La incorporación de las TIC en el proceso de enseñanza - aprendizaje causa un impacto positivo en los estudiantes. No solo genera entusiasmo frente a los temas a desarrollar, sino también, causa en ellos el empoderamiento en su aprendizaje. Pasan de ser sujetos pasivos y se convierten en sujetos activos, protagonistas en la exploración de los conceptos y adquisición de nuevos conocimientos. La inclusión de las TIC permiten agilizar la comprensión de las temáticas, permitiendo que el papel del maestro pase hacer un guía en el proceso y ya no el protagonista del proceso. Los estudiantes cambian su percepción o la idea aburrida del colegio y aprender se convierte en una aventura divertida. Los estudiantes mejoran su nivel de concentración durante el desarrollo de las actividades.
Actividad 1: Historia de la electricidad, personajes y conceptos
Los estudiantes se mostraron bastante motivados y dispuestos en el desarrollo del tema de este módulo. Desarrollar esta temática a través del blog fue muy significativo. Estudiaron y clarificaron muchos conceptos estableciendo diálogos entre ellos, buscando una mayor comprensión del tema. El uso de la computadora no como una herramienta de consulta sino como guía del tema y la actividad capto más su atención en el desarrollo de la clase, aumentando su entusiasmo al realizar la actividad.
Para esta actividad usamos las computadoras, los celulares y la Internet, además de los lapiceros, lápices y cuadernos. La computadora y el celular a través de Internet permitió tener acceso al blog, para que los estudiantes repasaran los conceptos y desarrollaran la actividad. En los cuadernos tomaron apuntes y realizaron ejercicios básicos aplicando la ley de ohm, como antesala a la próxima temática. También intercambiaban y debatían opiniones y respuestas entre ellos. En esta sección del blog se incluyeron vídeos de youtube explicando conceptos de la electricidad y su comportamiento, también las variables eléctricas relacionadas en la ley de Ohm, Se incluyeron además imágenes ilustrativas y diálogos de caricaturas resaltando la importancia de la energía eléctrica, lineas de tiempo mostrando la evolución de la corriente eléctrica hasta nuestros días.
Las dificultades presentadas obedecen al numero insuficiente de equipos de computo y la continua anormalidad académica, actividades extracurriculares (celebraciones, paros, días cívicos, celebraciones culturales, entre otros).
Actividad 2: Variables Eléctricas y Circuitos Eléctricos
A esta actividad los estudiantes mostraron mayor disposición y entusiasmo, pese a que esta actividad requería mayor análisis y aplicación de cálculos aritméticos.
Al igual que en la actividad anterior se usaron los mismos elementos: Computadoras, Celulares, Internet, cuadernos, lápices y bolígrafos. En esta sección se incluyeron 3 vídeos de youtube que explican los circuitos en serie y en paralelo y la forma de calcular las variables eléctricas en c/u, especialmente la forma de sumar resistencias en circuitos en serie y en paralelo. Se incluyen también imágenes ilustrativas acerca de la ley de Ohm, los símbolos eléctricos en un plano o circuito, el circuito simple, serie y paralelo. A demás se incluye un cuestionario interactivo al final de la actividad, para repasar conceptos e investigar nuevos términos.
Las dificultades presentadas obedecen al número insuficiente de equipos de computo y la continua anormalidad académica, actividades extracurriculares (celebraciones, paros, días cívicos, celebraciones culturales, entre otros).
Actividad 3: Generación de Energía
En esta actividad el entusiasmo y la disposición fue mayor que las anteriores actividades, no solo por el componente tecnológico, sino por la curiosidad y expectativa que esta generaba. De forma rápida y decidida armaron los grupos de trabajo. Para el desarrollo de esta actividad se programaron 15 días desde su planteamiento, hasta la exposición del producto final.
Además de los elementos como computadoras, celulares, Internet, cuadernos, lapiceros, lápices, se incrementan los elementos con la inclusión de cada uno de los componentes requeridos para la construcción de los circuitos (Diodos Led, motores eléctricos de pequeño tamaño, hélices, conductores, secadores de cabello, madera, entre otros). En esta sección de del blog se incluyeron 6 vídeos apoyados en youtube donde se explican las energías renovables o limpias y las energías no renovables o sucias, cómo se obtienen y su impacto en el medio ambiente al ser usados como medio para producir energías secundarias.
Las dificultades presentadas obedecen al número insuficiente de equipos de computo y la continua anormalidad académica, actividades extracurriculares (celebraciones, paros, días cívicos, celebraciones culturales, entre otros). Es importante aclarar que esta actividad se inicio mucho antes del planteamiento de la construcción de este blog, sin embargo, todos los elementos textuales e ilustraciones ya se habían trabajado con los estudiantes. Otra dificultad en el proceso fue la adquisición de los materiales para armar los circuitos, algunos por el costo, otros por el desplazamiento al centro de la ciudad teniendo en cuenta que muchos estudiantes son de muy bajos recursos económicos y la mayoría menores de edad. Por ser una actividad de varios días, la motivación tiende a caer.
La Energía es la capacidad que posee un cuerpo para realizar una acción o trabajo, o producir un cambio o una transformación, y es manifestada cuando pasa de un cuerpo a otro. Una materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella. La energía se manifiesta continuamente a nuestro alrededor, y se presenta en la naturaleza bajo muchas formas; energía cinética (energía que tiene un cuerpo en movimiento), energía potencial (energía que tiene un cuerpo originada por su posición en el espacio), energía eléctrica (capaz de encender un bombillo o hacer funcionar un motor), energía química (contenida en pilas y baterías, en los combustibles o en los alimentos), energía térmica, nuclear, eólica, hidráulica, mecánica, radiante o electromagnética, entre otras. La energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma; ésta es la ley de la conservación de la energía. Todas las formas de energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados; es decir, que la energía puede tomar apariencia de corriente eléctrica, luz, calor, sonido y movimiento.
La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con el movimiento de los electrones de la capa externa de los átomos que hay en la superficie de un material conductor. La electricidad es considerada una fuente de energía secundaria.
Existen diferentes tipos de energía, estos se pueden clasificar en energías primarias y secundarias:
Energías Primarias
Se denominan energías primarias las que se obtienen directamente de la naturaleza: solar, hidráulica, eólica, geotérmica, biomasa, petróleo, gas natural o carbón.
Las energías secundarias
Provienen de la transformación de energía primaria con destino al consumo directo, o a otros usos: gasolina, electricidad, gasoil o diesel, fuel oil, entre otras. Las energías Primarias se clasifican en energías limpias, también llamadas renovables y energías sucias, también llamadas no renovables.
Energías Limpias
Son aquellas que provienen de recursos naturales y de fuentes inagotables que al ser utilizadas no contaminan el medio ambiente. En la actualidad también se les da el nombre de energías alternativas, pues se plantean como el reemplazo de las energías sucias que se usan mayormente en el mundo.
Energías sucias
Se les llama energías no renovables, ya que provocan el Efecto Invernadero (Elevación de la temperatura en la atmósfera), presencia de gases de invernadero, efecto nocivo de los residuos y agotamiento del recurso.
Estos son algunos tipos de energías limpias y alternativas no contaminantes:
Energía Solar
La obtenemos del sol a través de placas solares que absorben la radiación y la transforman en electricidad. Ésta puede ser almacenada o volcada a la red eléctrica. Por otro lado, la energía solar termoeléctrica utiliza la radiación solar para calentar fluidos (como el agua) hasta su evaporación y accionar una turbina que genere electricidad.
Al igual que sucede con otros recursos que analizamos a continuación, la energía solar es muy prolongada, si bien es cierto que la cantidad de radiación depende de la intensidad solar. En cualquier caso, una instalación con paneles fotovoltaicos permite crear una cantidad muy alta de electricidad, además su mantenimiento es muy sencillo y la fabricación e instalación de los paneles apenas tiene impacto en el entorno.
Energía Eólica
Proviene de la fuerza del viento. Existen parques eólicos con molinos de viento desde la carretera. Éstos están conectados a generadores de electricidad que transforman la energía cuando el viento hace girar sus aspas. La eólica ha sido sin duda una de las energías con un mayor desarrollo en los últimos años, además de disponer de un gran potencial de cara al futuro. En nuestro país disponemos de zonas muy amplias en las que la acción del viento permite generar energía.
Energía Hidráulica
Es una de las más conocidas. Usa el agua en su curso para generar electricidad y normalmente se produce en presas. Gracias a grandes proyectos de ingeniería civil podemos aprovechar la fuerza del agua para poner en marcha turbinas que generan electricidad. En zonas en las que el cauce es continuo, especialmente en lagos y ríos, la propia acción del cauce es suficiente como para que la acción sea continua, exceptuando evidentemente períodos de sequía prolongada.
Energía Mecánica
La energía mecánica es la acumulación de energía en un sistema mecánico o en cualquier grupo de objetos que interactúen sobre los principios mecánicos.
Dentro de la energía mecánica se encuentra:
• Energía cinética.- Está presente siempre que un objeto esta en movimiento.
• Energía potencial almacenada.
La energía mecánica es uno de los tipos de energía más utilizado en la generación de las energías renovables, lo podemos identificar fácilmente en la energía hidráulica, energía eólica y energía mareomotriz que se basa en el movimiento de las mareas y las olas.
Energía Magnética
La energía magnética es una energía completamente natural que se desarrolla por la tierra y los imanes naturales. Los imanes han sido usados en las aplicaciones industriales y mecánicas, siendo la fuerza motriz básica para todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.
Actividad 3: Generación de Energía
En grupos de 5 personas, realizar la siguiente actividad: Usted debe generar energía eléctrica (energía secundaria) a partir de una energía limpia o alternativa (energía primaria). Las opciones de energías limpias o alternativas a utilizar son:
Energía Eólica
Energía Mecánica
Energía Solar
Energía Térmica
Energía Magnética
Nota 1: Los grupos mediante sorteo realizado en clase por el docente, se les asignará el tipo de energía limpia o alternativa (energía primaria) a utilizar. Para cada tipo de energía hay un vídeo propuesto por el docente que servirá de apoyo para realizar el experimento. Así:
Energía Eólica
Generando energía eléctrica aprovechando los vientos o corrientes de aire como energía limpia.
Energía mecánica
Generando energía eléctrica partir del movimiento como energía alternativa.
Energía Solar
Generando energía eléctrica a partir del sol como energía limpia.
Energía Térmica
Generando energía eléctrica a partir del calor como energía alternativa.
Energía Magnética
Generando energía eléctrica a partir de imanes como energía alternativa
Cada experimento debe estar acompañado de una ficha técnica donde se muestre:
Los integrantes del grupo
La funcionalidad del experimento
La descripción de cada uno de los elementos utilizados
Nota 2: La Estética y funcionalidad del experimento serán determinantes en la valoración
Recordemos que la ley de OHM asocia tres de las variables eléctricas más importantes en el estudio de los circuitos eléctricos (Voltaje, Resistencia e Intensidad).
Circuito Eléctrico
Un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre si por los que puede circular una corriente eléctrica.
Partes de un Circuito Eléctrico
Los elementos que forman un circuito eléctrico básico son:
Generador: producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito. son la fuente de energía. Hay dos tipos de corrientes: Corriente Continua (c.c) y corriente alterna a.c.
Pilas y las Baterías: son generadores de corriente continua c.c
Alternadores: son generadores de corriente alterna a.c.
Conductores: es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad, o lo que es lo mismo que ofrecen muy poca resistencia a que pase la corriente por ellos.
Receptores: son los elementos que transforman la energía eléctrica que les llega en otro tipo de energía. Por ejemplo las bombillas transforma la energía eléctrica en luminosa o luz, los radiadores en calor, los motores en movimiento, etc.
Elementos de mando o control: permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica dentro del circuito. Por ejemplo los interruptores, pulsadores, conmutadores, etc.
Elementos de protección: protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la corriente es muy elevada y puede haber riesgo de quemar los elementos del circuito. Tenemos fusibles, magneto térmicos, diferenciales, breacker o disyuntor, etc.
Para simplificar el dibujo de los circuitos eléctricos se utilizan esquemas con símbolos. Los símbolos representan los elementos del circuito de forma simplificada y fácil de dibujar.
Tipos de Circuitos Eléctricos
Los circuitos eléctricos se clasifican de acuerdo a la forma como se conecten los receptores eléctricos dentro de ellos. Los circuitos eléctricos se clasifican en circuitos en serie, circuitos en paralelo y circuitos mixtos. Nos centraremos en el estudio de los circuitos en serie y en paralelo.
Circuitos en Serie
En los circuitos en serie los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos lámparas en serie:
Circuitos en Paralelo
Son los circuitos en los que los receptores se conectan unidas todas las entradas de los receptores por un lado y por el otro todas las salidas.
Características de un Circuito en Serie
Este tipo de circuitos tiene la característica de que la intensidad que atraviesa todos los receptores es la misma, y es igual a la total del circuito. It= I1 = I2.
La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias de los receptores conectados en serie. Rt = R1 + R2.
La tensión total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. Vt = V1 + V2.
Podemos conectar 2, 3 o los receptores que queramos en serie.
Si desconectamos un receptor, todos los demás receptores en serie con el, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente)
Características de un Circuito en Paralelo
Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito.
Vt = V1 = V2.
Las suma de cada intensidad que atraviesa cada receptor es la intensidad total del circuito.
It = I1 + I2.
La resistencia total del circuito se calcula aplicando la siguiente fórmula:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría: Rt = 1/(1/R1+1/R2)
Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador.
Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando
Actividad 2: Variables y Circuitos Eléctricos
En grupo de 4 personas resolver los siguientes puntos:
De acuerdo a la gráfica anterior, indique:
¿Cuál es la resistencia total del circuito?
¿Cuál es la intensidad del circuito?
¿Cuál es el voltaje aplicado en cada una de las resistencias del circuito?
¿Qué tipo de circuito es?
De acuerdo a la imagen, indique:
¿Cuál es la resistencia total del circuito?
¿Cuál es la intensidad total del circuito?
¿Cuál es la intensidad en cada una de las resistencias del circuito?
¿Qué tipo de circuito es?
Si en un circuito hay varios receptores y cada uno de estos recibe un voltaje inferior al voltaje de la fuente podemos decir que se trata de
Un circuito en Serie
Un circuito Simple
Un circuito en paralelo
No es un comportamiento de los circuitos eléctricos
Si en un circuito hay varios receptores y cada uno de estos recibe una intensidad inferior a la intensidad total del circuito podemos decir que se trata de:
Un circuito en Serie
Un circuito Simple
Un circuito en paralelo
No es un comportamiento de los circuitos eléctricos
Si al retirar uno de los receptores de un circuito activo, todos los receptores restantes dejan de funcionar, podemos concluir que se trata de:
un circuito Mixto
un circuito en Serie
Un circuito en Paralelo
Un circuito Simple
Profundización
Resuelve el siguiente cuestionario e investiga los conceptos y términos desconocidos:
Bienvenidos al Blog de apoyo para el estudio del módulo de electricidad. Estudiaremos diferentes aspectos relacionados con la electricidad, como las variables eléctricas, la ley de Ohm y los circuitos eléctricos.
Historia de la Electricidad
Definición:
La electricidad se define como el flujo de electrones a través de un conductor.
La palabra electricidad podemos dejar patente que tiene su origen etimológico en el término griego elektron que puede traducirse como “ámbar”. Partiendo del mismo se establece que la persona que acuñó este término fue más concretamente el científico inglés William Gilbert quien en el siglo XVI habló de “eléctrico” para mencionar los fenómenos de cargas de atracción que descubrieron ya los griegos.
La electricidad es muy importante y necesaria en la mayor parte de las actividades y procesos realizados por el hombre. La imagen anterior muestra un dialogo donde se mencionan los distintos sectores en ciudad que pueden verse afectados por la falta de energía eléctrica.
Aprendamos algunos conceptos a través del siguiente vídeo llamado La Electricidad:
Variables Eléctricas:
las variables eléctricas son aquellas que nos permiten cuantificar y medir las magnitudes existentes en un circuito eléctrico. Algunas variables, consideradas las mas importantes son: Voltaje, Intensidad y Resistencia.
Voltaje:
Los electrones necesitan energía para moverse por un material y esta se llama Voltaje. Es la energía por unidad de carga que hace que estas circulen por un material. Esta magnitud que se mide en Voltios.
Intensidad:
También conocida como corriente, es la cantidad de carga que circula a través de un conductor por unidad de tiempo. Se mide en Amperios. También se puede definir como el numero de electrones que circula a través de un conductor.
La Resistencia:
Es la oposición que presentan los conductores al paso de corriente. Se mide en Ohmios Ω. En otras la palabra es el impedimento al libre paso de los electrones en un circuito.
La Ley de OHM
La ley de ohm relaciona las 3 variables o magnitudes principales que definen la la electricidad: voltaje, intensidad y resistencia.
La imagen muestra la formula matemática que relaciona estas variables (Voltaje, Resistencia e Intensidad). Esta fórmula fue desarrollada por el científico alemán Georg Simon Ohm
Actividad 1
En grupos de 4 personas realizar la siguiente actividad:
¿Cuáles son las principales variables eléctricas?
Resistencia, luz y electricidad
Voltaje, iluminación y corriente
Voltaje, corriente y resistencia
Corriente, Amperio y ohmio
¿La resistencia se define como la oposición al paso de corriente eléctrica, esta se mide en?
Voltios
Amperios
Milímetros
Ohmio
Los materiales que no permiten conducir la electricidad se denominan:
Amperios
Aislantes
Conductores
Vehiculos
¿De acuerdo al vídeo llamado "La Electricidad", qué similitud existe entre el cuerpo humano y los conductores o cables eléctricos?
Ambos deben cubrirse porque no pueden mojarse
Ambos conducen electricidad
No existe ninguna similitud por lo cual podemos acercarnos a la electricidad sin precaución
el cuerpo es un aislante no conduce electricidad y los cables si.
La fuerza que impulsa a circular los electrones a través de un conductor se denomina:
Conductor
Intensidad
Resistencia
Voltaje
Mi amiga se ha comprado un nuevo móvil. En las instrucciones pone que tiene una diferencia de potencial de 57 V y una resistencia de 15 ohmios. ¿Cuál es la intensidad de la corriente?
El televisor de mi abuela necesita una corriente con una intensidad de 4 amperios y una diferencia de potencial es de 125 V. Quiere saber cuál es la resistencia que presenta?
Se conecta a una batería de 12 voltios un circuito con una resistencia de 100 ohmios. ¿Cuál es la intensidad de la corriente que circula por dicho circuito?
Calcula la diferencia de potencial que hay entre los dos extremos de un circuito sabiendo que la resistencia que opondrá es de 70 ohmios y que la corriente que tendrá una intensidad de 14 amperios.
¿Cuál es la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia de 30 ohmios, si entre los extremos del circuito hay una diferencia de potencial de 60 V? ¿Y si la diferencia de potencial es de 90V?
La obtenemos del sol a través de placas solares que absorben la radiación y la transforman en electricidad. Ésta puede ser almacenada o volcada a la red eléctrica. Por otro lado, la energía solar termoeléctrica utiliza la radiación solar para calentar fluidos (como el agua) hasta su evaporación y accionar una turbina que genere electricidad.
Proviene de la fuerza del viento. Existen parques eólicos con molinos de viento desde la carretera. Éstos están conectados a generadores de electricidad que transforman la energía cuando el viento hace girar sus aspas.
Es una de las más conocidas. Usa el agua en su curso para generar electricidad y normalmente se produce en presas.
La energía mecánica es la acumulación de energía en un sistema mecánico o en cualquier grupo de objetos que interactúen sobre los principios mecánicos.
La energía magnética es una energía completamente natural que se desarrolla por la tierra y los imanes naturales. Los imanes han sido usados en las aplicaciones industriales y mecánicas, siendo la fuerza motriz básica para todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.
