutamente del parecer sobre el contenido del mismo. Lea cuidadosamente cada una de ellas y responda a su criterio personal. 1. ¿Qué es carga eléctrica? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 2. ¿Qué entiendes por electrón? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 3. ¿Existen diversos tipos de carga? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ _____ ¿Cómo cuáles? ________________________________________ ____________________________________________________________ 4. ¿Dos cargas iguales se atraen? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 5. ¿Utilizas en su vida diaria cargas eléctricas? ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

II PARTE. Cuestionario cerrado. En este parte se te presentan una series de preguntas con diversas opciones de respuesta marque con una X la que considere la adecuada.  1. ¿La carga se mide? Si ( ) 

No ( )

2. ¿En una pila, las cargas eléctricas se desplaza en un solo sentido?


Si ( )

No ( )

 3. ¿Un bombillo posee cargas eléctricas? Si ( )

No ( )

 4. ¿La cargas eléctricas tiene relación con la ley Coulomb?. Si ( )

No ( )

 5. ¿El electrón está dotado de cargas eléctrica positiva? Si ( )

No ( )

 6. ¿El cuerpo que pierde electrones queda cargado negativamente? Si ( )

No ( )

 7. ¿Hay cargas eléctricas positivas y negativas? Si ( )

No ( )

 8. ¿Un cuerpo neutro posee cargas eléctricas? Si ( )

No ( )

 9. ¿Los protones están ubicadas en el núcleo del átomo?. Si ( )

No ( )

 10. ¿Si frotas una bomba inflada sobre tu cabello hay transferencia de cargas eléctricas? Si ( )

No ( )

Gracias por su colaboración Conclusiones Finalmente se puede concluir que en las experiencias de cátedras se utilizan corrientemente ebonita y una piel. Si, después de frotada con la piel, una barra de ebonita se coloca en un plato que contenga pequeños trozos de papel de seda, muchos de estos se adherirán al principio a la barra pero al cabo de algunos segundos se alejarán de ella. La atracción inicial se explicará más adelante; la repulsión siguiente es debida a una fuerza aparece simplemente cuando dos cuerpos se electrizan del mismo modo.


El experimento análogo realizado con una barra de vidrio frotada con seda dará el mismo resultado; esferillas de medula de saúco electrizada, cuando se coloca cerca de otra que ha tenido contacto con el vidrio electrizado, ambas se atraen mutuamente. Esto conlleva a la conclusión que hay dos clases de cargas eléctricas: la que posee la ebonita después de frotada con la piel, llamada carga negativa, y la que posee el vidrio después de frotada con la seda, llamada carga positiva. Los experimentos realizados conducen a dos resultados fundamentales: Cargas iguales se repelen. Cargas distintas se atraen. Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas, sino que el proceso de adquirir cargas eléctricas consiste en ceder algo de un cuerpo a otro, de modo que una de ellas posee un exceso y la otra un déficit de ese algo (electrones).Coulomb ideó un método ingenioso para hallar como depende de su carga la fuerza ejercida por o sobre un cuerpo cargado. Para eso se baso en la hipótesis de que si un conductor esférico cargado se pone en contacto con un segundo conductor idéntico, inicialmente descargado, por razones de simetría la carga del primero se reparte por igual entre ambos. De este modo dispuso de un método para obtener cargas iguales a la mitad, la cuarta parte, etc., de cualquier carga dada. Los resultados de sus experimentos están de acuerdo con la conclusión de que la fuerza entre dos cargas puntuales, q y q', es proporcional al producto de estas. Referencias Bibliográficas Arias, F. (2006). El proyecto de investigación. Quinta edición. Caracas. Serway, Raymond A., (1988). Fisica, Tomo 1, Mc. Graw-Hill, México D.F. México Sánchez, F. (2002). Introducción a la Física, Folleto de elaboración, ed. Sampieri, R.; Fernández, C. y Baptista, P. (2007). Metodología de la Investigación. IV edición. Mc Graw Hill. México.


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