INSTITUCION EDUCATIVA LA PRESENTACION NOMBRE DE LA ALUMNA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL ASIGNATURA: CIENCIAS NATURALES NOTA:

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1 INSTITUCION EDUCATIVA LA PRESENTACION NOMBRE DE LA ALUMNA: AREA : CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL ASIGNATURA: CIENCIAS NATURALES NOTA: DOCENTE: JOSÉ ROMÁN TIPO DE GUIA: CONCEPTUAL - EJERCITACION. PERIODO GRADO FECHA N DURACION 4 NOVENO NOVIEMBRE 6 TRES HORAS INDICADOR DE DESEMPEÑO Identifica y explica distintos fenómenos eléctricos CARGA ELECTRICA: Los estudios acerca de la electricidad se iniciaron en el siglo iv a c, época del filósofo griego Tales de Mileto, cuando se observó que una barra de ámbar adquiría la propiedad de atraer pequeños objetos, como semillas, cuando era frotada con la piel de animal. Con seguridad has observado cómo se pueden atraer pequeños trozos de papel con bolígrafo plástico que hayas frotado contra el cabello. La propiedad que adquieren algunos objetos de atraer a otros, después de ser frotados, se relaciona con la propiedad de la materia conocida como carga eléctrica. Cuando se frota una barra de una resina artificial, llamada ebonita, con piel de animal y se acerca a unos trozos de papel, se observa que los papeles son atraídos por la barra. El mismo fenómeno ocurre si se frota una barra de vidrio con seda y se acerca a unos trozos de papel. En el siglo xvi, el médico y físico inglés William Gilbert ( ) dio el nombre de eléctricos a los materiales que al ser frotados adquieren la propiedad de atraer objetos y llamó al fenómeno electricidad. el nombre proviene de la palabra griega electrón que significa ámbar. a partir de varios experimentos se descubrió que hay gran número de sustancias que poseen las propiedades del ámbar. En 1.973, el francés charles Du Fay ( ), publicó el resultado de sus experiencias respecto a la electrización de los cuerpos. Estableció que hay dos tipos de electricidad: la producida cuando se frota una barra de vidrio con seda, a la cual llamó vítrea y otra, la que se produce cuando se frota una barra de ebonita con piel, a la que denominó resinosa. Unos años después, el estadounidense benjamín franklin ( ), llamó positiva a la carga que adquiere el vidrio cuando se frota con seda y negativa a la carga que adquiere la ebonita cuando se frota con piel. Los objetos cargados eléctricamente interactúan mediante la fuerza eléctrica. Las fuerzas que ejercen entre sí dos cuerpos cargados eléctricamente son acciones a distancia, es decir, que no se requiere contacto entre dos cargas eléctricas para ejerzan fuerza entre ellas. Unas fuerzas eléctricas son de atracción y otras son de repulsión. Dos cuerpos con cargas eléctricas del mismo signo se repelen. Mientras que dos cuerpos con cargas eléctricas de diferente signo se atraen. 1

2 La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia, como lo es la masa, y podemos identificar sus propiedades por los efectos que produce. La atracción y la repulsión entre objetos cargados eléctricamente nos permiten estudiar el comportamiento de las cargas eléctricas. CARGA ELÉCTRICA Y ÁTOMOS. El comportamiento eléctrico de los cuerpos se interpreta en términos de la estructura atómica de la materia. Como ya sabes, todos los cuerpos están formados por átomos. El átomo tiene un núcleo dentro del cual hay protones, cuya carga es positiva, y, neutrones, los cuales son eléctricamente neutros, es decir, que no tienen ni carga positiva, ni carga negativa. Como parte del átomo, en el exterior están los electrones, cuya carga eléctrica es negativa. Todos los protones son iguales entre sí, por tanto, sus cargas eléctricas son iguales. También los electrones son iguales entre sí, por tanto, sus cargas eléctricas son iguales. El valor de la carga eléctrica del protón es igual al valor de la carga eléctrica del electrón pero son de diferente signo. El número de protones en un átomo es igual al número de electrones. Por esta razón, la carga eléctrica de los protones se compensa con la carga eléctrica de los electrones y, en consecuencia, el átomo es eléctricamente neutro. Los protones tienen carga positiva y ejercen, entre sí, fuerza eléctrica de repulsión; sin embargo, el núcleo no se desintegra porque los neutrones y los protones ejercen, entre sí, una fuerza nuclear fuerte, la cual, a pequeñas distancias, es más intensa que la fuerza eléctrica. En determinadas condiciones, los átomos quedan con un exceso de carga llamado carga neta al perder o ganar electrones. En este caso, se convierten en partículas cargadas eléctricamente, llamadas iones. Un ion es positivo si tiene más protones que electrones o negativo si tiene más electrones que protones. es importante aclarar que los iones se forman porque los átomos ganan o pierden electrones, sin embargo, los núcleos de los átomos de un material no pierden ni ganan protones, a menos que se conviertan en núcleos de un material diferente. Los átomos forman moléculas y las moléculas se unen entre sí para formar un material. la forma en que se unen estas partículas es característica de cada material. a las formas de unión de las partículas se les llama enlaces. De acuerdo con el tipo de enlaces que forman las moléculas en los materiales, estos presentan propiedades diferentes. el comportamiento eléctrico de los metales es diferente al comportamiento eléctrico de los plásticos, debido a que sus estructuras internas son diferentes. 2

3 TALLER 1.- En qué siglo se iniciaron los estudios acerca de la electricidad? Los estudios acerca la electricidad se iniciaron cuando se observó qué? Cuando se frota una barra de ebonita con piel de animal, qué ocurre? Cuando se frota una barra de vidrio con seda, qué ocurre? William Gilbert, dio el nombre de eléctrico a qué? Charles Du Fay, estableció que hay dos tipos de electricidad, indique cuáles son Benjamín Franklin a qué llamo carga positiva y a qué llamo carga negativa? Los objetos cargados eléctricamente interactúan mediante qué? Las fuerzas que ejercen entre sí dos cuerpos cargados eléctricamente son acciones a distancia, que significa a distancia? Cómo podemos identificar las propiedades de la carga eléctrica? El comportamiento eléctrico de los cuerpos se interpreta en términos de qué? Por qué el átomo es eléctricamente neutro? Por qué el núcleo de un átomo no se desintegra Cuándo un átomo se convierte en un ion? Cuando un ion es positivo? cuando un ion es negativo? la unión de átomos qué me forma? las moléculas se unen entre sí para formar qué? A las formas de unión de las partículas, cómo se les llama? De acuerdo con el tipo de enlaces que forman las moléculas en los materiales, qué presentan estos? Realice, a mano, en su cuaderno, la figura uno, dos y tres. CORRIENTE ALTERNA Y DIRECTA Cuando la fuente de un circuito es una pila, aunque los electrones fluyen del polo negativo hacia el polo positivo, decimos que la corriente fluye a través del circuito del polo positivo al polo negativo de la pila. A este tipo de corriente se le llama corriente directa (d.c.). En los circuitos de nuestras casas, los electrones se mueven dentro de los conductores para un lado y para el otro, de tal manera que en un segundo cambian de dirección 60 veces. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna (a.c.), la cual se produce por medio de generadores. En nuestras casas los circuitos están dispuestos en paralelo, de tal manera que al desconectar uno de los electrodomésticos, los demás siguen en funcionamiento. el voltaje al que funcionan los dispositivos que conectamos en los tomacorrientes de nuestras casas es de 110 voltios. 3

4 Potencia eléctrica La potencia es la rapidez con que se realiza un trabajo. puesto que la energía y el trabajo se relacionan estrechamente, también podemos afirmar que la potencia es la rapidez con la cual se consume energía. los dispositivos eléctricos consumen energía, unos más rápido que otros. la potencia eléctrica que consume un dispositivo eléctrico se determina mediante la expresión: potencia = voltaje x corriente Unidades de potencia Puesto que el voltaje se expresa en voltios (v) y la corriente se expresa en amperímetros (a), la potencia se expresa en voltio-amperio (va). A esta unidad de potencia se le llama un vatio (w) Los dispositivos eléctricos de nuestras casas suelen incluir en sus especificaciones de uso, el voltaje que se recomienda para que funcionen, así como la potencia que consumen. Por ejemplo, un bombillo indica que el voltaje al que funciona es 110v y la potencia es de 60w. Si otro bombillo indica que funciona a 110 v y que la potencia que consume es de 100 w, podemos inferir que el bombillo que consume mayor potencia ilumina con mayor intensidad. Potencia eléctrica y los kilovatios La potencia también se expresa en kilovatios. Un kilovatio (kv) equivale a vatios. Energía que consume un electrodoméstico Puesto que la potencia indica la rapidez con la cual se consume energía, a partir de los valores de la potencia y del tiempo que se mantiene un aparato eléctrico en funcionamiento, podemos determinar la energía que dicho electrodoméstico consume. Para determinar la energía, tenemos que: energía = potencia x tiempo de funcionamiento La energía se expresa en julios, sin embargo, la empresa de energía mide la energía que consume en kilovatios hora (kwh). Por ejemplo, si mantenemos la secadora de ropa, cuya potencia es de 2kwh, en funcionamiento durante 3 horas, la energía la energía consumida es: Energía = 2kwh x 3 h = 6kwh La empresa de energía establece el valor de kwh, en la factura. de tal manera que el costo de tener la secadora de ropa en funcionamiento durante 3 horas es de: precio = 6 x 283 = $ Observa que si se pone en funcionamiento dos aparatos cuyas potencias son diferentes, durante el mismo tiempo, consume más energía el aparato de mayor potencia, lo que acarrea mayores costos. Por otra parte, por ejemplo, en el caso de la secadora sabemos que la potencia que consume es de w y que funciona a 110 v, lo cual nos permite determinar la corriente que circula por ella: 4

5 Corriente = potencia/voltaje = 2000 w/110v = 18,2 a en aquellos electrodomésticos que consumen mayor potencia, circula mayor corriente eléctrica. Observa que la corriente eléctrica circula y la energía se consume. no es cierto que la corriente se consume, pues esta circula a través los circuitos. TALLER 1.- Cuando la corriente fluye a través del circuito del polo positivo al polo negativo, a este tipo de corriente como se le denomina? Que es corriente alterna por qué medio se produce la corriente alterna? En los hogares, como están dispuestos los circuitos? En nuestras casas si se desconecta un electrodoméstico, qué ocurre con los demás? Cuál es el voltaje al cual funcionan los electrodomésticos? Como se le llama a la rapidez con la cual se consume energía? Mediante qué expresión se determina la potencia eléctrica de un dispositivo eléctrico? En qué unidad se expresa el voltaje? En qué unidad se expresa la corriente eléctrica? La potencia se expresa en voltio-amperímetro, como se le llama a esta unidad de potencia? La potencia también se puede expresar en kilovatio, a qué equivale un kilovatio? Para determinar la energía que consume un electrodoméstico, qué expresión empleamos? La energía se expresa en julios, cómo mide la energía, las empresas de energía? Con que expresión, podemos hallar la corriente eléctrica? Indique cual es el consumo de energía de un bombillo en 10 horas Cual es la corriente eléctrica que circula por el bombillo del ejemplo anterior? Cuál es el consumo de energía de un computador en 8 horas? Cual es la corriente eléctrica que circula por el computador del ejemplo anterior? Cual es el consumo de energía de una estufa en 5 horas? Cuál es el consumo de energía de una lavadora en 2 horas? Un científico debe tomarse la libertad de plantear cualquier cuestión, de dudar de cualquier afirmación, de corregir errores Robert Oppenheimer 5