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Etapa 2. PLANIFICAR Y CONDUCIR UNA INVESTIGACIÓN

Unidad 3. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

5° B

ÁSI

CO

ETAPA 2 - PLANIFICAR Y CONDUCIR UNA INVESTIGACIÓNwww.aprendeconenergia.cl

UNIDAD 3 - Circuitos eléctricos 5° Básico

Etapa: 2

Clase N°: 2

Duración: 2 horas pedagógicas

Asignatura: Ciencias Naturales

Autoría: José Luis Antonio Rojas Olavarría

Objetivo de aprendizaje de la clase: OA 9. Construir un circuito eléctrico simple (cable, ampolleta, interruptor y pila), usarlo para resolver problemas coti-dianos y explicar su funcionamiento.

OA 10. Observar y distinguir, por medio de la investi-gación experimental, los materiales conductores (cobre y aluminio) y aisladores (plásticos y goma) de electri-cidad, relacionándolos con la manipulación segura de artefactos tecnológicos y circuitos eléctricos domicilia-rios.

Indicadores de logro:

• Construyen un circuito eléctrico simple (Creación equipo autores)

• Explican la función de cada uno de los elementos que constituyen un circuito eléctrico simple.

• Registran similitudes y diferencias entre materiales conductores y aisladores de la electricidad.

• Clasificanmaterialesbuenosymalosconductoresde la electricidad.

• Planifican investigación sobre conceptos básicosde circuitos eléctricos simples (Creación euipo au-tores).

Estructura de la clase:

Inicio:

El o la docente pide a los alumnos(as) que recuerden los experimentos realizados durante la clase de Cien-cias Naturales anterior. A continuación muestra a los estudiantes una linterna o algún artefacto eléctrico afín (por ejemplo, un juguete que funcione a pilas) y pre-gunta:

- ¿Qué necesita este artefacto para que funcione?

Orientarlareflexiónparaquereconozcanlamultiplici-daddeelementosqueinterfierenenelfuncionamientodel artefacto: una fuente de energía (pilas o enchufe conectado a la corriente), cables conductores, plásti-co que aisle los cables de corriente, un interruptor, un elemento que consuma la energía suministrada por la fuente, etc. Se sugiere desarmar la linterna frente al cur-sopidiéndolesqueidentifiquensuspartesyelementosque la componen y permiten su funcionamiento.

Luego el o la docente los desafía a:

- Encender una ampolleta led usando: cables, alicate, porta pila, pila, cinta aislante y, por supuesto, una am-polleta led.

- Corroborar si algunos materiales, como por ejemplo, elplástico,elmetaloelgrafito,permitenquelaampo-lleta se encienda.

Desarrollo:

Esta parte de la clase consta de dos etapas: en la pri-mera, los estudiantes deben construir un circuito eléc-tricosimpleconelfindeencenderunaampolletaled.La segunda parte consta de corroborar si algunos ma-teriales(plástico,metal,grafito,entreotros)permitenel

Etapa2.PlanificaryconducirunainvestigaciónCLASE 2



paso de la corriente eléctrica.

Los estudiantes se reúnen en grupos de 4 o 5 integran-tes y trabajan con la ayuda de la Guía de trabajo “Ex-plorando con la corriente eléctrica” (ver Anexo 3).

El o la docente se pasea por los grupos y los ayuda a corregir los errores que pueden ir cometiendo en la construcción del circuito.

Cierre:

Alfinaldelaactividad,reflexionanentornoalasdudasodificultadesquesurgierondurantelaconstruccióndelos circuitos eléctricos.

Para profundizar en estos temas, el profesor(a) motiva alosgruposparaplanificarunainvestigaciónbrevequeles permita averiguar:

- ¿Qué es la corriente eléctrica?

-¿Quéfunciónespecíficacumplenlosdiferentesmate-riales que componen el circuito eléctrico?

- ¿Por qué algunos materiales permiten que la luz se encienda y otros no?

La investigación debe estar orientada a comprender en profundidad los fundamentos que explican el por qué se enciende la ampolleta. Para organizar la investiga-cióndemaneraóptima,utilizan laPlanificaciónde lainvestigación, la cual se encuentra en el Anexo 4.

Evaluación Formativa y/o Sumativa: Sumati-va, consistente en evaluar el logro de la experimenta-ción y el trabajo en equipo (pauta de evaluación dispo-nible en el Anexo 5).

Recursos digitales: -

Materiales: • Luz led

• Cables conductores

• Cinta aislante

• Tijeras

• Pilas

• Moneda

• Plástico

• Trozo madera

• Goma de borrar

• Mina(grafito)

• Tenedor metálico

• Linterna

• Juguete a pilas

Palabras clave : • Corriente eléctrica, carga eléctrica, conductores,

fuente de voltaje, aislantes, circuito de corriente simple, diodo

Anexos:

• Anexo 3: Guía de trabajo “Explorando con la co-rriente eléctrica

• Anexo 4:Planificacióndelainvestigación

• Anexo 5: Pauta de evaluación

Requerimientos para la próxima clase:• Circuito eléctrico simple construido en la clase

• Circuitos eléctricos en serie y en paralelo

• Ampolletas led

• Cables de cobre

• Cinta aislante

• Alicate

• Varios porta pilas

• Pilas

• Anexo 6

Apuntes:



Etapa: 2

Clase N°: 3



Autoría: José Luis Rojas

Objetivo de aprendizaje de la clase: OA 9. Construir un circuito eléctrico simple (cable, ampolleta, interruptor y pila), usarlo para resolver problemas coti-dianos y explicar su funcionamiento.

OA 10. Observar y distinguir, por medio de la investiga-ción experimental, los materiales conductores (cobre y aluminio) y aisladores (plásticos y goma) de electricidad, relacionándolos con la manipulación segura de artefac-tos tecnológicos y circuitos eléctricos domiciliarios.


• Reconocen los elementos que componen un circui-to eléctrico simple (Creación equipo de autores).

• Reconocen los errores que no permiten encender una ampolleta led en un circuito eléctrico con más de dos luces led (Creación equipo de autores).

• Reconocen que la corriente eléctrica circula en un solo sentido en una ampolleta led (Creación equipo de autores).

• Construyen un circuito eléctrico compuesto por más de una luz led y las encienden (Creación equi-po de autores).


Inicio:

El o la docente retoma la clase anterior y les muestra un circuito eléctrico simple funcional, y pide a los estu-diantes que reconozcan los elementos que componen un circuito eléctrico simple. Deben reconocer que este se compone por cables conductores de corriente eléc-trica, una fuente de voltaje (por ejemplo, una pila), una resistencia la cual gasta la energía suministrada por la fuente para funcionar (por ejemplo, una ampolleta o un motor) y a veces también por un interruptor, el cual per-mite apagar y encender la resistencia cuando se desee. Se sugiere escribir una lista con estos elementos en la pizarra a medida que los alumnos(as) los nombran, con elfindequetodospuedanreconocerlos.

Por último, el profesor(a) los desafía a explorar nuevas formas de circuitos eléctricos, usando los mismos ma-teriales que en la clase anterior, pero con más luces led y pilas.

Desarrollo:

Los estudiantes se reúnen en grupos (los mismos con los que trabajaron en la clase de Ciencias Naturales anterior), y elaboran los nuevos diseños. El profesor cir-cula por la sala e incentiva el trabajo de los estudiantes, aclarando dudas y corrigiendo los errores que produ-cen el no encendido de las luces led (por ejemplo, que lacantidaddepilasnosealasuficienteparaencenderel número de luces led incluidas, o que las luces led no se encuentren orientadas en el mismo sentido). Re-cuerde a los estudiantes que la luz led es un diodo, el cual permite el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido.




Cierre:

Los grupos presentan sus diseños al curso. Estas pre-sentaciones deben durar no más de 1 minuto y en ellas deben:

- Mostrar el circuito eléctrico construido.

- Indicar qué aprendieron respecto de los circuitos eléctricos (por ejemplo, que si colocan los led inverti-dos entonces estos no encienden, o que a medida que colocan más pilas, los led aumentan su intensidad lu-minosa, o que si desvían la corriente eléctrica en varios caminos, entonces la intensidad de las luces led au-menta y es igual para todas, etc.).

Se recomienda al profesor(a) mostrar dos circuitos eléctricos: unoen serie yotroenparaleloal finalizarla clase y pide a sus alumnos que a partir de lo que han aprendido, expliquen ambos circuitos. Finalmente, el profesor(a) los incentiva a averiguar qué son los cir-cuitos eléctricos en serie y los circuitos eléctricos en paralelo.

Evaluación Formativa y/o Sumativa: Sumativa, consistente en evaluar el logro de la experimentación y el trabajo en equipo (pauta de evaluación disponible en el Anexo 6).


Materiales: • Circuito eléctrico simple construido en la clase an-

terior

• Circuitos eléctricos en serie y en paralelo

• Ampolletas led

• Cables de cobre

• Cinta aislante

• Alicate

• Varios porta pilas

• Pilas

Palabras clave : • Corriente eléctrica, carga eléctrica, conductores,

fuente de voltaje, aislantes, circuito de corriente sim-ple, circuito de corriente en serie, circuito de corriente en paralelo, diodo.

Anexos: • Anexo 6: Pauta de evaluación.

Requerimientos para la próxima clase:• 1 pila de 1,5 voltios

• 2 trozos de cable

• 1 pila chica (AA).

• Por grupo se requiere: 3 limones jugosos; 6 trozos de lámina de cobre de 1,5 a 2 cm de ancho por 5 a 6 cm de largo; 6 trozos de lámina de zinc de 1,5 a 2 cm de ancho por 5 a 6 cm de largo; 2 trozos de 20 cm de cable de timbre; 6 trozos de 10 a 15 cm de cable de timbre; 1 led; Huincha aisladora; Tijeras; Alicate cortante.

• Anexos 7, 8, 9 y 10

Apuntes:



Etapa: 2

Clase N°: 4



Autoría: Alexis Williamson

Objetivo de aprendizaje de la clase: OA. Ela-borar una biobatería (pila con limones) (Creación equi-po de autores).


• Reconocen las partes de la pila de limón (Creación equipo de autores).

• Manipulan adecuadamente los materiales para construir una pila (Creación equipo de autores).

• Hacen funcionar una pila con limones (Creación equipo de autores).


Inicio:

El profesor(a) recapitula la clase anterior y pide a los estudiantes que expliquen cómo funcionan los circuitos eléctricos, qué tipos de circuitos existen, qué materiales son aislantes y conductores, cómo construyeron circui-tos con luces led. Pide que cuenten qué averiguaron so-bre los circuitos en serie y en paralelo.

Luego los invita a hacer un trabajo experimental. Para ello comienza mostrando una pila (1,5 V) y dos trozos de cable. Luego pide a uno o más voluntarios que coloquen los cables en su lengua y perciban lo que sienten. En se-guida el profesor conecta un cable a cada polo de la pila y pide a los estudiantes voluntarios que vuelvan a colo-

car del mismo modo los cables en la lengua y perciban lo que sienten (ver indicaciones al docente en Anexo 7). A continuación les pide que piensen y expliquen lo que han visto o experimentado.

Desarrollo:

El profesor explica que trabajarán haciendo una bio-batería. Divide el curso en grupos de cuatro o cinco integrantes y entrega la Guía de trabajo: Biobatería (ver Anexo 8). Mientras los estudiantes desarrollan las ac-tividades de la Guía, el profesor supervisa y aclara du-das en cada grupo.

Cierre:

El profesor(a) recapitula lo hecho en clases, revisan-do con los estudiantes el procedimiento seguido y las respuestas a las preguntas planteadas en la Guía de trabajo.

Finalmente, les entrega la evaluación para que la traba-jen antes de terminar la clase (ver Anexo 9).

Evaluación Formativa y/o Sumativa: Formativa o sumativa en Anexo 9.


Materiales: • 1 pila de 1,5 voltios

• 2 trozos de cable

• 1 pila chica (AA) y por grupo se requiere: 3 limones jugosos; 6 trozos de lámina de cobre de 1,5 a 2 cm de ancho por 5 a 6 cm de largo; 6 trozos de lámina de zinc de 1,5 a 2 cm de ancho por 5 a 6 cm de lar-go; 2 trozos de 20 cm de cable de timbre; 6 trozos de 10 a 15 cm de cable de timbre; 1 led; Huincha aisladora; Tijeras; Alicate cortante.




Palabras clave : • Pila; pila voltaica.

Anexos: • Anexo 7: Indicaciones al docente

• Anexo 8: Guía de trabajo: Biobatería

• Anexo 9: Evaluación

• Anexo 10: Criterios de corrección de la evaluación.

Requerimientos para la próxima clase:• Proyector

• Data

• Computador

• Anexos 11, 12 y 13

Apuntes:


UNIDAD 3 - Circuitos eléctricosAnexo 3 - 5° Básico

Guía de trabajo: Explorando con la corriente eléctrica.

Introducción

La luz ha sido, es y será siempre esencial para los hombres. Gracias a ella no caemos en la completa oscuridad por las noches, y gracia a ella no andamos a tumbos en nuestras casas por las mañanas. ¡Imaginen cuando encendieron por primera vez una ampolleta! Seguramente fue un gran acontecimiento, celebra-do por todos los habitantes de aquel entonces, que solo contaban con grandes candelabros para iluminarse.

¿Alguna vez se han preguntado cómo se enciende una ampolleta? La respues-ta no es tan sencilla como decir: pulsar el interruptor. Si intentamos profundizar, descubrirán que se necesitan algunos elementos más que solo un interruptor.

ACTIVIDAD 1: Encendiendo una ampolleta

¡Atención! Lean en grupo y con mucha atención las instrucciones de la activi-dad:

El primer experimento que realizaremos consiste en encender una luz led. ¿Cómo o logramos? Construiremos un circuito eléctrico simple. Sigan las instrucciones que se indican a continuación, ¿están listos? ¡A experimentar!



Materiales.Los materiales que usaremos para encender nuestra ampolleta son:

- Una luz led- Cinta adhesiva aislante- Cable conductor de corriente- Tijeras- Una o dos pilas AA- Interruptor (opcional)

Procedimiento.

1. Corten dos trozos de cable conductor.

2. Usen las tijeras para descubrir la puntas de los dos cables conductores qui-tándoles un poco de material aislante (ver imagen).

3. Dispongan los materiales tal y como se muestra en la imagen.



4. Unan las puntas del cable conductor con la luz led y con la pila. Para que no se despeguen pueden usar cinta aislante. ¿Qué ocurre?

5. Si la luz no enciende, pueden incluir otra pila al circuito. Si lo desean, pueden agregar un interruptor, para encender o apagar la luz a gusto.

ACTIVIDAD 2: Conductores y Aislantes

Ahora, usaremos el circuito eléctrico simple y le conectaremos diferentes tipos de materiales para determinar si estos permiten o no permiten el paso de la corriente eléctrica. ¿Listo? ¡A investigar!

Materiales. Los materiales que usaremos para este nuevo experimento son los siguientes:

- Circuito eléctrico simple- Interruptor- Trozo de madera-Mina(grafito)- Cuchara metálica- Goma- Plástico- Moneda



Procedimiento.

1.Elprimerpasodeestaactividadesverificarquelaluzledencienda.

2. Desconecten el extremo del cable que se encuentra unido a la parte negati-va de la pila.

3. Corten un trozo de cable conductor, y descúbranle sus puntas.



4. Conecten el nuevo cable conductor con la parte negativa de la pila. (Ver imagen).

5. Conecten cada uno de los materiales que aparecen en la tabla al circuito eléc-tricoyverifiquensiseenciendeonolaampolleta.Escribanlosresultados.

Material de prueba Características del material

¿Se enciende la ampolleta?

Cuchara de metal

Trozo de madera

Goma

Mina

Trozo plástico

Moneda



¿Cuáles son los materiales que permitieron que la ampolleta se encienda?

¿Cuáles son los materiales que no permitieron que la ampolleta se encienda?



Guía de trabajo: Planificación de una investigación.

Título de la investigación:

Nombre de los investigadores:

, ,

, ,

Objetivos de la investigación:

Pregunta de investigación:



Materiales, libros o recursos digitales

Distribución del tiempo

A continuación se presenta un cronograma de las tareas que serán realizadas.

TareasSemana 1 Semana 2

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Formular una pregunta de investigación.

Seleccionar y organizar información relacionada con cada investigación.

Leer y analizar la información relacionada con cada investigación.

Elaborar conclusiones de la investigación realizada



Expliquen brevemente cómo la información que recopilaron les permite rela-cionar su investigación con el circuito eléctrico construido y el encendido de la luz led.

¿Qué otra información se podría incluir para responder la pregunta de investi-gación?



Pauta de evaluación. Guía de trabajo: Explorando con la corriente eléctrica.

Indicadores de evaluación Puntaje ideal

Puntaje logrado

1 Construyen el circuito eléctrico simple y logran encender la luz led.

3

2 Determinan qué materiales conducen la corriente eléctrica y cuáles no la conducen.

3

3 Trabajan en equipo y todos participan en cada una de las actividades a desarrollar.

3

4 Responden las preguntas planteadas en la Guía de trabajo.

2

5 Todos los integrantes del grupo mantienen un comportamiento adecuado a una actividad de laboratorio.

2

6 Organizan la investigación, identificandoobjetivos,tiemposdetrabajo y materiales a utilizar en la investigación.

3

Puntaje Total 16

NOTA



Pauta de evaluación.

Indicadores de evaluación Puntaje ideal

Puntaje logrado

1 Construyen un circuito eléctrico compuesto por más de una luz led.

3

2 Encienden más de una luz led en el circuito eléctrico realizado.

3

3 Su circuito eléctrico es atractivo, distinto al circuito simple y llama la atención del resto del curso.

2

4 Reconocen errores cuando el circuito eléctrico no funciona o no se enciende una ampolleta.

3

5 Trabajan en equipo y todos participan en cada una de las actividades a desarrollar.

3

6 Todos los integrantes del grupo mantienen un comportamiento adecuado a una actividad de laboratorio.

2

Puntaje Total 16

NOTA



Indicaciones al docente.

Actividad de inicio:

Se debe conectar un cable a cada extremo de la pila y con el otro extremo de cada cable se toca la lengua (esto se puede hacer sujetando los dos cables y la pila entre el dedo índice y pulgar de una mano y acercando a la boca los extre-mos libres). Los cables no deben tocarse entre sí. Se sentirá un leve cosquilleo y un sabor ácido, que no se siente al colocar los cables sin pila.

Procedimiento:

Como lámina de zinc puede usarse un trozo de plancha cincada (de las que se usan para techos y canaletas) o tornillo cincado. En ambos casos el material queconstituyelosobjetosesfierroqueestárecubiertoporunacapadezinc,que presta la misma utilidad que daría una placa de zinc macizo.

El led generalmente se enciende con cuatro limones como mínimo. Los led dejan pasar la corriente en un solo sentido; por lo tanto, si no encienden, es necesario invertir los polos y volver a probar.



Guía de trabajo: Biobatería.

Materiales.

-03 limones jugosos.- 6 trozos de láminas de cobre de 1,5 a 2 cm de ancho por 5 a 6 cm de largo.- 6 trozos de láminas de zinc de 1,5 a 2 cm de ancho por 5 a 6 cm de largo.- 2 trozos de 20 cm de cable de timbre.- 6 trozos de 10 a 15 cm de cable de timbre.- 1 led.- Huincha aisladora.- Tijeras.- Alicate cortante.

Procedimiento.

1. Partan los limones por la mitad.

2. Tomen cada uno de los cables y saquen aproximadamente 2 cm de la cober-tura aislante en cada extremo.

3. En los extremos de cada lámina metálica practiquen un pequeño corte (apro-ximadamente 0,5 cm).

4. En cada mitad de limón introduzcan una lámina de cobre y una de zinc como se muestra en la siguiente imagen. Las láminas no deben tocarse entre sí.



5. Tomen un cable largo, uno corto y un limón con las láminas. Introduzcan la parte descubierta del cable largo en el corte que practicaron a la lámina de cobre, de tal forma que quede apretado, y con un trozo de huincha aisladora cúbranloparafijarloala lámina.Haganlomismoconelcablecortoenlalámina de zinc.

6. Coloquen los extremos libres de cada cable en su lengua, de la misma forma que hicieron con la pila. ¿Qué se siente?, ¿qué pueden concluir a partir de esto?

7. Coloquen las láminas en los otros limones. Tomen el extremo libre del cable que pusieron en la lámina de zinc e introdúzcanlo en la lámina de cobre de otro limón siguiendo el mismo procedimiento anterior.

8. Enlaláminadezincdelsegundolimónfijenuncablecortoypruebenensulengua, ahora con los dos limones unidos ¿Qué se siente?, ¿es igual que con un limón?

9. Conecten todos los limones tal como hicieron con los dos primeros, siempre uniendo la lámina de zinc a una de cobre y viceversa, tal como se muestra en la siguiente imagen:

10. Cuando tengan todos los cables bien conectados les quedará un cable largo en una lámina de zinc y el otro en una de cobre. Prueben con la lengua nue-vamente con estos cables. ¿Qué diferencia hay con las pruebas anteriores?, ¿qué concluyen de esto?



11. Conecten a los cables largos al led, como se muestra en la siguiente ima-gen. ¿Qué observan?



Evaluación formativa.

Las pilas como la hecha en clases se pueden hacer con combinaciones de diferentes metales y usando varios líquidos en vez de jugo de limón. Uno de estos es el agua con sal.

Supón que necesitas elaborar una pila usando agua con sal y los mismos me-tales que en la pila de limón. Completa el siguiente esquema con lo necesario para prender el led con estas pilas de agua con sal.

Vasos de agua con salLed



Criterios de evaluación.

Se considera completa la respuesta si el estudiante completa el esquema como el siguiente:

Vasos de agua con sal

Led

etapa 2. planificar y conducir una investigaciÓn · ello comienza mostrando una pila (1,5 v) y dos...

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