Unidad Interactiva Conductores RES

Transcripción

1 Unidad Interactiva Conductores RES Propósito El interactivo permite que el alumno aprecie y experimente el fenómeno de conductividad eléctrica, con el fin de identificar materiales conductores y aislantes. Instrucciones generales Este menú está siempre visible mientras la unidad esté activa. Los botones tienen las funciones siguientes: Brinda acceso a la ayuda de las escenas interactivas. Cierra la ventana. La unidad consta de dos escenas: 1. Conductores 1 En esta escena se muestra un circuito formado por elementos eléctricos montados en sockets, los cuales están interconectados en un arreglo en serie. La escena no es interactiva y sólo muestra el efecto de diversos elementos que cierran el circuito. Para cambiar entre elementos, simplemente hay que hacer uso de las flechas colocadas a cada lado de la ventana inferior. El foco encenderá de acuerdo con la intensidad de la corriente que circule por la muestra.

2 2. Condutores 2 En esta escena se muestra un circuito formado por elementos eléctricos montados en sockets intercambiables, los cuales están interconectados en un arreglo en serie. El panel inferior muestra a través de la ventana uno de los muchos

3 elementos disponibles para interconectar en el circuito; el elemento para interconectar puede escogerse haciendo uso de los botones colocados a los lados de la ventana. Una vez visualizado el elemento deseado, se debe seleccionar y arrastrar sin soltar hasta el lugar que ocupará, el cual puede ser cualquiera de los tres sockets disponibles. Es posible retirar e intercambiar elementos entre sockets. El interactivo inicia con el circuito de prueba estándar. Éste permite aplicar pruebas a toda la gama de materiales disponibles dentro del menú. Un material que es buen conductor dejará pasar una corriente relativamente alta y manifestará esta propiedad indirectamente por medio de la alta intensidad en el brillo del filamento de la lámpara. En cambio un mal conductor manifestará su propiedad en la baja intensidad del brillo del filamento.

4 Un mal conductor -conocido también como aislante- no permitirá el paso de corriente a través del filamento de la lámpara. Se utilizan dos tipos de agua: agua destilada, es decir, sin minerales y agua con sal. De esta manera se aprecia la diferencia en la conducción de la corriente eléctrica. La falta de minerales en el agua destilada, la convierte en un mal conductor, mientras que, a mayor

5 cantidad de sal en el agua, mejor conductor será. En realidad quien permite la conducción en el agua son los minerales disueltos en ella. Para observar el efecto conductor de los minerales se ha incluido un salero, con el cual se puede añadir sal común al agua contenida en el recipiente. Al ir dosificando la cantidad de sal, se puede observar un aumento gradual en el brillo de la lámpara. Esto indica un aumento en la conducción del agua, como consecuencia del aumento en la concentración de elementos sodio y cloro, que se encargan de transportar las cargas eléctricas de un polo a otro. Para hacer uso del salero, primero es necesario añadir un recipiente con agua a cualquiera de los tres sockets disponibles, entonces se debe tomar el salero y acercarlo a la parte superior del recipiente. Automáticamente el salero dará vuelta cuando esté justo encima del recipiente. Cada vez que voltea completamente, vierte una pequeña cantidad del contenido, por lo que para seguir agregando sal es necesario subirlo y bajarlo de nuevo cada vez, como si se estuviera sacudiendo un salero real, pero en este caso la acción debe ser más pausada y lenta.

6 El botón "Reiniciar" permite restablecer el circuito a la configuración inicial, sin tener que arrastrar elementos para este propósito. Las fuentes de voltaje son pilas de 1.5 V similares a las usadas comúnmente en los equipos portátiles, por lo que la polaridad debe ser respetada, pues de lo contrario el circuito no funcionará. El botón "Polaridad" que aparece al visualizar la pila permite cambiar la posición de ésta antes de seleccionarla y colocarla en el circuito.

7 Poner en cortocircuito una batería puede traer graves consecuencias tales como el calentamiento excesivo de la misma o del cableado. Cuando esta condición es detectada, aparece un aviso advirtiendo el peligro.

8 Aun cuando el interactivo permita crear cualquier combinación de elementos, es recomendable hacer uso por lo menos de un foco y una pila en cualquier posición a fin de contar siempre con una fuente de corriente y un testigo (luz del foco). Un circuito donde se omitan estos elementos resultará un ejemplo de poca utilidad para el objetivo que se persigue. Es importante mencionar que el efecto en la iluminación que se pretende mostrar podría no apreciarse de forma correcta, esto

9 dependiendo del tipo de dispositivo de visualización, ya sea monitor o proyector. Para compensar este problema, se ha dispuesto un control externo llamado "Disp. Visualización" donde el usuario puede indicar si está usando un proyector o un monitor. Para tener acceso a este control, se debe pulsar una vez el botón derecho del ratón con el cursor justo encima de la escena. Aunque el interactivo inicia con el proyector como dispositivo por defecto, es recomendable probar con la opción de "Monitor". Si los tonos amarillos se proyectan de manera natural con la opción "Monitor", entonces debe usarse este modo. Por el contrario, si los tonos se presentan faltos de color (amarillo principalmente) o el amarillo se observa pardo, la opción de "Proyector" es la indicada. Sugerencias didácticas Eje temático: Bloque 4. Manifestaciones de la estructura de la materia. Tema: 4.1. Aproximación a fenómenos relacionados con la naturaleza de la materia. Subtema: Manifestaciones de la estructura interna de la materia. Aprendizaje esperado: Clasificar algunos materiales del entorno en función de su capacidad para conducir corriente eléctrica.

10 Destrezas científicas: Experimentar con la capacidad de diferentes materiales para conducir la corriente eléctrica en un circuito. Conocimientos previos: Quinto de primaria, Ciencias Naturales. Bloque IV. Energía para transformar. Formas de electrizar objetos. La electricidad como una de las manifestaciones de la energía. Segundo de secundaria. En el Bloque II, los alumnos han estudiado algunos fenómenos eléctricos como los rayos y la inducción de carga eléctrica. Ideas previas: Algunos estudiantes suelen pensar, que los materiales conducen electricidad porque la tiene almacenada. Estrategias didácticas: 1. Para que el foco prenda tienen que suceder dos acontecimientos al mismo tiempo: Tener una fuente de voltaje (pila) y que ésta se encuentre conectada a un material conductor. De lo contrario el foco jamás prenderá. Puede utilizar las siguientes combinaciones para que los alumnos comprendan mejor lo anterior: a) Lápiz con goma, foco, madera. b) Lápiz con goma, foco, clip. c) Lápiz con goma, foco, moneda. d) Lápiz con puntas, foco, madera. e) Lápiz con puntas, foco, clip. Después de usar las combinaciones pregunte a los alumnos: por qué no prendió el foco? Es posible que a estos alturas algunos de los alumnos se hayan dado cuenta que necesitan una pila. Intente que lleguen a esta inferencia, de lo contrario pregunte qué es lo que hace falta para que prenda el foco. En seguida, utilice las combinaciones anteriores, dejando siempre el foco y sustituyendo alguno de los otros elementos por una pila.

11 2. Los alumnos pueden inferir que para que el foco prenda se requiere por lo menos de una fuente de voltaje (pilas) y un conductor. 3. Motive a los alumnos a que identifiquen entre los materiales o elementos disponibles, aquellos que conducen mejor la electricidad. Los alumnos tendrán que inferir que la evidencia de los mejores conductores la dará la luminosidad del foco. 4. Para favorecer la argumentación en torno a la conductividad de los materiales y su relación con la luminosidad del foco permita que realicen las siguientes combinaciones: a) Pila, foco, agua destilada (sin sal). b) Pila, foco, agua con sal. Nota: Al comparar a) y b) es importante que los alumnos aprecien la diferencia de lo que sucede en el foco al ir agregando mayor cantidad de sal. c) Pila, foco, lápiz con goma. d) Pila, foco, lápiz sin goma. Nota: Al comparar c) y d) es importante que los alumnos aprecien la diferencia de lo que sucede en el foco al sustituir un elemento con otro. La goma del lápiz es un aislante. La punta del lápiz hecha de grafito (carbón) es conductor.