Guía del docente. 1. Descripción curricular:

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1 Guía del docente. 1. Descripción curricular: - Nivel: MN4, IVº medio. - Subsector: Ciencias Física. - Unidad temática: Circuito de corriente variable. - Palabras claves: Jaula de Faraday; Campo magnético; Campo electromagnético; Campo eléctrico; - Contenidos curriculares: Demostración experimental de la corriente inducida por el movimiento relativo entre una espira y un imán. Inducción electromagnética: leyes de Michael Faraday y Heinrich Lenz. Inductancia y su efecto cualitativo en un circuito de corriente variable en el tiempo. 2. Contenidos relacionados: - Iº medio: Magnetismo y fuerza magnética. Magnetismo natural. La electricidad como fuente de magnetismo. Demostración experimental de que un alambre recto que porta corriente eléctrica produce un campo magnético. Fuerza magnética sobre un conductor que porte corriente eléctrica: el motor eléctrico de corriente continua. 3. Aprendizajes esperados: Los alumnos y alumnas: Identificar los diferentes tipos de ondas electromagnéticas, sus características y la forma de emitirlas y captarlas. Reconocer que la vibración de una carga eléctrica produce una onda electromagnética que se propaga en el espacio.

2 4. Recursos digitales asociados de Video: Qué es el electromagnetismo? 5. Descripción general de las actividades: La actividad construyendo una jaula de Faraday está relacionada con el video Qué es el electromagnetismo?, el cual explica en qué consiste este concepto. Esta actividad pretende que los alumnos y alumnas fabriquen una Jaula de Faraday, y la relacionen con los campos electromagnéticos. La actividad está estructurada de tal forma que puede realizarse en 2 horas pedagógicas. Se recomienda que los alumnos y alumnas trabajen en grupos de cuatro personas. Actividad: Construyendo una jaula de Faraday. I. Introducción. Un Campo electromagnético es un campo físico, de tipo tensorial, que afecta a partículas con carga eléctrica. Fijado un sistema de referencia podemos descomponer convencionalmente el campo electromagnético en una parte eléctrica y en una parte magnética. Sin embargo, un observador en movimiento relativo respecto a ese sistema de referencia medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes, lo cual ilustra la relatividad de lo que llamamos parte eléctrica y parte magnética del campo electromagnético. Como consecuencia de lo anterior tenemos que ni el "vector" campo eléctrico ni el "vector" de inducción magnética se comportan genuinamente como magnitudes físicas de tipo vectorial, sino que juntos constituyen un tensor para el que sí existen leyes de transformación físicamente esperables.

3 Visualización de una estrella neutrónica, mostrando las líneas del campo magnético y el haz de ondas de radio emanando de un polo magnético. Visualización de una estrella neutrónica, mostrando las líneas del campo magnético (recortado) y el haz de ondas de radio. El efecto jaula de Faraday provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de los campos externos. Esto se debe a que, cuando el conductor sujeto a un campo electromagnético externo, se polariza de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario. Puesto que el conductor se ha polarizado, este genera un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto en sentido al campo electromagnético, luego la suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0. Se pone de manifiesto en numerosas situaciones cotidianas, por ejemplo, el mal funcionamiento de los teléfonos móviles en el interior de ascensores o edificios con estructura de rejilla de acero. Una manera de comprobarlo es con una radio sintonizada en una emisora en onda media. Al rodearla con un periódico, el sonido se escucha correctamente. Sin embargo, si se sustituye el periódico con un papel de aluminio la radio deja de emitir sonidos: el aluminio es un conductor eléctrico y provoca el efecto Jaula de Faraday.

4 Este fenómeno, descubierto por Michael Faraday, tiene una aplicación importante en protección de equipos electrónicos delicados, tales como repetidores de radio y televisión situados en cumbres de montañas y expuestos a las perturbaciones electromagnéticas causadas por las tormentas. II. Desarrollo de la actividad: Construyendo la Jaula de Faraday. Materiales: 1 m de malla para mosquitos (metálica, gruesa) Alicate. Plumavit de 25 x 25 cm y 5 de grosor. Papel aluminio. Un cautín. Estaño para soldar. Pasta pasa soldar. Una radio a pilas pequeña, (tipo grabadora), o un celular con radio. Una caja de zapatos. Montaje: 1. Corte un rectángulo de 70 x30 cm de malla. 2. Enrolle la malla formando un cilindro de 30 cm. de longitud y 20 cm de diámetro. Ligue los bordes de la malla con soldadura de estaño, como se observa en la figura. 3. Encienda la radio, y luego introdúzcala en la caja de cartón. Anote lo que sucede, con respecto a la intensidad del sonido.

5 4. Tome la radio nuevamente, e introdúzcala en la malla recién construida. Analice sus resultados. 5. Realice los pasos 3 y 4 con un celular. III. Cuestionario. 1. Qué es el electromagnetismo? 2. Qué sucede cuando introduces en la radio en la caja de zapatos? 3. Cómo es la intensidad del sonido emitido por la radio, cuando se encuentra en la caja de zapatos en comparación con la Jaula de Faraday? 4. Cómo explicarías lo acontecido? 5. Qué ejemplo tecnológico conoces con estas características?

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