Guía para el docente

Guía para el docente
Electricidad y magnetismo
Circuitos de corriente variable
Guía para el docente
Descripción curricular:
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Nivel: 4.º Medio
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Subsector: Ciencias físicas
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Unidad temática: Electricidad y magnetismo
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Palabras clave: corriente variable, circuitos, corriente continua, resistencia, circuitos
LC y RC
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Contenidos curriculares: Circuito de corriente variable
- Carga y descarga de un condensador. Análisis gráfico de la dependencia
temporal del voltaje entre las placas.
- Demostración experimental de la corriente inducida por el movimiento
relativo entre una espira y un imán. Inducción electromagnética: leyes de
Michael Faraday y Heinrich Lez. Inductancia y su efecto cualitativo en un
circuito de corriente variable en el tiempo.
- Circuito LC. Frecuencia propia asociada. Comparación con el movimiento
armónico
simple.
Oscilaciones
forzadas
y
resonancia.
Efecto
de
una
resistencia. Aplicaciones, como la sintonización de frecuencias.
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Aprendizajes esperados:
- Explicar las diferencias entre corriente continua y alterna y describir
las características de los circuitos RC y LC y sus aplicaciones.
Contenidos relacionados:
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1.º Medio:
ƒ
La electricidad: carga y corriente eléctrica
ƒ
La electricidad: magnetismo y la fuerza magnética
2.º Medio:
ƒ
El movimiento: descripción del movimiento
ƒ
El movimiento: fuerza y movimiento
3.º Medio:
ƒ
Mecánica: conservación de la energía mecánica
ƒ
Fluidos: hidrodinámica
4.º Medio:
ƒ
Electricidad y magnetismo: fuerzas entre cargas
ƒ
Electricidad y magnetismo: ondas electromagnéticas
ƒ
El mundo atómico: el núcleo atómico, la constitución del núcleo
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Electricidad y magnetismo
Circuitos de corriente variable
Aprendizajes esperados de esta actividad:
- Comprender que la electricidad se entiende como el movimiento de cargas en un
conductor eléctrico.
- Relacionar los fenómenos del magnetismo con el movimiento de cargas.
- Relacionar el movimiento de los electrones en el átomo o moléculas con las
propiedades magnéticas de un material.
Recursos digitales asociados:
- Ficha temática: Circuitos de corriente variable
- Diapositivas digitales: “Electricidad y magnetismo”
Actividades propuestas para este tema:
La actividad consiste en una revisión de los contenidos básicos para comprender las
diferencias entre circuitos de corriente variable y de corriente continua. Los estudiantes
observarán un esquema de circuitos, desde el cual deberán identificar de qué tipo son y los
flujos de corriente que tendrían. Además, se les insta a investigar la relación entre la
inductancia y la generación de energía eléctrica en centrales hidroeléctricas.
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Electricidad y magnetismo
Circuitos de corriente variable
ACTIVIDAD: Corriente continua y variable
Duración: dos horas pedagógicas
1. Mapa de contenidos tratados
La corriente eléctrica en un
circuito
Puede ser
uniforme
inconstante
Circuito de corriente
continua
Circuito de corriente
variable
Tienen una corriente
eléctrica contante y una
fuente de diferencia de
potencial constante,
ejemplo: una pila o
batería
Tienen una corriente
eléctrica que depende de
la carga de un capacitor
conectado al circuito.
El capacitor se puede
descargar con una
resistencia (circuito RC) o
bien la corriente puede
oscilar entre una bobina y
el capacitor (circuito LC)
2. Desarrollo de la actividad “Corriente continua y variable”
Antes
de
desarrollar
esta
actividad,
los
estudiantes
deben
estar
familiarizados con los conceptos en juego, tales como los tipos de circuitos y
la función de los capacitores, resistencias, bobinas, interruptores y fuentes
de poder.
Asegúrese de que los estudiantes tengan acceso a la ficha n.º 24, “Circuitos
de corriente variable”, y a bibliografía o a internet.
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Electricidad y magnetismo
Circuitos de corriente variable
Paso 1
Lea en voz alta la guía de la actividad. Permita que sus estudiantes
resuelvan sus dudas respecto a la formulación de las preguntas y luego
indíqueles que pueden comenzar a trabajar en la guía.
1. Los
siguientes
son
distintos
tipos
de
circuitos.
Obsérvalos
atentamente.
a. Identifica los circuitos que permiten una corriente continua y
aquellos que tendrán corrientes variables.
En esta respuesta se espera que los estudiantes reconozcan la
función del capacitor y su efecto sobre la corriente en el
circuito. Según eso, los circuitos que no tienen capacitores
serán aquellos donde la corriente es continua, mientras que los
que tienen capacitores serán los de corriente variable.
b. Identifica y dibuja los circuitos LC y RC. Asigna el símbolo que
corresponda a cada una de sus partes.
Los estudiantes deberán reconocer que un circuito LC está
formado por una bobina y un capacitor, en tanto que un
circuito
RC, por una resistencia y un capacitor. Los dibujos
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Circuitos de corriente variable
deberán marcar claramente cuál es la resistencia con un R, el
capacitor con una C y la bobina (inductor) con una L.
Asimismo, el interruptor con una S y la diferencia de potencial
con una
c. Sobre el dibujo, señala cómo será el flujo de corriente eléctrica
si el circuito está cerrado.
En el caso del circuito RC la corriente eléctrica irá desde el
capacitor hasta la resistencia y hasta que vuelva a cargarse.
Hará lo mismo hasta que se descargue por completo. En el
circuito LC, la corriente oscilará entre la bobina y el capacitor,
produciendo carga y descarga del capacitor. Lo anterior genera
una corriente alterna en el circuito.
Paso 2
Luego de revisada la pregunta anterior, termine la actividad con la segunda
y última pregunta en la que los estudiantes deben averiguar algunos
conceptos.
2. Averigua en qué consiste la inducción electromagnética y su relación
con la generación de energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas.
Se espera que los estudiantes reconozcan en esta breve investigación
que la energía potencial del agua en una represa puede mover una
bobina en un campo magnético, lo que induce una corriente eléctrica.
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