Guía del docente. 1. Descripción curricular

Guía del docente.
1. Descripción curricular:
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Nivel: NM4, IVº medio.
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Subsector: Ciencias Físicas.
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Unidad temática: Fuerza eléctrica y magnetismo.
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Palabras claves: Motor eléctrico; Motor; Bobina rotor; Campo magnético;
Campo eléctrico; Intensidad de corriente; Electricidad; Motor de corriente
continua;
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Contenidos curriculares:
•
Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. Observación y análisis
de la fuerza entre dos conductores rectilíneos que portan corriente.
Descripción de la trayectoria de una carga en un campo magnético
uniforme.
2. Contenidos relacionados:
-
Iº medio: Magnetismo y fuerza magnética
•
Fuerza magnética sobre un conductor que porte corriente eléctrica: el
motor eléctrico de corriente continua.
3. Aprendizajes esperados:
Los alumnos y alumnas:
• Describir
diferentes
fenómenos
eléctricos
y
relacionarlos
con
situaciones cotidianas y aplicaciones técnicas.
• Reconocer las características de campos eléctricos y magnéticos, y sus
interacciones con cargas.
• Aplicar
los
principios
del
electromagnetismo
para
explicar
el
funcionamiento de diferentes aparatos de uso cotidiano.
• Comunicar las ideas y principios físicos que explican fenómeno simples
asociados a la naturaleza electromagnética de los cuerpos.
• Utilizar diferentes medios de comunicación para recopilar información
acerca de la electricidad y el magnetismo y su interacción con otros
campos del conocimiento.
4. Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl:
Video: Corriente eléctrica y magnetismo.
5. Descripción general de las actividades:
La actividad “construyendo una motor simple” se relaciona principalmente con el
video “Corriente eléctrica y magnetismo” el cual muestra las características del
campo magnético y sus efectos.
Esta actividad nos muestra de manera experimental cómo es posible construir un
motor de corriente continua, con materiales sencillos.
La actividad está estructurada de tal forma que puede realizarse en 2 horas
pedagógicas.
Se recomienda que los alumnos y alumnas trabajen en grupos de tres personas.
Actividad: Construyendo un motor simple.
I. Introducción.
Un motor eléctrico es un dispositivo rotativo que transforma energía eléctrica en
energía mecánica, y viceversa, convierte la Energía mecánica en energía eléctrica
funcionando como generador o dinamo. Los motores eléctricos de tracción usados
en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos
dinamo.
Por estos motivos son ampliamente utilizados en instalaciones industriales y demás
aplicaciones que no requieran autonomía respecto de la fuente de energía, dado que
la energía eléctrica es difícil de almacenar. La energía de una batería de varios kg
equivale a la que contienen 80 g de gasolina. Así, en automóviles se están
empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.
Existen diferentes tipos de motores, pero de entre todos tal vez sean los llamados
"motores de corriente continua" los que permiten ver de un modo más simple cómo
obtener movimiento gracias al campo magnético creado por una corriente.
La
imagen muestra
de
modo
esquemático las partes principales
de un motor de corriente continua.
El elemento situado en el centro es
la parte del motor que genera el
movimiento. Se la llama armadura
o
rotor,
electroimán
y
consiste
que
en
puede
un
girar
libremente en torno a un eje. Dicho
rotor está rodeado por un imán permanente, cuyo campo magnético permanece fijo.
El electroimán recibe la corriente a través del contacto establecido entre las
escobillas y el conmutador. Los cepillos permanecen fijos, mientras que el
conmutador puede girar libremente entre ellas siguiendo el movimiento del rotor.
II. Desarrollo de la actividad: Construyendo un motor simple.
Materiales:
1,5 metros de alambre de Cu, para bobinas de 0,7 a 0,8 mm de
diámetro.(galvanizado)
Dos alfileres de gancho (grandes).
Dos pilas D o una batería de 9 volt.
Dos cables conectores.
Un envase de jugo boca ancha.
Un porta pilas.
Un imán de cerca de 200 Gauss.
Un trozo de madera de 15 x15 cm y unos 3 cm de grosor.
Un interruptor pequeño.
Fósforos o encendedor.
Montaje:
1. Enrolla el alambre de cobre en la base del envase del frasco de vidrio de boca
ancha como se ve en la figura. Dale unas 18 vueltas.
2. Luego saca la bobina construida, del
envase de vidrio deja dos extremos de
alambre de unos 5 cm, así como se ve en
la figura. Recuerda quemar los extremos
del cobre galvanizado.
3. Toma la bobina rotor e introdúcela en la
parte inferior de los alfileres de gancho, y
luego clávalos en la madera.
4. Conecta el interruptor y los polos de la pila a los alfileres de gancho, como se
observa en la imagen.
5. Enciende el interruptor, anota y observa lo que sucede.
III. Observaciones y conclusiones.
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IV. Cuestionario.
1. ¿Qué relación tiene la corriente eléctrica con el magnetismo?
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2. ¿Qué sucede con la bobina rotor?
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3. ¿Qué sucede si invertimos la polaridad de la pila?
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4. ¿Cómo crees que funcionan los motores de corriente alterna?
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