SEMANA 6:Consumo de energía eléctrica.

5.11 Consumo de energía eléctrica.
• Valora la importancia del uso racional de la energía eléctrica.
Consumo mensual de energía eléctrica de aparatos eléctricos
Aparato Watts
Abrelatas 60
Licuadora 60
Estéreo o Modular 75
Reloj 2
Secadora de pelo 300
Batidora 200
Lámpara fluorescente 10
Máquina de coser 125
Videocasetera 75
Cada alumno calcula el consumo mensual de energía eléctrica (Kw-H) y se suma lo del resto del equipo, para un electrodoméstico común.
Equipo Aparato Watts Tiempo promedio de uso Consumo mensual
KW-h
1 Batidora 1 h *dia 1.8 Kw-h
2 Reloj Uso continuo 24 horas. 1.5 KWh
3 Lámpara fluorescente 1 h *dia 10
4 Videocasetera 5 h por dia 2.25 KWh
5 Licuadora (60 wats) 1 hora x día 1.8 KWh
6 Televisor 6 horas x día 36KWh
Total




• 5.12 Campo magnético y líneas de campo: imanes y bobina.
Preguntas ¿Qué es un imán? ¿Cuál es el origen de la palabra magnético? ¿Cómo se genera un campo magnético? ¿Cómo son las líneas fuerza magnética? ¿Qué unidades se utilizan para medir el campo magnético? ¿Qué es una bobina?
Equipo 4 5 3 6 1 2
Es un cuerpo o dispositivo con un campo magnético (que atrae o repele otro imán) significativo, de forma que tiende a juntarse con otros imanes (por ejemplo, con campo magnético terrestre).
(del latín magnes, -ētis, imán) Los científicos creen, aunque no es seguro, que existen dos ingredientes fundamentales en la generación de un campo magnético. Estos dos ingredientes son:
material magnético
Corriente
Se cree que un planeta o estrella puede generar un campo magnético si cuenta con los dos ingredientes mencionados. Debe tener suficiente material magnético, y corrientes moviéndose dentro del material magnético.
Las líneas del campo magnético describen de forma similar la estructura del campo magnético en tres dimensiones. Se definen como sigue. Si en cualquier punto de dicha línea colocamos una aguja de compás ideal, libre para girar en cualquier dirección, la aguja siempre apuntará a lo largo de la línea de campo. Existe un campo magnético que puede ser representado por líneas del flujo magnético, estas líneas no tienen origen ni punto final, existen en lazos cerrados, van de polo norte al sur por la parte externa, retornando del sur al norte por la parte interna del imán o de la bovina La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a través de él, generando un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de la corriente.



Campos y líneas de fuerzas magnéticas
- Material: iman, limadura de hierro, cartulina u hoja de papel, brújula.
- Líneas de fuerza de un imán visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina.
- Experimento I
- -Colocamos limaduras de hierro en la superficie de la cartulina u hoja de papel y acercamos un imán permanente por la parte inferior podremos visualizar las líneas de fuerza magnética que van de un polo al otro curvándose y rodeando al imán. Se denomina campo magnético al área cubierta por estas líneas.
- Experimento II
- Las cargas en movimiento producen un campo magnético.
- Es decir que no sólo los imanes permanentes son capaces de generar un campo magnético. La manera más sencilla de poner a los electrones en movimiento es hacerlos circular por un alambre conductor (por ejemplo con ayuda de una pila o una batería). El campo magnético que se genere en un punto dado del espacio dependerá básicamente de la corriente eléctrica que circule por el alambre y de la distancia entre el alambre y ese punto. Si se aplica un campo magnético sobre
- una partícula cargada en movimiento (o sobre una corriente eléctrica) se producirá una fuerza que tenderá a desviarla de su trayectoria. Esta fuerza se la conoce como Fuerza de Lorentz y es perpendicular tanto a la dirección del campo como a la de movimiento de la partícula.
- Experimento III
- El fenómeno del magnetismo terrestre se debe a que toda la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Aunque no fue hasta 1600 que se señaló esta similitud, los efectos del magnetismo terrestre se habían utilizado mucho antes en las brújulas primitivas. El
- nombre dado a los polos de un imán (Norte y Sur) se debe a esta similitud.
- Un hecho a destacar es que los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los polos geográficos de su eje. Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran ligeros cambios de un año para otro, e incluso existe una pequeñísima variación diurna sólo
- detectable con instrumentos especiales. Notar que si la aguja de la brújula marcada con N apunta al Norte, esto indica que el polo Norte geográfico coincide con el polo Sur magnético de la tierra.
- El valor del campo magnético terrestre depende de la posición en la que se lo mida, pero suele ser del orden de 0.5 Oersted (Oe - unidad de campo magnético)
-
- Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
- Observen la influencia del campo magnético sobre las limaduras de hierro y una brújula:
-Apliquen la energía de un imán bajo la hoja de papel y sobre el papel las limaduras de hierro y dibujen las líneas del campo magnético:

Equipo PROBLEMA
1 1.- Una resistencia de 25 ohm se conecta a una tensión de 250 voltios. ¿Cuál será la intensidad que circula por el circuito?
R=25 ohm I=V/R I= 250/25 I= 10 A
V=250 volts
I=?
2 2. Un radio transistor tiene una resistencia de 1000 para una intensidad de 0.005A ¿A qué tensión está conectado?
R=1000 ohm V=RI
I=0.005 A V=1000*0.005
V= ¿? V=5 volts
3 3. Se tiene una parilla eléctrica para 120 voltios con una intensidad de 10 amperios ¿Que resistencia tendrá?
V=RI R=V/I=120/10=12 Ω
R=? /
V= 120V
I= 10 A
4 4. Se tiene una batería de 30 ohmios de resistencia para una intensidad de 0.5 amperios ¿Que tensión entrega la batería?
I=0.5 amperios V=IR V=(.5)(30) V= 15 volts
R=30 ohmios
V=?
5 5. Hallar las caídas de tensión VR1, VR2 y VR3 del siguiente circuito:
V=I*R

R2 = 35
R1= 7
R3 = 18
Vtotal = ?
Rt=R1+R2+R3
I total = ?
V=120 voltios
VR1=?
V R2= ¿?
VR3= ?
6 6. Determinar la tensión aplicada a un circuito que tiene tres resistencias: 15, 45 y 70. Y una intensidad total de 5 amperios. Además hallar las caídas de tensión en cada resistencia.R2=45
Vtotal =
R1=15
R3= 70
I total = 5A
VR1=650/15=43.3
VR2=650/45=14.44
VR3=650/70=9.28

SEMANA 6: LEY DE OHM

¿Qué dice la Ley de Ohm? ¿Cuáles Variables intervienen en la Ley de
Ohm? ¿Qué Unidades Se utilizan en la Ley de Ohm? ¿Cual es el modelo matemático de la Ley de Ohm? ¿Qué es un circuito eléctrico? Tipo de circuitos
Equipo 1 6 4 5 3 2
La ley de ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conducta eléctrica

Intensidad = V/R
Se puede hallar:
Intensidad en amperios
Diferencia de potencial en voltios Resistencia en
Ohmios

I= es la corriente que pasa a través del objeto en amperes
V= es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios
G= es la conducta en sienes
R= es la resistencia de ohmios Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el paso de electrones.Está compuesto por: *GENERADOR *ACUMULADOR.
*HILO CONDUCTOR.
*RECEPTOR o CONSUMIDOR.
*ELEMENTO DE MANIOBRA.
El sentido real de la corriente va del polo negativo al positivo. Sin embargo, en los primeros estudios se consideró al revés, por ello cuando resolvamos problemas siempre consideraremos que el sentido de la corriente eléctrica irá del polo positivo al negativo
Básicamente existen dos tipos de circuitos en Serie y en Paralelo, los de serie se utilizan en conexiones sencillas en donde la batería se une con una resistencia y luego vuelve a la batería. Y el paralelo es el que se encuentra comúnmente en las casas o edificios.
Existe otro tipo de circuitos el cual es el mixto en donde se une el circuito en serie y el paralelo.
Susecciones Circuito en Serie Circuito en Paralelo
Mixto
Superposición de corrientes


Experimentos de la ley de Ohm
Material: Probador de conductividad eléctrica, multimetro, pilas.

Procedimiento:
a) Medir el voltaje y amperaje de cada pila, comparar con lo indicado en la etiqueta.

b) Con mucho cuidado construir el circuito del diagrama, medir en las puntas del cable, el voltaje y el amperaje
c) Comparar con el circuito del experimento en: http://www.electricalfacts.com/Neca/Exp_sp/Exp2/ohm1_sp.shtml

Equipo Pila 1 Pila 2 Pila 3 Circuito 1 Circuito 2
1 1.5 V 1.5 V 1.6 V 118 121
2 1.4V 1.6V 1.5V -119V -120V
3 1.5V 1.5V 1.62V -124V -123V
4 1.5V 1.5V 16.5V -120V EXPLOTO
5 1.6V 1.6V 8.75V -125V Exploto..!!!
6 1.6V 1.5V 2.5V -121V -122V

SEMANA 5: CORRIENTE ELECTRICA

CORRIENTE ELECTRICA

Preguntas ¿Cuales son las unidades de corriente eléctrica? ¿Cuales son los tipos de Tipos de corriente eléctrica? ¿Qué es la corriente eléctrica?
¿Qué instrumento se utiliza para medir el amperaje? ¿Qué instrumento se utiliza para medir el voltaje? ¿Cuáles son las unidades del voltaje ?
Equipo 4 6 1 2 5 3
Respuestas Coulomb/ segundo.

Amperio. En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos. La corriente o intensidad eléctrica es un flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de electrones en el interior del material amperimetro Voltímetro (voltaje) y amperimetro (intensidad de corriente) El voltaje (también llamado diferencia de potencial o tensión) se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga negativa del polo negativo al positivo, dividido por el valor en Culombios de dicha carga, esto es: Julios/Culombio. Normalmente se mide en voltios (V) que equivale a julios por culombio (J/C), pero estas son unidades derivadas del sistema internacional. En el sistema internacional sus unidades básicas son metro cuadrado por kilogramo partido por segundo al cubo por amperio: m2•kg•s-3•A-1


- Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
Procedimiento:
Por equipo: Medir el potencial eléctrico producido por la carga de una regla de plástico sobre un chorro de agua...
Frotar la regla de plástico sobre un paño de algodón, acercar cuidadosamente la regla de plástico al chorro de agua y medir la distancia de desviación del chorro de agua.
Tabular y graficar los datos (equipo-distancia de separación) de desviación
Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
Con el multímetro, realizan la medición de corriente eléctrica y voltaje de los diversos frutos cítricos:

Equipo Cítrico Voltaje Amperaje
1 Naranja .656 .1
2 Lima .658 .78
3 kiwi -.726 .72
4 Manzana 0.654 3.62
5 limón .544 .02
6 toronja .590 .154

Grafica cítrico voltaje- amperaje.

SEMANA 5: ENERGIA POTENCIAL EN EL CAMPO ELECTRICO

- ¿Cómo se calcula la intensidad de un campo eléctrico?
Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras:
Preguntas ¿Cómo se define un campo eléctrico?
¿Cómo se define el Potencial en un campo eléctrico? ¿Cuál es la relación entre campo y fuerza? ¿Cuál es la relación entre campo y diferencia de potencial? ¿Cuál es el trabajo realizado por el campo eléctrico? ¿Cómo es la energía potencial entre cargas?
Equipo 2 1 4 6 5 3
Respuestas El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:
Es un punto de medida que se suele usar de forma relativa (entre dos puntos).
También es posible definir el potencial absoluto en un punto como el trabajo para mover una carga desde el infinito hasta ese punto. El campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa. Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son no conservativas, entonces no se puede definir la energía potencial Se realiza trabaja cuando una fuerza desplaza un objeto en la dirección de la fuerza. Un objeto tiene energía potencial en virtud de su posición, digamos en un campo de fuerza. La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa. Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son no conservativas, entonces no se puede definir la energía potencial, como se verá a continuación. Una fuerza es conservativa cuando se cumple alguna de las siguientes propiedades: El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido. El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo. Cuando el rotacional de la fuerza es cero.



¿Cómo se medirá la energía potencial en el campo eléctrico?

Material De laboratorio:

- Generador de Wimshurt, aceite comestible, semillas de pasto, electrodos, regla de plástico.
FASE DE DESARROLLO
Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor
- Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes:
Carga puntual
- Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando un pequeño electrodo cilíndrico que se carga con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para una carga puntual.

Con el simulador de campo eléctrico generar en 3D el campo generado por la carga:

Cargas puntuales con igual signo

Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando dos electrodos cilíndricos que se cargan de igual signo con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo para dos cargas eléctricas puntuales del mismo signo. (+ y -)

Lámina finita
Por medio del uso de aceite, semillas de grama y empleando una láminas metálicas finita que se carga con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo eléctrico correspondientes.

Láminas finitas con igual signo

Por medio del uso de aceite, semillas de pasto y empleando dos láminas metálicas finitas que se cargan de igual signo con el generador de Wimshurt, se obtienen las líneas de campo eléctrico para láminas finitas paralelas del mismo signo. Se pueden observar los efectos de bordes.

RECAPITULACION 4

Recapitulación 4
Resumen del martes y jueves.
Lectura del resumen por equipo
Aclaración de dudas
Ejercicio
Registro de asistencia.
Equipo 1 2 3 4 5 6
Resumen El martes vimos la ley de coulomb y la ley de la electroestática, vimos el experimento de los globos en el que se juntaban o rechazaban por la electricidad, ayer vimos cargas eléctricas en un ejercicio en la computadora.
El martes indagamos el tema de la ley de coloumb y electroestático e hicimos una práctica con el wimshurt y globos.
El jueves, intensidad de campo eléctrico con una simulación en la computadora…
El día martes hicimos una práctica sobre Coloumb , y el dia jueves vimos la simulación de las cargas eléctricas, cuando son negativas y cuando son positivas, y como se mide el campo eléctrico. El martes 1 hicimos un experimento sobre la electroestática, en el que usamos uso globos suspendidos sobre wimshurt.
El día jueves 2
Vimos las distinintensidades de los campos eléctricos con un simulador por computadora. El día martes realizamos con globos la ley de Coulomb, y la interacción electroestática.
El día jueves 2 de febrero del 2012 vimos la intensidad del campo electromagnético e hicimos una actividad en la computadora relacionado con las cargas eléctricas.
El martes vimos la interacción electroestática y la ley de coulomb e hicimos un experimento con el generador de Van Der Graef y dos globos. El jueves vimos la intensidad del campo eléctrico e hicimos una actividad en la computadora sobre las cargas eléctricas.

SEMANA 4: CAMPO ELECTRICO E INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO

Preguntas ¿Qué es el Campo eléctrico?
¿Cuál es el Modelo matemático del campo eléctrico? ¿Cómo se mide Intensidad del campo eléctrico=?
¿Qué unidades tienen el campo eléctrico? ¿Cuáles son las variables del campo eléctrico? Ejemplos de campo eléctrico
Equipo 1 4 5 2 6 3
Respuestas El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.
E=F/q0
F = fuerza expresada en Newtons.

q: carga eléctrica expresada en Coulomb


http://www.hiru.com/fisica/la-carga-electrica-ley-de-coulomb
EQUIPO RECAPITULACION CARGAS Eléctricas. CONSULTAR EL SIMULADOR DE CARGAS
http://phet.colorado.edu/sims/charges-and-fields/charges-and-fields_es.html
1 UNA CARGA ELECTRICA POSITIVA
2 UNA CARGA ELECTRICA NEGATIVA
3 DOS CARGAS ELECTRICAS NEGATIVAS
4 DOS CARGAS ELECTRICAS POSITIVAS
5 UNA CARGA ELECTRICA POSITIVA Y UNA CARGA ELECTRICA NEGATIVA
6 DOS CARGAS ELECTRICAS POSITIVAS Y DOS CARGAS ELECTRICAS NEGATIVAS.



E = es la intensidad del campo eléctrico. Considérese una carga Q fija en una determinada posición (ver figura). Si se coloca otra carga q en un punto P1, a cierta distancia de Q, aparecerá una fuerza eléctrica actuando sobre q. Si la carga q se ubica en otros puntos cualesquiera, tales como P2, P3 etc., evidentemente, en cada uno de ellos, también estaría actuando sobre q una fuerza eléctrica, producida por Q. Para describir este hecho, se dice que en cualquier punto del espacio en torno a Q existe un campo eléctrico originado por esta carga.
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg•m•s−3•A−1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1 E=F/q0
F = fuerza expresada en Newtons.

q: carga eléctrica expresada en Coulomb
E = es la intensidad del campo eléctrico. Campo eléctrico se entiende que es el fenómeno que ocurre cuando hay un fluido de corriente este se llama magnetismo y se encuentra en todos los aparatos que funcionan con electricidad por ejemplo:
Una licuadora, un ventilador motores de juguetes, electroimanes, etc.

Equipo 1 (Una carga eléctrica positiva)

Equipo 2 (Una carga eléctrica negativa)

Equipo 3 (Dos cargas eléctricas negativas)

Equipo 4 (Dos cargas eléctricas positivas)

Equipo 5 (Una carga eléctrica positiva y una carga eléctrica negativa)

Equipo 6 (Dos cargas eléctricas positivas y dos cargas eléctricas negativas)

SEMANA 4:INTERACCION ELECTROSTATICA. LEY DE COULOMB

5.4 Interacción electrostática.
Ley de Coulomb.
Preguntas ¿Qué es la interacción electrostática? ¿Cómo se define la Ley de Coulomb? ¿Cuáles son las variables que intervienen en la Ley de Coulomb? ¿Cuál es el Modelo matemático de la Ley de Coulomb? ¿Cuál es modelo esquemático de la Ley de Coulomb? ¿Cuáles son las unidades utilizadas en las variables de la Ley de Coulomb?
Equipo 1 5 6 2 4 3
Respuestas Existen dos tipos de cargas eléctricas, positivas y negativas entre ellas se dan ciertas reacciones dependiendo de su signo, las cargas iguales con el mismo signo se repelen y las cargas con distinto signo se atraen.


La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. F=k.Q1.Q2/d2

donde:
F=fuerza
k=constante de coulomb
Q1= magnitud de la cargar Q1
Q2= magnitud de la carga Q2
d = distancia de separación de las cargas. La intensidad del campo eléctrico, de acuerdo con la Ley de Coulomb se calcula con la expresión siguiente: Como Sustituyendo la ecuación 1 en 2 tenemos:
En caso de tener la presencia de más de una carga eléctrica el vector resultante de la intensidad del campo eléctrico en un punto P, será igual a la suma vectorial de cada uno de los campos producidos individualmente por cada carga. Así:
ER = E1 + E2 + E3…. + En

F=fuerza expresada en Néwtones

Q= carga eléctrica expresada en coulomb.

E= intensidad de campo eléctrico. (N/C)

http://www.hiru.com/fisica/la-carga-electrica-ley-de-coulomb