CONTENIDO

ACCIÓN DEL ALUMNO

ACCIÓN DEL DOCENTE

RESULTADOS

Electrostática

.

Visualiza la relación existente entre todos los contenidos de la electrostática.

Presenta el Diagrama Conceptual Nº 1.

Presenta el vídeo relativo a electrostática

Se proporciona una visión integral, de los contenidos a estudiar y analizar

Electrostática

Frota un pitillo plástico con papel sanitario y coloca el pitillo enfrente de una lata metálica de refresco vacía, que reposa sobre una superficie horizontal, observara que la lata rueda atraída por el pitillo.

Explica la interacción eléctrica por frotamiento, inducción y contacto, así como la neutralización. Utiliza la actividad para introducir el concepto de electrostática.

La electrostática es la parte de la física encargada de estudiar los fenómenos eléctricos de partículas que poseen cargas eléctricas en reposo.

Ley de cargas

Ley de Coulumb

Utilizando el electroscopio construido, comprueba el funcionamiento del mismo, en su casa, acercándolo a la pantalla de un televisor (monitor), encendiendo  y apagando el TV.

 En el aula de clase frota una carpeta de plástico y la acerca abierta, a la esfera del electroscopio. Luego acerca la varilla de vidrio cargada y observa lo que ocurre con las laminillas del electroscopio.

Comprueba que ocurre, si toca la esfera del electroscopio cargado, acerca primero la carpeta de plástico y luego la varilla de vidrio. Analiza  estas observaciones con el profesor.

Explica las clases de cargas. Ley de las cargas. Propiedades de la carga, ley de Coulomb, establece una definición operacional que permita establecer la dependencia de la fuerza de interacción eléctrica con la carga y con la distancia que los separa.

La ley de las cargas establece: que cargas de igual tipo se repelen y cargas de diferente tipo se atraen.

La ley de Coulomb

establece que:

 A mayor distancia de las cargas la fuerza de atracción es menor.

 A mayor carga mayor atracción.

Gravitación Universal

Maneja el programa ORBITS para visualizar masas y distancias entre los diversos planetas del Sistema Solar.

Orienta al alumno para que compare las diferentes masas de los planetas del Sistema Solar. Empleado esta información para establecer que Ley de Coulomb es análoga a la ley de Gravitación Universal. Establece el principio de Superposición.

.

Relación entre Ley de Gravitación Universal y Ley de Coulomb.

Principio de superposicón. La fuerza sobre cualquier masa, es la suma vectorial de las fuerzas gravitacionales provenientes de cada una de las otras masas.

Campo Eléctrico

Corta trocitos de papel y colócalos sobre el pupitre, frota fuertemente un peine de plástico sobre cabello limpio y seco, luego acerca el peine a los trocitos de papel y observa el fenómeno.

Orienta a los alumnos en la realización de la actividad.

Introduce el concepto de campo eléctrico e intensidad del campo.

Campo eléctrico es esa región del espacio que rodea al ente cargado.

La magnitud de E se denomina intensidad de campo.

Los trozos de papel se pegan al peine por efecto del campo eléctrico.

Estructura de la materia

Observa y analiza el video de electrostática y refuerza sobre la estructura de la materia.

Continua con el vídeo de electrostática y refuerza sobre la estructura de la materia, estableciendo una clasificación de los materiales.

Los materiales pueden clasificarse en: conductores, aislantes, semiconductores       y superconductores

Propiedades de carga eléctrica:

Polarización

Observa y maneja el software de Física Eléctrica (Capítulo I)

Identifica los conceptos de:  polarización, cuantización, invarianza y conservación.

Presenta el software de Física Eléctrica (Capítulo I) e introduce los conceptos depolarización, cuantización, invarianza y conservación.

La polarización es un fenómeno que ocurre cuando un objeto cargado se acerca a otro eléctricamente neutro y las cargas de un signo se agrupan en un polo del cuerpo y las restantes se agrupan en el otro polo.

Cuantización

Invarianza

Observa y maneja el software de Física Eléctrica

Identifica los conceptos de:  polarización, cuantización, invarianza y conservación.

Presenta el software de Física Eléctrica y refuerza los conceptos de polarización, cuantización, invarianza y conservación.

 La cuantización es la estructuración de la carga que posee un cuerpo en cuantos o paquetes de una carga fundamental

La carga que posee un cuerpo se mantiene invariable a pesar de que se modifique la velocidad de su movimiento.

Conservación

Ver Nota

Observa y maneja el software de Física Eléctrica

Identifica los conceptos de:  polarización, cuantización, invarianza y conservación

Presenta el software de Física Eléctrica y refuerza los conceptos de polarización, cuantización, invarianza y conservación.

“La carga no se crea ni se destruye, sólo se transfiere”

Nota: sin que importe el tamaño del Universo, la carga eléctrica permanece constante

Líneas de Campo Eléctrico

Con la ayuda del docente, construye las líneas de fuerza de un campo eléctrico dado,

Enuncia la definición y las propiedades de las líneas de fuerza o líneas de campo eléctrico.

Orienta a los alumnos en la actividad propuesta.

Las líneas de fuerza permiten construir una visualización o representación gráfica del espectro producido por el campo eléctrico.

Diagramas vectoriales

Determina el campo eléctrico en un punto cualquiera dado, a través de un diagrama vectorial.

Orienta a los alumnos en la actividad propuesta.

Debido al carácter vectorial del campo eléctrico, los diagramas vectoriales surgen como una consecuencia de aplicar la ley de las cargas.

Distribuciones discretas

Recuerda la definición de carga puntual.

Visualiza la batería de un carro, ejemplo práctico de un dipolo eléctrico.

Introduce la definición de dipolo eléctrico.

Identifica estructuras que se comportan como dipolos, informándole al alumno que la sal común (NACL), la célula y el corazón responden a este tipo de dipolo.

Es un tipo de distribución de carga, la cual se caracteriza por disponer las cargas puntuales de tal manera que la distancia entre ellas sea significativa comparada con las dimensiones de las mencionadas cargas.

Distribuciones continuas

Diferencia distribuciones continuas de distribuciones discretas.

A la luz de la definición construye nuevos ejemplos sobre distribuciones continuas

Introduce la definición de distribución continua.

Frota cuerpos como varillas, pelotas, cubos, etc. y los presenta como ejemplos de distribuciones continuas.

Esta configuración se caracteriza por distribuir la carga sobre un objeto de manera que no se puedan establecer distancias entre el conjunto de cargas puntuales que contribuyen para producir la carga total del cuerpo considerado.

Ley de Gauss

Observa y maneja el software para visualizar las condiciones que  plantea la ley de Gauss

Presenta el software de Física Eléctrica e introduce la Ley de Gauss.

Esta Ley es importante para el cálculo de E en configuraciones de carga con alta simetría.

OBJETIVOS 4-5-6-7-8-9-10 : 

Los alumnos realizaran experiencias reales y simuladas a través de circuiros

eléctricos para ilustrar los efectos de la corriente eléctrica con el fin

de determinar magnitudes y establecer las ecuaciones que rigen cada ley;

induciéndolos a la comprensión de los conceptos e ideas básicas de la

electrocinética.

CONTENIDO

ACCIÓN DEL ALUMNO

ACCIÓN DEL DOCENTE

RESULTADOS

Electrocinética

Propone ejemplos de la vida real donde esté presente la electrocinética.

Introduce la definición de la electrocinética y establece las diferencias con la electrostática

La electrocinética es la parte de la física que estudia el movimiento de las cargas eléctricas en los conductores.

Corriente eléctrica.

Imagina el recorrido del agua por una tubería para llegar a una llave.

Enciende una luz e imagina el movimiento que hace la corriente eléctrica para llegar al bombillo.

Orienta al alumno en la actividad.

Introduce la definición formal de corriente eléctrica.

Al movimiento ordenado y permanente de las partículas cargadas en un conductor bajo la influencia de un campo eléctrico, se le llama corriente eléctrica.

Efectos de la corriente eléctrica

Químico.

Magnético.

Calorífico.

Identifica la presencia y usos de la corriente eléctrica en su hogar.

Observa que la corriente eléctrica produce diversidad de efectos, diferentes a la luz.

Propone ejemplos de la vida diaria donde están presentes los efectos de la corriente eléctrica.

La corriente eléctrica se emplea en casi todas las actividades del ser humano.

La corriente eléctrica no sólo produce luz, sino tiene muchas otras aplicaciones.

Elementos de circuito:

Generador

Conductor

Carga

Identifica los diferentes generadores de corriente eléctrica.

Identifica y diferencia entre conductores, semiconductores y aislantes.

Da ejemplos de carga.

Da ejemplos de generadores usados en la vida diaria.

Establece la diferencia de generador y fuente de poder.

Explica y da ejemplos de materiales conductores, semiconductores y aislantes.

Define Conductor.

Introduce la definición formal de carga.

Todo generador de electricidad no hace más que transformar en energía eléctrica otras clases de energía.

Un conductor se caracteriza por una gran movilidad de sus electrones libres, de manera que al generarse una carga eléctrica en uno de sus extremos, se distribuye la carga a todo él.

La carga es la cantidad de corriente que pasa por un conductor en una unidad de tiempo.

Circuito eléctrico.

Construye un circuito eléctrico e identifica sus elementos.

Dibuja el circuito usando la respectiva simbología.

Orienta al alumno en la realización de la actividad.

Introduce la simbología básica de un circuito.

Se familiariza con el uso y la simbología de cada elemento.

Intensidad de corriente y amperímetro.

Al circuito construido le conecta en serie un amperímetro.

Toma medidas de la intensidad y establece conclusiones.

Dibuja un circuito e identifica los elementos con su simbología.

Explica a lo alumnos la simbología y el uso del amperímetro.

Introduce la definición de intensidad de la corriente.

La carga que pasa en un sentido por la sección recta de un conductor en una unidad de tiempo es siempre la misma y se llama intensidad de la corriente.

Diferencia de potencial y voltímetro.

Repite la experiencia anterior conectando un voltímetro al circuito en paralelo.

Explica a los alumnos la simbología y el uso del voltímetro.

Introduce la definición de diferencia de potencial.

La diferencia de potencial es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva de un punto a otro en el interior de un campo eléctrico.

Resistencia y ohmetro.

Repite la experiencia anterior, pero sin conectar el generador o batería.

Explica al alumno la simbología y uso del ohmetro.

Introduce la definición de resistencia.

Es el cociente constante que se obtiene al dividir la diferencia de potencial aplicada a un conductor por la intensidad de corriente que pasa por él.

* Nota:  Para medir la resistencia en un circuito se debe desconectar la batería.

Relación de Ohm

Construye un circuito empleando un amperímetro, un voltímetro y un reóstato de cursor (que es un resistor variable). Elabora una gráfica de voltaje-intensidad tomando los valores del amperímetro y voltímetro. Observa y explica lo que ocurre.

Orienta a los alumnos en la construcción del  circuito y en el correcto uso de los instrumentos de medida.

Enuncia la “Ley” de Ohm y establece su ecuación.

La diferencia de potencial entre los extremos de un conductor metálico es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que pasa por él.

Asociaciones en serie

Observa el vídeo y establece conclusiones.

Construye un circuito en serie para comprobar dichas conclusiones, mide intensidad, resistencia y voltaje.

Dibuja un circuito en serie utilizando la respectiva simbología.

Resuelve ejercicios empleando la “Ley” de Ohm y las ecuaciones que de ella se derivan para las asociaciones en serie.

Presenta el video de asociaciones  en serie.

Orienta al alumno en la realización de la actividad.

Introduce la simbología de las asociaciones en serie.

Presenta y explica las ecuaciones derivadas de la “Ley” de Ohm para asociaciones en serie.

La intensidad de  corriente en un circuito en serie es la misma en todos los puntos del circuito (es constante)

I_T= I₁ + I₂ + I₃… + I_n

La diferencia de potencial total es la suma algebraica de las diferencias de potencial aplicada a cada resistencia.

V_T=V₁+V₂+V₃…+V_n

La resistencia total o equivalente es la suma algebraica de todas las resistencias parciales.

R_T=R₁+R₂+R₃…+ R_n

Paralelo

Observa el video y establece conclusiones.

Construye un circuito en paralelo para comprobar dichas conclusiones, mide intensidad, resistencia y voltaje.

Dibuja un circuito en paralelo utilizando la respectiva simbología.

Resuelve ejercicios empleado la “Ley” de Ohm y las ecuaciones que de ella se derivan para las asociaciones en paralelo.

Presenta el video de asociaciones en paralelo.

Orienta al alumno en la realización de la actividad.

Introduce la simbología de las asociaciones en paralelo.

Presenta y explica las ecuaciones derivadas de la “Ley” de Ohm para asociaciones en serie.

La diferencia de potencial aplicada en un circuito en paralelo es la misma en todos los puntos del circuito (es constante)

V_AB=V₁=V₂=V₃₊…+V_n

La intensidad total es igual a la suma algebraica de todas las intensidades parciales.

I_T= I₁ + I₂ + I₃… + I_n

La resistencia total o equivalente es igual a la suma algebraica de los inversos de las resistencias parciales.

Mixto

Construye un circuito mixto utilizando como base las experiencias anteriores, mide intensidad, voltaje y resistencia. Establece conclusiones.

Dibuja un circuito mixto utilizando la simbología respectiva.

Resuelve ejercicios empleando la “Ley” de Ohm y las ecuaciones para las asociaciones en serie y paralelo según sea el caso.

Orienta al alumno en el desarrollo de la actividad.

Introduce la simbología para las asociaciones mixtas.

Se reducen a aplicar para cada parte del circuito las leyes correspondientes.

Red

Interpreta la definición de red y la identifica como una configuración básica de un circuito.

Introduce la definición de red y establece ejemplos.

Las redes  son un conjunto de dispositivos eléctricos interconectados, con la inclusión en el circuito, de más de una fuente de poder o generador eléctrico.

Rama

Interpreta la definición de rama y la identifica como componente de un circuito.

Introduce la definición de rama

La rama es el conjunto de dispositivos eléctricos que aparecen entre dos nodos.

Nudo o nodo.

Interpreta la definición de nudo o nodo y lo identifica en un circuito.

Introduce la definición de nodo o nudo.

Un nodo es el punto del circuito donde convergen tres o mas conductores.

Malla

Interpreta la definición de malla y la identifica en un circuito.

Introduce la definición de malla

Es la porción de un circuito cerrado que se inicia en un nudo y termina en el mismo.

Corriente de rama.

Reconoce e interpreta la definición de corriente de rama en un circuito.

Introduce la definición de corriente de rama y representa en un diagrama circuital, este tipo de intensidad de corriente.

Es la corriente que circula por la rama de un circuito.

Corriente de malla

Reconoce e interpreta la definición de corriente de malla en un circuito.

Introduce la definición de corriente de malla y representa en un diagrama circuital, este tipo de intensidad de corriente.

Es la corriente que circula por una malla de un circuito.

Leyes de Kirchhoff

Interpreta las leyes de Kirchhoff.

Construye un circuito y comprueba estas leyes. Establece conclusiones.

Resuelve ejercicios aplicando las leyes de Kirchhoff y las definiciones dadas.

Expone las leyes de Kirchhoff.

Orienta al alumno en la realización de la actividad.

Introduce las aplicaciones de las leyes de Kirchhoff.

En un  nudo de un circuito, en donde puede dividirse la corriente, la suma de las corrientes que entran en el nudo deben ser iguales a la suma de las corrientes que salen del mismo.

La suma algebraica de los productos I.E en una malla, es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices (FEM)

OBJETIVOS 11-12-13-14-15-16-17-18-19-20:

Los alumnos realizaran un conjunto de experiencias acerca de

interacciones eléctricas y magnéticas, mediante la consideración

de situaciones reales y simuladas donde se utilicen objetos e instrumentos

 que produzcan efectos relacionados con la electricidad y el

magnetismo, con el fin de comprender los conceptos tanto teóricos

como prácticos relativos a este tópico.

CONTENIDO

ACCIÓN DEL ALUMNO

ACCIÓN DEL DOCENTE

RESULTADOS

Electromagnetismo

Visualiza la relación entre los contenidos y electricidad de magnetismo.

Presenta el diagrama conceptual Nº 3

Campo Magnético

Se cubre un imán recto con una cartulina (blanca) y sobre está espolvorea limaduras de hierro, dándole con los dedos ligeros golpes, las limaduras se colocan en líneas que van de polo a polo. Esto indica donde se concentran mas las líneas del campo magnético.

Orienta a los alumnos en la realización de la actividad.

Las limaduras más cercanas a los polos se juntan en grupos y dejan un espacio vacío mientras que las limaduras más alejadas se alinean, formando líneas entre los polos.

se observa que en los polos el campo magnético es más intenso que en el centro del imán.

Experimento de Oerted

Coloca una aguja imantada sobre una mesa y observa la orientación de la misma.

Coloca la aguja imantada debajo de un conductor por el que circula una corriente eléctrica y observa que la aguja se orienta, en dirección al campo magnético.

Orienta a los alumnos en la realización de la actividad.

Una corriente eléctrica origina en sus inmediaciones un campo magnético descubriendo así la primera conexión entre la electricidad y magnetismo.

La tierra como imán natural.

Electroimán

Enrolla cuidadosamente un alambre de cobre alrededor de la parte metálica de un atornillado. Quita el aislante de los extremos del conductor y con ellos toca brevemente  los bornes de una pila. Esto debe magnetizar al atornillador.

Informa a los alumnos que es posible combinar magnetismo y electricidad.

El campo magnético de la bobina alinea las moléculas del atornillador convirtiéndolo en un imán.

Ley de Faraday

Conecta en serie un galvanómetro G y el solenoide construido, en la actividad previa, y hace que un imán atraviese la bobina (espira hueca), primero por el polo norte y luego por el polo sur. Analiza los  resultados y esstablece conclusiones.

Orienta a los alumnos en la realización de la actividad.

La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual y de signo opuesto a la variación del flujo magnético que atraviesa el circuito en un intervalo de tiempo.

Ley de Lenz

Acerca un polo N al solenoide, como se muestra en la figura 1, ¿qué observas?.

Luego aleja el imán que se muestra en la figura 2 ¿Qué observas?.

Explica a los alumnos que la ley de Lenz es una consecuencia del principio de conservación de energía

El sentido de la fuerza electromotriz inducida es tal que se opone a la causa que la produce.

Magnetismo.

Sostiene un imán y hace que un clavo se adhiera a él, acerca el otro extremo del clavo a unos clips. El clavo atraerá algunos de ellos. Retira el clavo del imán y los clips caerán. Cuando el imán estaba en contacto con el clavo, el campo magnético alineó todos los átomos del clavo en la misma dirección y los transformó en imanes; regresando a su estado de desorientación cuando se quitó el imán.

Orienta los alumnos en la ejecución de la actividad propuesta

El hierro es fácil magnetizarlo pero pierde rápidamente su campo magnético, el acero es difícil magnetizarlo pero mantiene su campo magnético mucho más tiempo que el hierro.

Imanes

Acerca el imán a cada uno de los siguientes cuerpo: clavos, limadura de hierro, anime, cuerpos de cobre. ¿Quiénes han sido atraídos?.

Sitúa el imán cerca de las limaduras de hierro. ¿Se cubre todo el imán? ¿En qué parte del imán se colocan las limaduras?.

Coloca limaduras de hierro sobre un papel. Desliza un minan por debajo del papel ¿Qué observas?

Orienta a los alumnos en la realización de esta actividad.

 El imán no atrae todos los materiales.

Los que tienen  la facilidad de imantarse se llaman ferromagnéticos.

Los materiales ferromagnéticos se convierten en un imán inducido cuando a ellos se les acerca un imán.

Las fuerzas que ejerce el imán sobre los cuerpos se llaman fuerzas magnéticas, las cuales no son uniformes en todo el imán.

Polos de un imán

Suspende un imán a través de un hilo amarrado por el punto medio. ¿Qué le sucede al imán?.

Acerca el polo norte de una brújula al polo norte, del imán ¿Qué observa?

Orienta a los alumnos en la ejecución de la actividad.

Polos del mismo nombre se repelen y polos de distinto nombre se atraen.