guia de experimentos laboratorio

2011 Electricidad y Magnetismo

Experimentos

de


Laboratorio


Con ayuda de las siguientes guías de Laboratorio podrás experimentar y descubrir el Mágico Mundo de la Electricidad y el Magnetismo.


Tema 1: ´Aprendiendo sobre corriente eléctricaµ

APRENDIZAJE ESPERADO:

- Comprender y diseñar un circuito eléctrico con material casero y de laboratorio.- Aprender a medir la corriente eléctrica utilizando voltímetro y amperímetro.- Discriminar entre sustancias conductoras y no conductoras de electricidad.- Comprender el funcionamiento de una fuente de corriente continua.

FOCALIZACIÓN:

- ¿Qué entiendes por circuito eléctrico?- ¿Para qué piensas que sirven los circuitos eléctricos?- ¿Sabes cómo se mide la Corriente Eléctrica?- ¿Qué entiendes por materiales aislantes y conductores?- ¿Qué diferencia hay entre los materiales conductores y los aislantes?

HIPÓTESIS

EXPLORACIÓN:

CIRCUITOS Eléctricos

1 Circuito simple 1

- Materiales: Barra de silicona, Pistola para pegar con silicona. Un LED altaluminosidad, Dos pilas 1.5 V

- Proceso: Unir las pilas, pero una con el polo positivo para arriba y la otra para abajo. Hacer una perforación a la barra de silicona con la pistola. Colocar el LED dentro de la perforación. Luego, eliges cualquier extremo, y tiene que unir con un cable, el polo positivo de una pila con el polo negativo de la otra.


2 Circuito simple 2

- Materiales: 1 lámpara o bombilla, 2 portalámparas, 2 pilas D, 2 portapilas, 1 cable de conexión con pinza cocodrilo.

- Proceso:A. Coloca las pilas en la porta pilas y la lámpara en la

porta lámpara. Usa los cables de cocodrilo para la conexión de una de las lámparas con una pila. Observamos el brillo de la lámpara.

B. Instala y analiza el circuito de la imagen que está a la derecha. Observa el brillo de la bombilla.

C. Instala y analiza el circuito de la imagen que está a la derecha.Las baterías están conectadas por su polos similares, es decir(+)(+) y (-)(-). Observa el brillo de la lámpara.

3 Circuito en serie

- Materiales: 2 lámparas o bombillas, 2 portalámparas, 2 pilas D, 2porta pilas, 2 cables de conexión con pinza cocodrilo.

- Proceso: Arma el circuito de la imagen, colocando las lámparas en Serie y las pilas también. Observa el brillo de las

lámparas. Quita una bombilla del circuito y observa lo que sucede.

4 Circuito en paralelo

- Materiales: 2 lámparas o bombillas, 2 portalámparas, 2 pilas D, 2porta pilas, 2 cables de conexión con pinza cocodrilo.

- Proceso: Arma el circuito de la imagen, colocando las lámparas en Paralelo y las pilas en serie. Observa el brillo de las lámparas. Quita una bombilla del circuito y observa lo que sucede.

5 Circuito simple -lámpara

- Materiales: Cinta adhesiva. Alambre de cobre aislado,pila y una bombilla.

- Proceso: Pela los extremos del alambre, en uno de ellos forma un espiral y en el otro enrosca el foquito. Acondiciona los objetos como indica la figura.

Medición de la corriente eléctrica

6 MEDICIÓN en serie

- Materiales: Interruptor, Fuente de CC4, 4 lámparas, 4 portalámparas, cables


de conexión, amperímetro


- Proceso: Construye un circuito en serie usando 4 lámparas yuna fuente CC. Cierra el circuito y mide la corriente en las posiciones 1, 2, 3, 4 y 5.

7 MEDICIÓN en PARALELO

- Materiales: Interruptor, Fuente de CC, 4 Lámparas, 4portalámparas, cables de conexión, amperímetro.

- Proceso: Construye un circuito en paralelo usando 4 lámparas y una fuente CC. Cierra el circuito y mide la corriente en las posiciones señaladas.

CONDUCTORES Y AISLANTES

8 CONDUCTORES Y AISLANTES

- Materiales: Aluminio, borrador, clip, madera, una pila tamaño"D", una lamparita de 2,5 voltios y su zócalo y un cable eléctrico.

- Proceso: Arma la experiencia como se muestra en la figura.Conecta los extremos libres con materiales que has recolectado y Observa.

9 EL AGUA PURA ¿CONDUCE ENERGÍA?

- Materiales: Dos o tres pilas tipo "D", tres trozos de alambre,una lamparita de 2,5 volts y su zócalo y un vaso con

agua.

- Proceso: Arma tu circuito como se muestra en la Figura.

10 EL AGUA SALADA ¿CONDUCE ENERGÍA?

- Proceso: En la experiencia anterior, agregar al vaso con agua, unpoco de sal y observar lo que ocurre.

11 IMPORTANCIA DE LOS AISLANTES

- Materiales: Una linterna de mano con pilas, cinta adhesiva,tijera.

- Proceso: Comprobar que la linterna enciende. Luego sacar las pilas de la linterna y cubrir sus polos con cinta adhesiva. Las pilas encintadas introducirlas en la linterna y trata de encenderlas.


GENERADORES DE CORRIENTE CONTINUA

12 Batería de limón

- Materiales: Uno o más limones, un pedazo de zinc y de cobre,cables conectores y amperímetro.

- Proceso: Insertar el pedazo de zinc y el pedazo de cobre en el limón. Conectamos un extremo de cable de cobre a cada terminal y los otros extremos al amperímetro. Observa lo que sucede.

13 Pila de papa

- Materiales: Dos papas, cables conectores, clavos galvanizados,pedazo de cobre y amperímetro.

- Proceso: Insertar clavo y pedazos de cobre alejados en cada una de las papas. Cerrar el circuito y conectarlo al amperímetro. Observa.

Reflexión:

- Explica que sucede en un circuito eléctrico.- Menciona los elementos de circuito básico y sus funciones.- En la experiencia 2 :

o En el proceso A, ¿Por qué la bombilla no enciende cuando se conecta sólo un poste del portalámparas a la batería?

o Compara el brillo de la lámpara en los procesos A y B. ¿En qué caso brilla más? ¿por qué?

- Analiza las experiencias 3 y 4 y responde:o ¿Cuándo quitaste una bombilla a cada circuito? ¿qué sucedió con

el brillo de las lámparas en cada caso?o ¿En qué caso las bombillas enciendas más en serie o en paralelo?

- Menciona las diferencias que hay entre los Circuitos en Serie y en Paralelo.- ¿Qué linternas iluminan más? ¿Las que tienen dos pilas conectadas en

serie, o las que tienen tres pilas?- ¿Qué efectos físicos produce la corriente eléctrica?- ¿Cuál es la función de los conductores y de los aislantes?- ¿Qué tienen en común los objetos conductores?- ¿De qué materiales están hechos los objetos aislantes?- ¿Por qué el agua pura no conduce energía y el agua con sal si lo puede hacer?- ¿Por qué es necesaria la intervención del limón y la papa para la

demostración de estos experimentos? ¿Y la intervención de los metales, también es necesaria? ¿Por qué?

- ¿Son capaces estas nuevas alternativas de suministrar electricidad para el funcionamiento de cualquier aparato electrodoméstico?


Aplicación:

- ¿En las instalaciones eléctricas de tu casa se evidencian conexiones en serie oen paralelo? Explica.

- ¿Las luces de árbol de navidad son un ejemplo de circuito en paralelo o en serie?

- En tu casa, en la noche realiza la experiencia nº1 y comenta su funcionamiento.- ¿Para un electricista que ventaja tiene el hacer la medición de la

Corriente antes de hacer un cambio de cable de alto voltaje?- Investiga, qué aparatos aparte del Amperímetro sirven para

medir las magnitudes eléctricas.- Describir las condiciones de seguridad y precauciones que se deben

tener en cuenta para la medición de magnitud de la Corriente eléctrica.- ¿El cuerpo humano puede conducir energía? Explica.- ¿Los trabajadores de la luz, tienen una indumentaria especial? ¿De qué

material es? ¿Por qué?- Anota las normas de seguridad en instalaciones eléctricas.- ¿Qué propiedades tienen los materiales conductores y no conductores de

electricidad?- Si el agua salada es conductora, por que cuando estamos en el mar y

metemos aparatos eléctricos, no nos electrocutamos.- Averigua cuál es el máximo voltaje que tienen estas baterías de limón

o de la papa.- Las pilas que se usan en una linterna o en reloj, ¿Crees tú que

puedas reemplazarlas por la que has realizado en la experiencia anterior? ¿Por qué?

- Investiga que tipo de pilas existen. Y ¿Cuál de ellas son las más comunes? ¿Por qué?

- Explica la generación y la distribución de la electricidad a un centro poblado.

Referencias:

- http:/ / e xperimentos c aseros.net/ 2 010/ 1 0/neo n - c asero - y-fa c il/ - http:// w w w . unesa.net/u n e s a / h tml/program a e ducat i v o / actividadeselvia j e /

activi da4.htm- http:// w w w . crealotum i s mo. c o m/ 2 0 0 8/ 0 5 / 02 / h a c er - un-si m ple-juego-electrico/ - http:// w w w . edenorchicos.com/edenorchicos/jsp/pagin a s /li m on.jsp - Pila de pa p a http : // w ww.kidzwo r l d esp a no l . com/ar t i c u l o /1095- c iencia-

det r as- de-l a -papa#ixzz1ZChK5sg6 - http:// c entros5.pntic.mec.es/ies. v i c toria. k e nt/Rincon - C/ P ractica/PR-11/PR-

11.htm- Módulo de Electricidad y Magnetismo ² Ministerio de Educación


TEMA 2: ´APRENDIENDO SOBREELECTROMAGNETISMOµ

APRENDIZAJE ESPERADO:

- Identificar la relación entre fuerzas eléctricas y fuerzas magnéticas, así comolas condiciones físicas para que interactúen.

- Aprender sobre las leyes de electricidad y magnetismo.

FOCALIZACIÓN:

- ¿Crees que haya relación entre los imanes y la corriente eléctrica?- ¿Has escuchado sobre Oersted, Faraday o Lenz? ¿Cómo crees que se

pueden relacionar con este tema?

HIPÓTESIS

EXPLORACIÓN:

1 MOTOR ELÉCTRICO 1

Materiales: batería de 1.5 voltios, 2 alfileres de gancho, cinta de pegar, un imán y alambre de cobre.

- Proceso: A los extremos de la pila pegar con cinta losalfileres de gancho, el rollo del alambre de cobre pasarlospor los agujeros de los alfileres. Ahora colocar el imán entre los alfileres y hacerlo girar.


- Material: Un tornillo de hierro, una pila, alambre de cobre yun imán.

- Proceso: Unir la cabeza del tornillo con el imán. Unir la punta del tornillo con el polo negativo de la pila. Apretar el lado pelado del cobre con el dedo sobre el polo positivo de la pila. Con la otra mano sujetar el cobre y tocar con el otro extremo el imán.



- Materiales: Imán, pila, alambre de cobre.

- Proceso: Unir el imán con el polo negativo de la pila. Con el alambre de cobre formar cualquier figura. Dejar los extremos del cobre abiertos para unirlos con el imán tal como se aprecia en la imagen.

4 PRUEBA DE oersted

- Materiales: Una brújula, un hilo conductor, cables de conexióny una fuente CC.

- Proceso: Poner el hilo conductor en la misma orientación y dirección que la brújula. Conectar a corriente eléctrica y ver lo que sucede.

-

5 ELECTROIMÁN CASERO

- Materiales: Una pila, un clavo de hierro, un pedazo dealambre de cobre y un clip.

- Proceso: Enrollamos el clavo con el pedazo de alambre, dejando extremos de cobre al aire. Esos extremos los unimos con cada polo de la pila. El montaje ya hecho loacercamos al clip especialmente la parte del clavo. Y Vemos lo que sucede.

6 ELECTROIMÁN

- Materiales: bloque de hierro en forma de U (yugo), trozode hierro, bobina, cables de conexión y fuente CC.

- Proceso: Introducir una parte del yugo en el solenoide.Colocar el hierro sobre el yugo. conectar con los cables de conexión él solenoide con la fuente y separa el trozo de hierro del núcleo.

7 Transformador

- Materiales: bloque de hierro en forma de U (yugo), trozo dehierro, 2 bobina (1500 y 1100 espiras), cables de conexión y fuente CA.

- Proceso: Introducir las dos bobinas en los entremos del yugo y colocar el bloque de hierro en la parte superior. Conectar a CA la bobina de 1500 espiras. Medir corriente en las dos bobinas unidas por el conjunto de hierro. Y observar.


8 LEY DE FARADAY y LENZ

- Materiales: un imán, galvanómetro, un solenoide.

- Proceso: Instalar el galvanómetro con el solenoide.Introducir y alejar el polo norte y ver lo que sucede. Ahora introducir y alejar el polo sur del imán y observar.

9 Jaula de Faraday

- Materiales: Receptor de radio, papel periódico y papelaluminio.

- Proceso: Sintonizar una emisora. Envolver el receptor en el papel de periódico y observa lo que ocurre. Ahora envolver con el papel de aluminio.

Reflexión:

- En las experiencias de los motores ¿Por qué se produce el movimiento giratoriode los conductores?

- ¿Qué es un motor eléctrico? ¿Cómo es su funcionamiento?- En la Experiencia de Oersted

o ¿Por qué se movió la aguja? ¿Hacia dónde se orientó la brújula?o ¿Qué pasó cuando cambiamos la polaridad del circuito? ¿Por qué

sucede esto?o ¿Cómo podríamos hacer que la aguja se orientara más rápidamente?

- ¿Qué es un electroimán?- ¿Cuál es la diferencia entre un solenoide y una bobina? ¿ Qué relación

guardan con el tema de electromagnetismo?- ¿Por qué aumenta la intensidad del campo magnético en el interior

de una bobina que trasporta corriente si le introducimos un trozo de hierro?

- ¿Qué es inducción magnética?- En la experiencia de la Ley de Faraday y Lenz:

o ¿Qué sucede cuando acercas y alejas el imán de la bobina? ¿A qué se debe esto?

o ¿Qué sucede cuando el imán está detenido en el interior de la bobina?Explica.

o ¿De qué otra manera puede haber una variación del flujo magnético?- Después de observar las experiencias 6 y 7 y 8 explica la relación que existe

ente magnetismo y electricidad.- ¿Qué son las ondas electromagnéticas?


Aplicación:

- Averigua las biografías de Faraday, Lenz y Oersted y resalta sus aportes alelectromagnetismo.

- Investiga la historia del electromagnetismo.

- ¿Qué tienen en común las cargas eléctricas y los polos magnéticos? ¿Cuál es su principal diferencia entre los dos?

- ¿Cómo se aplican los electroimanes en nuestra vida?- Investiga las aplicaciones de las corrientes inducidas. ¿Son importantes o no?- ¿Qué es un dinamo, un alternador, un generador y un transformador?

¿Qué relación guarda cada uno con este tema de electromagnetismo?- ¿En qué se parece un galvanómetro a un motor eléctrico sencillo?

¿Cuál es la diferencia fundamental entre dichos aparatos?- ¿Qué función desempeña el campo magnético terrestre respecto a la

radiación cósmica?- ¿Cuáles son las causas posibles del campo magnético terrestre,

según los geofísicos?- Da un ejemplo donde se practique esta propiedad del aluminio de

impedir el paso de las ondas electromagnéticas

Referencias:

- http://forum.lawebdefisica.com/threads/17710-Motor-el%C3%A9ctrico-muy-f%C3% A 1 c il

- ht t p://ww w .supe r magnete.de/spa / pro j e c t1 - http://www.youtube.com/watch?v=CIXof1QoCTo&feature=related- ht t p://ww w . yout u be.com/wat c h ? v = R w phB c mfo q U& f e a ture=play e r_ e m b e d d e d - ht t p://ww w . youtu b e . c o m/watch?v=1NG1 2 e y50eI - https:/ / sites . google. c o m / s i te/dan i r o cha51/hom e /videos-sobre-

fenomenos- elec t ricos - y-demostracion-de-diver s as-le y es- e lectric a s /e l - e xperimento-de- oersted

- ht t p://ww w . youtu b e . com/wat c h ? v= 7 8D z sVhv s 8c&fea t ure=related - Módulo de Electricidad y Magnetismo ² Ministerio de Educación

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