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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR INSTITUTO PEDAGÓGICO DE BARQUISIMETO “LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA” DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES PROGRAMA DE FÍSICA

ELECTROMAGNETISMO I Autora: Yenny Aranguren. Tutor: Prof. Howar Cordero

ACTIVIDADES EXPERIMENTALES PROPUESTAS POR LOS ESTUDIANTES DE ELECTROMAGNETISMO I LAPSO II-2009 PARA LA DEMOSTRACIÓN DE FENÓMENOS ELÉCTRICOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA

FUERZAS ELÉCTRICAS Y CAMPOS ELÉCTRICOS

FUNCIONAMIENTO DE LAS LÁMPARAS CFL (LÁMPARAS FLUORESCENTES COMPACTAS)

Barquisimeto, Marzo de 2010.

Lapso II-2009


LAS ENORMES FUERZAS ELÉCTRICAS DE ATRACCIÓN Y DE REPULSIÓN QUE SE EJERCEN ENTRE LAS CARGAS DE LA TIERRA Y LAS CARGAS DE TU CUERPO SE EQUILIBRAN Y QUEDA SÓLO LA FUERZA DE GRAVEDAD, RELATIVAMENTE DÉBIL Y QUE SÓLO ATRAE. POR TANTO, TU PESO SE DEBE SÓLO A LA GRAVEDAD.


sumario Artículos 10

En portada

Los estudiantes del curso de Electromagnetismo I del área de física de la UPEL-IPB se preparan para la realidad laboral que se presenta en muchas instituciones educativas.

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República Bolivariana de Venezuela Universidad Pedagógica Experimental Libertador Instituto Pedagógico de Barquisimeto Luis Beltrán Prieto Figueroa Departamento de Ciencias Naturales Programa de Física

Proyectos

Proyecto de las estudiantes del programa de Física, cursantes de Proyecto Avanzado

Secciones Sabias?

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Una sección de curiosidades importantes, sobre electricidad

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Proyecto de Electromagnetismo I (Revista informativa y recreativa sobre el Electromagnetismo en la UPEL-IPB, área de Física.)

Interesante

Reflexión sobre la experimentación en la práctica docente.

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Enlace

Aplicaciones de la electricidad en diversas áreas

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Curso: Electromagnetismo I Autora: Yenny Aranguren CI 17.348.095 Tutor: Prof. Howar Cordero Sección: 4FI02

Instrumentos de medición

Instrumentos utilizados para medición eléctrica

Barquisimeto, Marzo de 2010


FUERZAS ELÉCTRICAS Y CAMPOS ELÉCTRICOS Durante las tormentas eléctricas una alta concentración de carga eléctrica en una nube origina un campo eléctrico mayor que el normal entre la nube y la superficie de la tierra cargada negativamente. Este poderoso campo eléctrico origina una descarga eléctrica entre la nube cargada y el suelo, lo cual provoca una enorme chispa. Otras descargas que se observan en el cielo son las que saltan entre las nubes y las más frecuentes son las descargas en el interior de éstas. Fuente: Paúl Hewit

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Una vez aceptada la teoría atómica de la materia, los fenómenos de electrización y electrólisis, se puso de manifiesto, por un lado, la naturaleza eléctrica de la materia y, por otro, que el átomo era divisible; es decir, que estaba formado por otras partículas fundamentales más pequeñas. Los fenómenos eléctricos son una manifestación de su carga eléctrica. La unidad de carga eléctrica en el SI es el culombio (C). Hay 2 tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen. La materia es eléctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene más cantidad de un tipo que de otro. A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de experimentos permitieron identificar las partículas responsables de la carga negativa (el electrón) y de la carga positiva (el protón). Estos experimentos proporcionaron los datos siguientes sobre la estructura de la materia: El átomo contiene partículas materiales subatómicas. Los electrones tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental. Los protones tienen carga eléctrica positiva y mayor masa. Fuente: WWW.Wikipedia.com

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ENLACE Enlace con la electroquímica Electrólisis La electroquímica se ocupa de la energía eléctrica y los cambios químicos. Las moléculas de un líquido se pueden descomponer y separar por la acción de una corriente eléctrica. Este proceso es la electrólisis. Un ejemplo común es la separación del agua en sus componentes, el hidrógeno y el oxígeno, por el paso de una corriente eléctrica. Este proceso, muy común, también se lleva a cabo cuando se recarga la batería de un automóvil. La electrólisis se emplea también para producir metales a partir de minerales. El aluminio es un metal muy conocido que se produce por electrólisis, el aluminio es un metal común en la actualidad, pero antes que se iniciara su fabricación por electrólisis, en 1886, ¡el aluminio era mucho mas costoso que la plata y el oro! Fuente: Paúl Hewit

Enlace con la Tecnología Medición con corriente El indicador de combustible de un automóvil emplea una resistencia variable para medir el nivel en el tanque de gasolina. Un flotador que está en el tanque ajusta la resistencia de un resistor eléctrico variable. La resistencia es máxima cuando el flotador toca el fondo del tanque, en estas condiciones la corriente es mínima y apenas desplaza la aguja del indicador de combustible, cuando el tanque está lleno, la resistencia del resistor variable es mínima y para la corriente máxima por el indicador de combustible, el indicador está calibrado para mostrar con esta corriente que el tanque está lleno. Entre las posiciones de vacío y lleno, los valores correspondientes de corriente producen las desviaciones apropiadas de la aguja del indicador de combustible. Fuente: Paúl Hewit

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Impresoras de inyección de tinta La cabeza de impresión de una impresora de inyección de tinta expulsa típicamente una corriente homogénea y fina de miles de diminutas gotitas de tinta cada segundo mientras corre de un lado a otro a lo ancho del papel. Conforme la corriente fluye entre unos electrodos controlados por la computadora, se cargan determinadas gotitas de manera selectiva. Las gotitas sin carga pasan sin desviarse por el campo eléctrico de un capacitor de placas paralelas y forman la imagen en la página; las gotitas con carga se desvían y no llegan al papel. Así pues, la imagen que se genera en el papel está hecha de gotitas de tinta sin carga, los espacios en blanco corresponden a la tinta desviada que nunca llega al papel. Fuente: Paúl Hewit


Identificador de billetes Las primeras máquinas vendedoras automáticas usaban un cabezal magnético similar a la cabeza magnética de un reproductor de cadetes de audio, para “leer” el cambio que se producía en un campo magnético cuando el dólar pasaba por sus rodillos. Esto era posible porque la tinta de los billetes de un dólar tenían un alto contenido de hierro. Mas tarde, las máquinas utilizaron una celda fotoeléctrica para leer la luz procedente de un diodo instalado en el lado opuesto, transmitida a través del billete de un dólar. La tecnología mas reciente mide la capacitancia del billete. Esta nueva tecnología es capaz de detectar marcas de agua o los hilos de seguridad adulterados que contienen los billetes falsificados.

Fuente: Paúl Hewit

Limpiador de aire electrostático Un limpiador de aire electrostático , que se emplea en los hogares para eliminar las molestias de quienes sufren alergia, se basa en arrastrar el aire cargado con polvo y polen hacia el interior del dispositivo a través de una pantalla de malla cargada positivamente. Las partículas que provienen del aire se cargan positivamente cuando entran en contacto íntimo con la pantalla. Luego las partículas pasan a través de una segunda pantalla de malla, cargada negativamente. La fuerza de atracción electrostática entre las partículas del aire cargadas positivamente y la pantalla cargada negativamente hace que las partículas se precipiten sobre la superficie de dicha pantalla. En esta forma un porcentaje muy alto de contaminantes se elimina de la corriente del aire.

El proceso de xerografía se usa ampliamente para hacer fotocopias de materiales impresos. En el proceso xerográfico la superficie de una placa o tambor es recubierto con una película delgada del material fotoconductor (generalmente selenio o algún compuesto de este elemento), y a la superficie fotoconductora se le da una carga electrostática positiva en la oscuridad, luego, la página que va a ser copiada es proyectada sobre la superficie cargada. La superficie fotoconductora adquiere conductividad sólo en las áreas donde golpea la luz; ahí, ésta produce transportadores de carga en el fotoconductor que neutralizan la superficie cargada positivamente. Las cargas permanecen en las áreas del fotoconductor que no se exponen a la luz , pero dejan una imagen oculta del objeto en la forma de una distribución de carga de superficie positiva . A continuación, existe un polvo llamado tóner cargado negativamente y pulverizado sobre la superficie fotoconductora. El polvo cargado se adhiere sólo en las áreas que contienen la imagen cargada positivamente, en este punto, la imagen se vuelve visible, entonces es transferida a la superficie de una hoja de papel cargado positivamente. Por último el tóner se “fija” se fija a la superficie del papel por medio de calor, esto da como resultado una copia permanente del original. Fuente: Serway, Fahum

Fuente: Serway, Fahum

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Limpiador de parabrisas ajustados Cronométricamente

Teclados de computadora

Muchos automóviles están equipados con limpiadores de parabrisas que se pueden usar intermitentemente durante una lluvia ligera, el funcionamiento de este aparato depende de la carga y descarga de un condensador, siendo parte de un circuito RC cuya constante de tiempo puede variar si se seleccionan diferentes valores de R a través de un interruptor de multiposición. El tiempo breve en que los limpiadores permanecen encendidos y el tiempo en que están apagados se determina por el valor de la constante de tiempo del circuito. Fuente: Serway, Fahum

Las computadoras utilizan condensadores en diversas formas, por ejemplo, un tipo de tablero de computadora tiene condensadores en la base de sus teclas. Cada tecla está conectada a una placa móvil, que representa un lado del condensador; la placa fija de la base del tablero representa el otro lado del condensador. Cuando se presiona una tecla, el espaciamiento del condensador disminuye, lo cual provoca un incremento de la capacitancia. Los circuitos electrónicos Externos reconocen cada tecla que es presionada por el cambio de su capacitancia. Fuente: Serway, Fahum

Lámpara Incandescente Una lámpara incandescente es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en la actualidad wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Consta de un filamento de wolframio, también llamado tungsteno, muy fino, encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío, o se ha rellenado con un gas inerte, para evitar que el filamento se volatilice por las altas temperaturas que alcanza. Se completa con un casquillo metálico, en el que se ubican las conexiones eléctricas. La ampolla varía de tamaño con la potencia de la lámpara, puesto que la temperatura del filamento es muy alta y, al crecer la potencia y el desprendimiento de calor, es necesario aumentar la superficie de enfriamiento. Inicialmente el interior de la ampolla estaba al vacío. Pero actualmente está rellena de algún gas noble (normalmente kriptón) que evitan la combustión del filamento. El casquillo sirve también para fijar la lámpara en un portalámparas o soquete, por medio de una rosca o una bayoneta. 8

.Envoltura - ampolla de vidrio bulbo. .Gas inerte. .Filamento de wolframio. .Alambre de contacto (va al pie). .Alambre de contacto (va a la base). .Alambre (s) de sujeción y disipación de calor del filamento. .Conducto de Refrigeración y soporte interno del filamento. .Base de contacto. .Casquillo metálico (culote). .Aislamiento eléctrico. .Pie de contacto eléctrico

Filamento de Tungsteno

Fuente: www. Asifunciona.com


LÁMPARAS CFL (Lámpara Fluorescente Compacta) Las lámparas ahorradoras de energía denominadas CFL (Compact Fluorescent Lamp – Lámpara Fluorescente Compacta) son una variante mejorada de las lámparas de tubos rectos fluorescentes.

Partes de una Lámpara CLF Tubos fluorescentes, rectos. Posición de los filamentos de encendido. Balasto electrónico.

Base. (El balasto electrónico va colocado dentro)

Casquillo con rosca.

Tubo fluorescente

Se componen de un tubo de unos 6 mm de diámetro aproximadamente, doblados en forma de “U” invertida, cuya longitud depende de la potencia en watt que tenga la lámpara. En todas las lámparas CFL existen siempre dos filamentos de tungsteno o wolframio (W) alojados en los extremos libres del tubo con el propósito de calentar los gases inertes, como el neón (Ne), el kriptón (Kr) o el argón (Ar), que se encuentran alojados en su interior. Junto con los gases inertes, el tubo también contiene vapor de mercurio (Hg). Las paredes del tubo se encuentran recubiertas por dentro con una fina capa de fósforo.

Balasto electrónico

Las lámparas CFL son de encendido rápido, por tanto no requieren cebador (encendedor, starter) para encender el filamento, sino que emplean un balasto electrónico en miniatura, encerrado en la base que separa la rosca del tubo de la lámpara. Ese balasto suministra la tensión o voltaje necesario para encender el tubo de la lámpara y regular, posteriormente, la intensidad de corriente que circula por dentro del propio tubo después de encendido.

Base

ASÍ FUNCIONA LA LÁMPARA CFL El funcionamiento de una lámpara fluorescente ahorradora de energía CFL es el mismo que el de un tubo fluorescente común, excepto que es mucho más pequeña y manuable. Cuando enroscamos la lámpara CFL en un portalámparas(igual al que utilizan la mayoría de las lámparas incandescentes) y accionamos el interruptor de encendido, la corriente eléctrica alterna fluye hacia el balasto electrónico, donde un rectificador diodo de onda completa se encarga de convertirla en corriente directa y mejorar, a su vez, el factor de potencia de la lámpara. A continuación un circuito oscilador, compuesto fundamentalmente por un circuito transistorizado en función de amplificador de corriente, un enrollado o transformador (reactancia inductiva) y un capacitor o condensador (reactancia capacitiva), se encarga de originar una corriente alterna con una frecuencia, que llega a alcanzar entre 20 mil y 60 mil ciclos o hertz por segundo. La función de esa frecuencia tan elevada es disminuir el parpadeo que provoca el arco eléctrico que se crea dentro de las lámparas fluorescentes cuando se encuentran encendidas. De esa forma se anula el efecto estroboscópico que normalmente se crea en las antiguas lámparas fluorescentes de tubo recto que funcionan con balastos electromagnéticos (no electrónicos). En las lámparas fluorescentes antiguas el arco que se origina posee una frecuencia de sólo 50 ó 60 hertz, la misma que le proporciona la red eléctrica doméstica a la que están conectadas.

La base de la lámpara ahorradora CFL se compone de un receptáculo de material plástico, en cuyo interior hueco se aloja el balasto electrónico. Unido a la base se encuentra un casquillo con rosca normal E-27 (conocida también como rosca Edison), Fuente: www. Asifunciona.com

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PORTADA

ACTIVIDADES EXPERIMENTALES PROPUESTAS POR LOS ESTUDIANTES DE ELECTROMAGNETISMO I LAPSO II-2009 PARA LA DEMOSTRACIÓN DE FENÓMENOS ELÉCTRICOS

ELECTROSTÁTICA La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro. La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energéticos más favorables. La electricidad estática se utiliza comúnmente en la xerografía, en filtros de aire, en algunas pinturas de automóvil, en algunos aceleradores de partículas subatómicas, etc. Los generadores de electricidad estática son máquinas que producen altísimas tensiones con una muy pequeña intensidad de corriente. Hoy se utilizan casi exclusivamente para demostraciones escolares de física. Ejemplos de tales generadores son el electróforo, la máquina de Wimshurst y el generador de Van de Graaff. Al frotar dos objetos no conductores se genera una gran cantidad de electricidad estática. En realidad, este efecto no se debe a la fricción, pues dos superficies no conductoras pueden cargarse con sólo apoyar una sobre la otra. Sin embargo, al frotar dos objetos aumenta el contacto entre las dos superficies, lo que aumentará la cantidad de electricidad generada.

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Kit de Electrostática Una forma sencilla para la demostración de la electrostática fue creada por los estudiantes Paiker García y Darwin Núñez, quienes se dieron la tarea de diseñar un prototipo del Generador de Van de Graaff, con el objetivo de crear alternativas para demostrar la interacción de cargas, para que el estudiante adquiera un aprendizaje significativo y lo mejor de todo, fue elaborado con materiales de fácil adquisición. El prototipo está compuesto por una lata de aluminio, la cual funciona como domo donde se almacenan las cargas, un pequeño tubo PVC, cables conductores, un motor eléctrico pequeño, generalmente se utilizan los motores que utilizan los carritos de juguete, y un transformador, en este caso utilizaron un cargador de celular, con estos pocos materiales realizaron el generador, algo sencillo y de fácil acceso. Para demostrar que en realidad el generador funciona, estos estudiantes también crearon un electroscopio y una botella de Leyden.

El conjunto de Generador de Van de Graaff, electroscopio y botella de Leyden forman el kit para la demostración de la electrostática elaborado por les estudiantes Paiker y Darwin

Con la utilización de este kit, se demuestran: Cargas por inducción. Fuerzas Eléctricas de atracción y repulsión. Conservación de la carga. Este kit es una alternativa para demostrarle a los estudiantes los fenómenos ocurridos o con el diseño de una práctica hacer que ellos mismos experimenten.


Electrostática Estudio de las cargas eléctricas Para la demostración de la electrostática se necesitan ciertos materiales, que dependen de sus características adquieren o ceden carga eléctrica, tomando en cuenta que los que se desprenden del átomo con facilidad son los electrones. Para que un cuerpo adquiera carga eléctrica es necesario una transferencia de cargas que estas se pueden hacer por contacto, inducción o frotamiento. La estudiante de electromagnetismo I Elba Primera, trabajó con un kit de demostraciones electromagnéticas, al momento de defender su proyecto ella menciono que es un kit muy completo, apto para trabajar con estudiantes de 5to año de educación media y diversificada. Elba demostró como funciona un electroscopio al frotar una barra de ámbar con un paño de ceda, cuando dejo de frotar la barra, la acerco a la laminilla del electroscopio y esta reacciono con una fuerza de repulsión con respecto a la carga de la barra. La estudiante mencionó que con este kit tiene un especial lugar en la experimentación de las cargas estáticas y también de la corriente eléctrica, ya que éste posee un juego de resistencias, condensadores y materiales para la demostración del Magnetismo. Este kit fue donado a la institución donde Elba labora y ella está preparando actividades prácticas para que sus estudiantes puedan experimentar y complementar lo visto en clase de teoría, además con este kit puede realizar demostraciones de aula y lograr que los estudiantes obtengan un aprendizaje significativo

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INDUCCIÓN AL USO Y MANEJO DE MATERIALES DE LABORATORIO EN EL ÁREA DE ELECTRICIDAD

Voltímetros y Amperímetros En la experimentación de la electricidad es importante tener en cuenta la manipulación y mantenimiento de los instrumentos de medición, en este caso el voltímetro y el amperímetro. Mariamnelly Rojas, Angnelisse Torrealbay Hanny Marchán, estudiantes de electromagnetismo I, con el objetivo de mostrarle a los estudiantes invitados la conexión correcta de cada uno de estos instrumentos en un circuito eléctrico basaron su proyecto en la utilización de estos equipos.

Asociación de Condensadores Las estudiantes utilizaron un método instructivo para realizar las asociaciones de los condensadores, utilizaron una maqueta hecha en materiales de fácil adquisición, demostrando claramente como se realizan las asociaciones de estos dispositivos.

Noralis Escalona, Sahira López y Rosmary Catarí

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Asociación de Resistencias y Potencia Eléctrica Como su nombre lo indica, una resistencia es un dispositivo que tiene la peculiaridad de resistirse al flujo de cargas, es decir a una corriente eléctrica que circule sobre él, claro, que la resistencia de un material depende del componente que lo conforma, de la longitud y de su área. Estos dispositivos son utilizados en los aparatos electrónicos y eléctricos, para disipar potencia o energía. Para un uso eficaz de las resistencias, estas se pueden asociar de manera que favorezca completamente nuestra resistencia equivalente. Las estudiantes Noralis Escalona, Rosmary Catarí y Sahira López, realizaron un prototipo para realizar las conexiones pertinentes de bombillas incandescentes y así observar como actúan las resistencias asociadas en serie o en paralelo, y la potencia que consumen.


Campo Eléctrico y Superficies Equipotenciales Al estar en presencia de una carga eléctrica puntual, se está en presencia de un campo eléctrico. El campo eléctrico es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Al unir los puntos en los que el campo eléctrico es de igual magnitud, se obtiene lo que se conoce como superficies equipotenciales, son aquellas donde el potencial tiene el mismo valor numérico. Las líneas equipotenciales son intersecciones de las superficies equipotenciales con el plano del dibujo. Darling Díaz, Daniela Blanco y Luis Medina tomaron materiales del laboratorio de electromagnetismo I para realizar las demostraciones pertinentes al campo eléctrico y superficies equipotenciales. Para esta experiencia se utilizó una cubeta transparente, dos electrodos con la misma forma plana para crear un campo eléctrico uniforme, aceite de ricino y semillas de ajonjolí, además de un voltímetro y la fuente de poder para el suministro de potencial. Debajo de la cubeta se coloca una hoja de papel milimetrado para realizar las mediciones correspondientes a las superficies equipotenciales que se producen en el campo eléctrico.

Finalidad del Proyecto

Este proyecto fue realizado en base a los estudiantes de Física de la UPEL-IPB que se encuentran cursando semestres mas bajos, con la finalidad de inducirlos al estudio del electromagnetismo y así estén preparados cuando vayan a cursar esta metería, preparados en base a la manipulación de los equipos de medición, diferenciación de dispositivos como capacitores y resistencias y además a que se familiaricen con el laboratorio y adquieran experiencias que los motiven a seguir mejorando el área de física, tanto en la parte experimental como en la parte del cuidado y mantenimiento de los pocos materiales que el laboratorio presenta.

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Carga y Descarga de un condensador Una demostración de aula sencilla utilizando una resistencia, un condensador diferencia de potencial y un voltímetro, es la de un circuito RC, carga y descarga de condensador. Patricia Escobar, Fralismar Márquez y Arthur González tienen la perspectiva de que el estudiante aprende observando las demostraciones de la clase de teoría y el tema de carga y descarga de un condensador es algo que se puede demostrar fácilmente, los dispositivos de almacenamiento de carga eléctrica y los que disipan energía son fáciles de adquirir en una tienda electrónica, lo demás es sólo hacer conexiones prudentes para la demostración.

Efecto Corona El efecto corona está causado por la ionización del aire circundante al conductor debido a los altos niveles de tensión de la línea. En el momento que las moléculas de aire se ionizan, éstas son capaces de conducir la corriente eléctrica y parte los electrones que circulan por la línea pasan a circular por el aire. Tal circulación producirá un incremento de temperatura en el gas, que se tornará de un color rojizo para niveles bajos de temperatura, o azulado para niveles altos. La intensidad del efecto corona, por lo tanto, se puede cuantificar según el color del halo, que será rojizo en aquellos casos leves y azulado para los más severos. Karen Canelón, Jhonatan Rodríguez y Raúl Giménez demostraron este fenómeno con un montaje sencillo de fabricar, sólo con madera, los conductores necesarios y un alto potencial, lograron observar el efecto,. Raúl comentaba que los estudiantes aprenden mejor experimentando y observando los fenómenos estudiados y que por tal razón su proyecto va dirigido a esa población de estudiantes de bachillerato, próximos a ingresar a la universidad, Karen y Jhonatan por su parte dicen que este efecto es muy llamativo y por tal razón creen que los estudiantes se mostraran interesados en la experimentación. También comentan que con este montaje pueden demostrar la intensidad del campo eléctrico entre los conductores aislados por el aire.

Electroquímica Si una reacción química es conducida mediante una diferencia de potencial aplicada externamente, se hace referencia a una electrólisis. En cambio, si la caída de potencial eléctrico, es creada como consecuencia de la reacción química, se conoce como un "acumulador de energía eléctrica", también llamado batería o celda galvánica. Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interface de un conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido. Oriana Peña y Nayile González se interesaron en indagar el campo de la electroquímica, utilizaron los materiales pertinentes para la demostración, los aisladores, voltímetro, cuba electrolítica, electrodos y para la reacción utilizaron jugo de limón y luego jugo de naranja y placas de cobre y cinc. Las autoras dicen que el tema de electroquímica le ayuda a los estudiantes a integrar la física con la química, siendo una motivación para el saber científico.

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Los niños con la Física Didáctica de la Física a nivel escolar

Los niños se caracterizan por ser analíticos a pesar de su inocencia. Manuel Páez es un Estudiante de Física al cual le ha interesado desarrollar la física con niños de edad escolar, el dice que la edad donde la persona despierta el espíritu investigativo y científico es en la etapa de la niñez y por tal motivo, él diseñó unas actividades para los niños donde se hace énfasis a las áreas experimentales, con el propósito de barrer con la apatía que muchos le tienen a las ciencias,. Los niños son nuestro futuro y ellos deben conocer la naturaleza para que aprendan a cuidarla y a respetarla. Manuel sigue investigando para volver este proyecto una realidad .

Fisicosas Revista como recurso didáctico para estimular el aprendizaje hacia la asignatura Electrostática de los estudiantes de 9no y 5to año. El diseño de Noelia Piña, Jessica Pérez y José López, estudiantes de física de la UPEL-IPB, se basa en cómo aprende el estudiante, conecta lo cotidiano con la ciencia logrando un estímulo a los estudiantes para generar una capacidad reflexiva en ellos. Los autores mencionan que su diseño es un soporte para otras actividades y además expone temas actualizados; es una herramienta tanto para el docente como para el alumno. Ellos esperan que su trabajo se proyecte para lograr actividades didácticas que tengan un valor significativo para los estudiantes.

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PROPUESTA DE CONSTRUCCIÓN DE UNA MESA PARA LA EXPERIMENTACIÓN DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO BASADOS EN EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO, DIRIGIDO A DOCENTES DE LA UNIDAD EDUCATIVA ICOAL. Valirys Querales y Sharlot Romero estudiantes del programa de física, cursantes de proyecto avanzado, proponen un proyecto dirigido a niños con Necesidades Educativas Especiales (NEE), tomando en cuenta que estos estudiantes son capaces de desarrollarse integralmente sin que su condición de vida se los impida. "Para la construcción de este prototipo nos hemos basado en la inclusión de niños y jóvenes con NEE en la enseñanza de las ciencias, en este caso la experimentación y el aprendizaje significativo en Física", comentaron las estudiantes al respecto.

En estos últimos años la inclusión de niños y jóvenes con deficiencia auditiva a la sociedad a través de la ciencia se ha visto afectada, al no poseer los recursos materiales e instrumentos necesarios, para la realización de actividades que conlleven a la asociación de procedimientos básicos que ayudan en el desenvolvimiento del día a día . En lo que respecta a la física, su enseñanza formal se ha llevado a cabo a partir del noveno grado, pero sin dejar a un lado que la etapa básica está compuesta por un desarrollo coherente donde queda evidenciado la existencia de las ciencias ligada a sus contenidos actuales, es decir la relación que tiene lo teórico con la enseñanza de la física, puesto que se encuentra ligada a la ciencia de tal forma que inclusive a nivel de básica debe ser enseñada haciendo uso de la teoría con las aplicaciones de la misma a la vida. En los cursos de física se encuentran presentes varios tipos de actividades que involucran el contacto con diferentes fenómenos, los cuales pueden ser analizados o representados a través de demostraciones en el aula y en actividad experimentales. Las demostraciones son una forma de actividades de laboratorio, realizadas bajo un contenido teóricopráctico, este tipo de práctica está dirigida a promover la observación directa de los objetos y acontecimientos. .

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La enseñanza no puede estar desvinculada de la realidad social, económica, política y cultural; la educación abarca todas las dimensiones del ser humano. Estas dimensiones deben desarrollarse de un modo integral, en correspondencia con un enfoque interdisciplinario y transdiciplinario. Es por ello que Valirys y Sharlot decidieron proponer una mesa para la experimentación y demostración de fenómenos eléctricos, la cual está constituida por un tablero de conexión de resistencia eléctrica (bombillos), aquí entra la parte de potencia eléctrica, ellas construyeron un identificador de resistencias, un tablero de diferentes tipos de condensadores y para la parte magnética, diferentes componentes para demostrar las propiedades de ellos. Es una mesa con ruedas, es plegable de manera que se puedan guardar los materiales dentro de ella y luego montar según sea el caso, es práctica y llamativa.


INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA

Voltímetro. Empleado para medir voltaje eléctrico o tensión eléctrica. Se conecta en paralelo con respecto al dispositivo a efectuar la medida. Posee una resistencia interna lo más alta posible, a fin de no producir un consumo apreciable. Fuente: Llave de la ciencia, Grupo Norma

Amperímetro Mide la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Su conexión es en serie. Posee una resistencia interna muy pequeña. Está constituido por un galvanómetro, cuya escala esta en amperios.

Capacímetro Es un equipo electrónico utilizado para medir la capacitancia de los condensadores. Puede mostrar la capacidad, medir fugas, la resistencia del dieléctrico o la componente inductiva. Fuente: Wikipedia

Fuente: Llave de la ciencia, Grupo Norma

Ohmímetro u Óhmetro: Aparato capaz de medir resistencias directamente. Las resistencias a medir pueden colocarse en serie o en paralelo. Trabaja con un galvanómetro el cual está calibrado en ohmios. Lleva incorporada una batería de tensión constante. Fuente: Llave de la ciencia, Grupo Norma

Galvanómetro

Los galvanómetros son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente eléctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Suelen estar basados en los efectos magnéticos o térmicos causados por el paso de la corriente. En un galvanómetro de imán móvil la aguja indicadora está asociada a un imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magnético que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción o repulsión del imán proporcional a la intensidad de dicha corriente. Fuente: Llave de la ciencia, Grupo Norma

Multímetro Un multímetro, llamado también polímetro o tester, es un instrumento que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por el personal técnico en toda la gama de electrónica y electricidad. Existen distintos modelos que incorporan además de las tres funciones básicas antes citadas otras mediciones importantes, tales como medida de inductancias y capacitancias; comprobador de diodos y transistores; o escalas y zócalos para la medida de temperatura mediante termopares normalizados. Fuente: Llave de la ciencia, Grupo Norma

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CIRCUITO ELÉCTRICO Elemento del circuito Símbolo en el Circuito

Definición.

Resistencia R. Dispositivo que disipa energía. Depende de la constante de proporcionalidad del material del cual está construido el conductor.

Capacitor C. Dispositivo para almacenar carga y energía eléctrica. Formado por dos conductores separados por un material aislante.

Conexión de un voltímetro en un circuito.

Baterías y otras fuentes de alimentación de CD (Corriente Continua).

Voltímetro. V

Empleado para medir voltaje eléctrico o tensión eléctrica. Conexión de un amperímetro en un circuito

Amperímetro. A

Mide la intensidad de corriente que está circulando por un circuito

Conexión a tierra Conexión de capacitores en serie

Asociación de resistencias en serie

Conexión de resistencias en paralelo

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Conexión de capacitores en paralelo


Sabias? ¿Por qué los protones del núcleo no se repelen mutuamente y no salen volando en todas direcciones? La respuesta es que, además de las fuerzas eléctricas, dentro del núcleo hay otras fuerzas más intensas que no son de naturaleza eléctrica. Se trata de las fuerzas nucleares, las cuales son fuerzas muy intensas de atracción de corto alcance que actúan entre los nucleones, actúan hasta un alcance de unos 2X10-15m. ¿Por qué los electrones no caen al núcleo por efecto de atracción de los protones? Curiosamente, la razón no es la misma por la que los planetas giran en órbita alrededor del sol. Dentro del átomo se aplican otras leyes de la física, estamos en dominio de la física cuántica. Según la física cuántica , el electrón se comporta como una onda y debe ocupar una cierta cantidad de espacio en función de su longitud de onda. Lo que determina el tamaño de un átomo es la cantidad mínima de “espacio de maniobra” que necesita el electrón. Fuente: Paúl Hewit

Fuente: Paúl Hewit

¿Sabe cuanto tiempo se exponen al sol los satélites para cargar sus baterías? En una órbita terrestre baja, tiene 60 minutos de sol y 35 min de oscuridad. Los satélites en órbita geosincrónica (GEO), que están mucho mas alejados, pasan menos tiempo a la sombra proyectada por la tierra. Ellos pasan 22.8 horas expuestos al sol y 1.2 horas en la oscuridad. La energía necesaria para que funcionen los satélites durante los periodos de oscuridad debe provenir íntegramente de sus baterías.

¿Sabias qué? Dentro del núcleo atómico hay ciertas partículas llamadas Quarks, las cuales tienen carga cuya magnitud es de 1/3 y de 2/3 de la carga del electrón. Cada protón y cada neutrón se componen de tres(3) quarks. Puesto que los quarks existen siempre combinados de esta manera y jamás se les ha encontrado aislados, la regla del múltiplo entero para la carga es el electrón, también valida para los procesos nucleares. Fuente: Paul Tippens

Fuente: Paul Tippens

¿Por qué una linterna tiene mas intensidad luminosa con las pilas nuevas que con las pilas viejas? Cuando la pila seca envejece, su resistencia interna se incrementa, mientras que su fem permanece relativamente constante. El incremento de la resistencia interna provoca una reducción en la corriente suministrada. Este hecho es la causa de la diferencia de potencial en la intensidad de la luz cuando se usa una lámpara portátil con pilas viejas o cuando tiene pilas nuevas.

¿Lo sabia usted? Un polígrafo o detector de mentiras mide la resistividad de la piel. La piel se vuelve menos resistente cuando una persona suda, tal como ocurre inconscientemente cuando se dice una mentira. Fuente: Paul Tippens

Fuente: Paul Tippens

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Interesante

DEMOSTRACIONES DE AULA PREOFESORES COMPROMETIDOS CON LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA. Las demostraciones de cátedra o de aula son experiencias sencillas de fenómenos, adecuadamente elegidas para facilitar la comprensión de los conceptos y no perder el referente sobre el que se construyen los modelos teóricos. A diferencia de los dispositivos experimentales de laboratorio, las demostraciones se utilizan en las clases de teoría o problemas para poner de manifiesto fenómenos físicos de manera cualitativa o semi-cuantitativa, y si han de ser llevadas hasta un aula, están constituidas por materiales sencillos que permiten un fácil montaje y transporte. La tradición de las demostraciones cayó en desuso en este país, aunque se trata de una tradición viva en otros países, especialmente en los anglosajones, tanto en la formación pre-universitaria como universitaria. El mero hecho de mostrar/ver un fenómeno no conduce por sí mismo a su comprensión, pero la combinación de la observación guiada y su racionalización en relación con la teoría puede constituir una herramienta docente de gran utilidad. Por tal razón en la especialidad de física en la UPE-IPB, se está adoptando la modalidad de proyectos para la experimentación donde el docente en formación desarrolle aún mas el potencial de demostración de fenómenos con materiales de fácil adquisición y que no pierdan el sentido de la teoría desarrollada. Dado que los trabajos de investigación de la mayoría de los estudiantes del programa de física arrojan que en la mayoría de las instituciones educativas de nivel media y diversificada en nuestra región, no se realizan las actividades experimentales con frecuencia, para que el estudiante observe, demuestre y comprende la estudiado en la teoría; Los docentes y estudiantes del programa de física estamos comprometidos al reimpulso de la experimentación y demostración de la ciencia en especial la Física.

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El docente del curso Electromagnetismo I, profesor Howar Cordero, Hace un especial énfasis con sus estudiantes en la parte de experimentación y demostración de la física, sea cual sea su rama. En la presentación de los proyectos de los estudiantes del curso antes mencionado, le recordó a los estudiantes que no obvien las actividades experimentales en el desarrollo de sus prácticas profesionales como docentes de física.

Alguna de los proyectos presentados por los estudiantes de física, el prototipo como tal además de ser aprovechado para realizar prácticas, es prudente y eficaz para hacer demostraciones en el aula, como ejemplo, la demostración de cargas estáticas con un generador, el efecto corona, carga y descarga de un condensador, entre otros no menos importantes. Con dichos prototipos se pueden demostrar como también hacer analogías con efectos observados diariamente en la vida cotidiana.


REFERENCIAS Bibliografías. Daintith, J. (2005). Diccionario de Física. La llave de la ciencia. Norma. Colombia. Hewit, P. (1987). Física conceptual. Mc Graw Hill. México. Sears, Z. (2000). Física universitaria vol. 2. Pearson. México. Serway, R. (2005). Física Universitaria. Thomson. México. Tippens, P. (2001). Física conceptos y aplicaciones. Mc Graw Hill. México. En la Web. Wikipedia Enciclopedia Libre. (2010). [Documento en línea en línea]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm.[Consulta: 2010, febrero 21]. Wikipedia Enciclopedia Libre. (2010). [Documento en línea en línea]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/Electroquímica.[Consulta: 2010, Marzo 02]. Wikipedia Enciclopedia Libre. (2010). [Documento en línea en línea]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_eléctrico.[Consulta: 2010, Marzo 02].


La FĂ­sica es una ciencia experimental y se manifiesta en la naturaleza de diferentes maneras, como docente busca las q sean mĂĄs sencillas para demostrarle a Los estudiantes lo fascinante y prĂĄctica que es...


Electromagnetismo I UPEL-IPB