CHISPAS DE ENERGÍA - Eureka! Zientzia Museoa

Transcripción

CHISPAS DE ENERGÍA
GUÍA DIDÁCTICA PARA EL ALUMNADO ESO
Este documento está editado en
euskera, castellano y francés.
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idiomas, solicítelo en el teléfono de
reservas:
943 012 917
Nuestra vocación más querida es la de ser un recurso para la
Comunidad Educativa. Profundizando en ella hemos emprendido
un proyecto de investigación con el título: “Diseño y elaboración
de materiales didácticos para alumnos y profesores de enseñanza
secundaria que ilustran recorridos educativos por kutxaEspacio
Museo de la Ciencia”.
Se trata de una colaboración entre kutxaEspacio Museo de la
Ciencia, la Universidad del País Vasco y el Departamento de
Educación, Universidades e investigación del Gobierno Vasco.
En sus manos tiene el primer resultado de este proyecto que muy
pronto tendrá su continuación en nuevos materiales pedagógicos.
Esperamos que nuestro esfuerzo les resulte útil.
Reciban un cordial saludo de,
Félix Ares
Director General.
Ficha Técnica
Edita:
kutxaEspacio Museo de la Ciencia
Mikeletegi Pasealekua 45
20009 Donostia-San Sebastián
Autores:
Rafael Azcona Rivado, Mikel Etxaniz Añorga, Jenaro Guisasola Aranzabal
y Emiliano Mugika Mandiola.
Fotografias:
kutxaEspacio Museo de la Ciencia
Notas de ISBN:
Chispas de energía. Guía didáctica para el alumnado E.S.O. (castellano).
ISBN 84-609-5954-6.
Depósito legal: SS-709/05
Si desea más información sobre
cualquier tema concreto o,
simplemente, quiere
conocer mejor kutxaEspacio de
la Ciencia visite nuestra web:
www.miramon.org
Para resolver una duda o para
realizar su reserva, puede llamar
al servicio de reservas
de lunes a viernes de 9,30 h a 13,30 h.
MATERIALES FINALISTAS DE LOS PREMIOS “FÍSICA EN ACCIÓN”
Y SELECCIONADOS PARALA FERIA EUROPEA “PHYSICS ON STAGE”
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consulta a través del correo
electrónico, la dirección es la
siguiente:
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Y si prefiere ponerse en contacto a
través del fax, puede hacerlo en el:
943 012 918
CHISPAS DE ENERGÍA Introducción
El apagón de Nueva York.
Nueva York, 9 de noviembre de 1965,
17:25 de la tarde.
Ha ocurrido el fallo técnico más
grave y sorprendente que jamás
haya sucedido: doce millones de
habitantes, la ciudad de Nueva York,
más 24 millones de los estados de
Massachussets, New Hampshire,
Rhode Island, Connecticut, New
Jersey y Pennsylvania, han quedado
sin suministro eléctrico.
No funciona ningún aparato eléctrico. Los ascensores, semáforos,
radios, televisores, hornos, calefacciones, instrumentos de los hospitales... están completamente apagados.
Muy pocos edificios tienen su propio
generador eléctrico.
“¡Cuando anochezca nos van
a robar!”.
Las colas de vehículos, los
atascos, son descomunales.
Los vehículos se van quedando sin gasolina, pero no se
pueden llenar los depósitos, ya
que las bombas eléctricas de las
gasolineras tampoco funcionan. La
gente está dejando los coches en
cualquier lugar de la calle.
“¡Mi hijo está enfermo y tengo que
llevarlo al hospital, pero no puedo! ¡El
atasco no me deja avanzar!”.
Un millón de personas han quedado atrapadas en el metro, sin
poder avanzar ni retroceder. También en el tráfico aéreo la confusión
es total. Los controladores se ven
impotentes para controlar los despegues y aterrizajes de los aviones
y estos continúan volando, sin atreverse a tomar tierra. Las comunicaciones se han interrumpido.
“¡Tenemos que aterrizar cuanto antes,
se nos está acabando el combustible!”
No funcionan los sistemas de
defensa; los radares se han quedado
ciegos. No podremos responder
en caso de ataque: de hecho, los
sistemas para lanzar misiles son
eléctricos, y no funcionan.
“Somos el país más poderoso del
mundo. Cada año gastamos miles de
millones de dólares en mejorar las
armas, los sistemas de seguridad... y
todo eso no nos sirve para nada sin
electricidad”.
El apagón duró doce horas. Accidentes, robos, gente corriendo despavorida en la oscuridad... Hubo
numerosos muer tos. La sociedad
más avanzada del mundo se percató
de forma repentina y despiadada
de cuán enorme era su dependencia de la electricidad.
La sociedad más avanzada del mundo
se percató de forma repentina
y despiadada de cuán enorme
era su dependencia de la electricidad.
03
CHISPAS DE ENERGÍA Introducción.
¿Cómo sería tu vida sin electricidad?
Utilizamos la electricidad docenas,
centenares de veces al día en nuestra
vida cotidiana, a cada momento ponemos en marcha algún aparato
eléctrico, y ni siquiera nos percatamos
de la importancia de la electricidad.
¿La electricidad?
¡Ahí la tenemos; disfrutamos de
ella, y punto!
Pero si se fuera la luz, como sucedió
aquel día en Nueva York... ¡Vaya un
montón de problemas que se nos
vendrían encima!
Si te ha sucedido alguna vez, ya
sabes a qué nos referimos. Aunque
sabes que no hay electricidad, tiendes
a pulsar el interruptor de la luz una
y otra vez, involuntariamente. O
intentas encender la televisión, la
calefacción, el equipo de música...
Y si el corte de suministro dura
más de media hora, empezamos a
ponernos nerviosos, sin saber qué
hacer. Así pues, hemos decidido realizar unos cuantos experimentos para
conocer mejor la electricidad, tan
necesaria y tan desconocida a la vez.
Para ello, te recomendamos que
visites la sala CHISPAS DE ENERGÍA.
Además, como podrás obser var,
aquellos imanes con los que solías
jugar de niño tienen una estrecha
relación con la electricidad.
Utilizamos la electricidad
docenas, centenares de veces
al día en nuestra vida cotidiana.
naría a fuentes de
Sin electricidad, el hombre retorrrollo
de sus actividesa
el
para
arias
prim
energía
dades más básicas.
04
CHISPAS DE ENERGÍA Recorrido general.
Los módulos de la sala se pueden clasificar en varios itinerarios,
de acuerdo con el problema planteado en el módulo.
Ésta será la guía de tu visita:
1
Las cargas están al
alcance de tu mano.
Te darás cuenta de que la electricidad es un fenómeno
común y totalmente natural, presente en tu vida cotidiana
(puede haber electricidad en tu jersey, en los papeles, en
los globos...).
• Módulo: Pulgas eléctricas.
• Módulo: Bola de plasma.
2
Mueve las cargas
por donde quieras.
En los módulos observarás que las cargas eléctricas se
mueven y que se necesitan pilas, u otros generadores, para
mantener el movimiento de las mismas a través de un
circuito eléctrico.
• Módulo: ¡Tú eres una pila!
• Módulo: Sentir la electricidad.
• Módulo: Tu corazón es eléctrico.
• Módulo: Chispas trepadoras.
• Módulo: Circuito eléctrico gigante.
3
Podemos crear
imanes…
Podrás observar imanes naturales, imanes creados mediante
electricidad y fuerzas magnéticas, así como sus efectos.
• Módulo: Juntos pero no revueltos.
• Módulo: Arena magnética.
• Módulo: Pintando con imanes.
• Módulo: Descargas brillantes.
• Módulo: A vueltas con la electridad.
• Módulo: Succión magnética.
... y también
corriente.
Te mostraremos que se puede producir corriente eléctrica
mediante imanes. Podrás apreciar, por tanto, la estrecha
relación entre la electricidad y el magnetismo.
• Módulo: Energía frente a potencia.
05
CHISPAS DE ENERGÍA Las cargas están al alcance de tu mano / Introducción.
1
Las cargas están
al alcance de tu mano.
Alguna vez habrás apagado o encendido la televisión
estando en manga corta. Al acercarte a la pantalla del aparato
se te habrán puesto de punta los pelos del brazo. Si no te
ha sucedido nunca, haz la prueba.
Podrás verificar en esta misma sección ese curioso hecho:
es decir, que las cargas eléctricas y los fenómenos relacionados
con ellas -el que acabamos de citar, por ejemplo- son parte
de nuestra vida cotidiana. Citemos como ejemplo los siguientes:
cuando después de peinarnos con un peine de plástico éste
atrae o se lleva los pelos, cuando vemos un relámpago o
cuando las hojas de tu cuaderno se pegan al separador
de plástico... todas estas situaciones son causadas por las
cargas eléctricas.
Recuerda
1. Estamos estudiando las cargas eléctricas. ¿Dónde suelen encontrarse
dichas cargas?
2. ¿Son iguales todas las cargas eléctricas?
3. ¿Hay fuerzas eléctricas entre las cargas? ¿Cómo son dichas fuerzas?
4. ¿A qué se debe que algunas fuerzas eléctricas sean mayores o
menores que otras?
5. ¿Qué sucede si se ponen en contacto dos cuerpos que acumulan
cargas de diferente signo? ¿Las cargas pasan de uno a otro, sin que
importe el material que atraviesan?
6. ¿Qué cargas se mueven habitualmente?
7. Tenemos dos cuerpos cargados negativamente y los hemos
unido mediante un hilo conductor. ¿Pasarán las cargas de un cuerpo
al otro? ¿Y si ambos están cargados positivamente?
06
CHISPAS DE ENERGÍA Las cargas están al alcance de tu mano / Módulo: Pulgas eléctricas.
• Módulo: Pulgas eléctricas.
En el Museo podrás ver...
En este primer módulo denominado Pulgas eléctricas
hay un gran número de trozos de papel redondos
dentro de una especie de mesa, cubiertos por un
plástico transparente. Los papeles se encuentran
a pocos centímetros del plástico.
Antes
de la visita
¿Qué ocurrirá?
Te encuentras ya en el interior del museo: frota fuertemente con tu jersey el plástico
transparente que cubre la mesa.
¿Qué les sucederá a los trozos de papel que están debajo?
Al responder a esta pregunta estás exponiendo una hipótesis. Una hipótesis es la
explicación que se le da a determinado problema. Puede ser correcta o incorrecta,
por lo que debemos verificarla. No recurras de momento a tu profesor para
comprobar la hipótesis que has propuesto. Podrás saber si dicha hipótesis es correcta
en la visita que vas a efectuar al museo.
07
La labor del científico.
Si quieres aprender algo más sobre las hipótesis, lee el siguiente texto y resuelve lo ejercicios que se plantean.
Hipótesis
Como acabamos de señalar, una hipótesis es la primera explicación o solución para resolver determinado problema.
Se propone al principio de una investigación científica y tiene una importancia extraordinaria. Pero la hipótesis no es
simple especulación. Las hipótesis son proposiciones que parecen verosímiles, es decir, que no contienen grandes
contradicciones. Para que sean válidas deben cumplir las siguientes condiciones:
• Deben responder al problema planteado.
• Deben ser creíbles: deben ser coherentes y tener lógica interna.
• Deben ser verificables mediante experimentación. Para que los experimentos sean aceptables, deben repetirse
los mismos resultados en cualquier lugar y en cualquier momento.
Te presentamos a continuación una investigación un tanto peculiar. Es un cuento acerca de un niño que se perdió.
Como observarás, el niño en cuestión era un magnífico investigador.
Érase una vez un niño que se perdió en el monte. Como tenía frío, partió en busca de material con el que hacer fuego.
Probando con los materiales que había encontrado, se percató de que algunos ardían y otros no. Para no tener que
transportar los que no ardían, preparó la siguiente lista:
ARDEN
NO ARDEN
Ramas de árboles
Palos de escoba
Lápices
Patas de silla
Mástiles de bandera
Piedras
Canicas
Grapadoras
Ladrillos
Una vez clasificada esta información, la búsqueda le resultó más fácil. Cuando
se fueron acabando los palos de escoba y los lápices empezó a buscar alguna
característica común que le sirviera de ayuda para encontrar otros combustibles.
Miró la lista y, de repente, creyó haber dado con la característica que buscaba:
”Quizás arden los objetos cilíndricos”.
Al día siguiente partió de nuevo a por materiales combustibles para hacer
fuego, pero olvidó llevar la lista. Sin embargo, como recordaba muy bien la
hipótesis que había elaborado, no le importaba haberse olvidado de la lista.
Así que volvió con una rama de árbol, una caña de pescar y tres palos de
béisbol. No llevó consigo, en cambio, una larga cadena, el radiador de un
coche y una gran puerta. Suponía que, puesto que no eran cilíndricos, no
serían combustibles...
08
”¡Estupendo!” se dijo a sí mismo, mientras veía como ardía todo lo que había transportado hasta la hoguera. Creía
que su hipótesis estaba del todo probada.
Así pues, al día siguiente dejó la lista en el campamento y volvió muy cargado: tres tubos gruesos, cuatro botellas de
cerveza y el eje de un coche. Despreció, por el contrario, una gran caja de cartón llena de periódicos.
Esa noche (larga y fría) tuvo sobrado tiempo para reflexionar; llegó a las siguientes conclusiones:
1. Es posible que no haya relación entre la estructura cilíndrica de los objetos y su combustibilidad.
2. Sea como fuere, los palos de escoba, los lápices y las ramas de los árboles son cilíndricos y todos ellos arden.
3. Mañana llevaré conmigo la lista.
Al día siguiente, cuando miró la lista, se le ocurrió otra hipótesis que coincidía con la nueva información:
“Los objetos de madera arden”.
Volvió, pues, a recoger la puerta y no cogió la cadena, el radiador del coche ni la caja llena de periódicos.
Y se acabó, por el momento, el cuento del niño que investigaba la combustibilidad de los materiales.
Responde a las siguientes preguntas y demuéstranos lo bien que has aprendido el concepto de hipótesis.
• Especifica todos los avances realizados por el niño a lo largo de la investigación, utilizando como base los
vacilantes pasos que él mismo haya dado.
• ¿La primera hipótesis ha sido correctamente formulada? (“Los objetos cilíndricos son, tal vez, los que arden”)?
• ¿Se ha confirmado tal hipótesis experimentalmente?
• ¿La segunda hipótesis ha sido correctamente formulada? ¿Es correcta y verídica?
Las hipótesis son proposiciones que parecen
verosímiles, es decir, que no contienen
grandes contradicciones.
09
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Como bien sabrás, debes frotar fuertemente el plástico que cubre la mesa
con el jersey (aproximadamente durante
diez segundos).
¿Qué les ha sucedido a los papelitos?
¿Se ha cumplido la hipótesis que planteaste en clase?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
¿Por qué ha ocurrido?
Ha llegado el momento de explicar los experimentos del museo para verificar la
hipótesis. Explica lo que ha sucedido utilizando el modelo de carga.
¿Por qué han subido los papelitos hacia el plástico al frotarlo con tu jersey?
¿Estarán cargados los papelitos?
¿Por qué han descendido a continuación? (El proceso puede repetirse dos o
tres veces).
Estando en el museo habrás visto, probablemente, lo siguiente: a veces, un
papelito cuelga de otro que, a su vez, cuelga del plástico que lo cubre. ¿A qué se
debe, en tu opinión, tal fenómeno?
10
Experimento en clase:
Muñecos de papel bailando.
Puedes hacer un experimento similar en clase. En vez de realizarlo con papelitos redondos,
puedes hacerlo con muñequitos.
Material:
• Dos libros
• Hoja de acetato
• Papel
• Tijeras
Procedimiento
1. Dibuja y corta muñequitos de papel más cortos que el grosor de los libros.
2. Pon ambos libros sobre una mesa, dejando entre ellos un espacio de15 cm;
distribuye los muñequitos entre los libros, tal como se ve en la imagen.
3. Frota la hoja de acetato con el jersey y ponlo sobre los libros. ¿Qué sucederá?
11
CHISPAS DE ENERGÍA Las cargas están al alcance de tu mano / Módulo: Bola de plasma.
• Módulo: Bola de plasma.
En el segundo módulo Bola de plasma tenemos -tal y como
su propio nombre nos lo indica- una bola llena de plasma.
Probablemente no sepas qué es el plasma. ¿Qué es el plasma?
Expresado de manera comprensible y resumida, lo siguiente:
una especie de gas que puede ser bastante conductor (de
hecho no es un gas, pero se le parece).
La bola está llena de plasma; en el centro de la misma hay una
acumulación de cargas de idéntico signo (supongamos que
son cargas negativas). En la esfera exterior también hay cargas
negativas en exceso, pero en menor cantidad que en el centro.
Antes
de la visita
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ocurrirá?
En la bola de plasma, ¿crees que pasarán las cargas negativas desde el centro a
la superficie exterior? ¿Se notará algún cambio?
¿Qué ha
ocurrido?
¿Se desplaza la carga desde el punto
central a la superficie exterior?
¿Qué ocurre al tocar la esfera con
los dedos?
Cuando estés tocando la esfera, toca
con un dedo de la otra mano el dedo
de un compañero. ¿Qué sucede?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Sin duda alguna, las cargas que se hallan en el centro atraviesan la bola hacia la
superficie exterior, produciendo una especie de rayos.
Las estrellas están formadas por plasma, al igual que la bola que hemos utilizado
en este módulo.
¿Por qué se dirigen las cargas desde el punto central de la bola de plasma a la
superficie exterior?
¿Por qué se dirigen los rayos, las cargas, a cualquier punto de la superficie de la
esfera?
¿Y por qué se han dirigido la mayoría de los rayos, las cargas, a tu dedo al tocar
con éste la superficie de la esfera?
¿Por qué tu compañero ha sentido calambre cuando le has tocado con el dedo?
12
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Introducción.
2
Mueve las cargas
por donde quieras.
En el itinerario anterior hemos visto que la materia se
compone de carga eléctrica y que el desequilibrio entre la
carga positiva y negativa produce fenómenos de diversa
índole, algunos de ellos francamente curiosos.
En este segundo itinerario veremos que podemos dirigir
las citadas cargas como nos interese, así como las condiciones
necesarias para que el citado movimiento -la corriente
eléctrica- permanezca en un circuito. Damos por supuesto
que todos sois conscientes de la importancia de la corriente
eléctrica; no insistiremos, por tanto, en este tema y nos
limitaremos a estudiar alguna de las aplicaciones de la
corriente.
Recuerda
1. Si un cuerpo está cargado negativamente, si tiene cargas negativas en exceso,
y otro está cargado positivamente - si tiene cargas positivas en exceso - las
cargas negativas pasan del primero al segundo si están debidamente conectados
mediante un conductor. ¿Qué se necesita para que esa descarga sea
continua y no repentina?
2. ¿En qué se diferencian los conductores y los aislantes eléctricos?
3. En un circuito eléctrico, ¿qué elemento cumple la función
mencionada en la primera pregunta? ¿Qué otros elementos de
un circuito conoces? ¿Cuál es la función de dichos elementos?
4. ¿Cuándo se dice que un circuito está abierto? ¿Y cerrado?
5. ¿Cuáles son las principales magnitudes que indican las características
de un circuito eléctrico?
6. Los elementos de los circuitos se pueden conectar en serie o
en paralelo. ¿Cuáles son las características de estos dos tipos de
montaje?
7. ¿Cómo se llaman los instrumentos de medida que indican el
valor de las magnitudes eléctricas? ¿Cómo se conectan, en serie
o en paralelo?
8. ¿Qué tipo de relación existe entre las magnitudes de un circuito?
13
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: ¡Tú eres una pila!
• Módulo: ¡Tú eres una pila!
En este primer módulo ¡Tú eres una pila! hay láminas
de diferentes materiales. Las láminas están unidas
mediante un cable conductor y en medio hay un
amperímetro para medir la corriente que puede
circular por el circuito.
Antes
de la visita
¿Qué ocurrirá?
Para entender lo que ocurrirá en este módulo, te será muy útil conocer la historia
de la química relacionada con la invención de la pila que encontrarás en la página
siguiente.
14
La invención de la pila.
En 1786, el anatomista italiano Luigi Galvani presenció un hecho asombroso mientras trabajaba en el laboratorio de
la universidad: debido a un descuido, un alumno puso en contacto mediante un bisturí las patas de una rana disecada
con una máquina de electrización (aparato que produce grandes acumulaciones de cargas positivas y negativas en
numerosos puntos). Las patas se contrajeron bruscamente. Este singular hecho dejó asombrados tanto a alumnos
como a profesores.
Galvani interpretó de la siguiente manera lo acontecido en el laboratorio: la descarga producida por la máquina de
electrización estimuló el sistema nervioso de la rana, a consecuencia de lo cual se estimuló también el propio fluido
eléctrico interno del animal, lo que provocó el movimiento muscular de sus patas.
Deseando confirmar dicha hipótesis, se preguntó si obtendría el mismo resultado aplicando a la rana la descarga de
un rayo. Así pues, ató los nervios de las patas de la rana con un cable ligado al pararrayos; por otra parte, introdujo
en un pozo de agua el alambre atado a los extremos de las patas. Cada vez que un rayo caía en el pararrayos, las
patas de la rana se contraían.
Pero fue otro suceso el que llevó a Galvani la confirmación definitiva de su teoría sobre la electricidad animal. Así lo
dejó escrito en su obra “De viribus electricitatis in motu musculari commentarius”, publicada en 1791: “En cierta ocasión,
tras haber disecado algunas ranas, atravesé sus médulas espinales con un gancho de bronce y las colgué de las
patas en una baranda de hierro para que se secaran. No había una sola nube en el cielo, pero cuando una suave
brisa balanceó a las ranas y el gancho tocó la baranda, las patas se contrajeron y comenzaron a moverse
espasmódicamente”.
15
Según creía Galvani, el fluido eléctrico acumulado en los nervios y músculos de la rana se descargaba repentinamente
cuando el gancho de bronce y la baranda de hierro cerraban el circuito que discurría por sus patas, lo que provocaba
la contractura de los músculos. El origen de dicho fluido estaba -según Galvani- en la electricidad de la atmósfera y
se acumulaba lentamente en el cuerpo de los animales.
Galvani construyó un arco soldando entre sí ambos metales (bronce y hierro ); cuando los dos extremos del arco
tocaban los músculos o nervios de la rana, ésta sufría espasmos.
El fluido eléctrico contenido en el interior de los nervios pasaba a los músculos - así lo creía Galvani - y estos se contraían
cuando el arco bimetálico cerraba el circuito. El arco no era, por tanto, más que el conductor del fluido.
Cuando se hicieron públicos los experimentos de Galvani se produjo un vivo debate entre quienes aceptaban la
existencia de la electricidad animal y quienes negaban que en el sistema nervioso hubiera “fluido eléctrico” alguno.
Entre estos últimos se hallaba Alessandro Volta, físico de la universidad de Pavia, profesor de filosofía natural (así se
denominaba a la física en aquella época) y amigo de Galvani. Volta repitió los experimentos de Galvani y llegó a
conclusiones diferentes a las de áquel. Volta creía que los dos metales utilizados en el experimento no solamente
eran portadores de electricidad animal, sino que también producían dicho tipo de electricidad. Al no disponer de
instrumentos para detectar el flujo de corriente eléctrica, utilizó para ello su propia lengua.
Colocó una lámina de estaño sobre la lengua y una moneda de plata bajo la misma; mediante un hilo de cobre puso
ambos metales en contacto entre sí. Sintió un sabor amargo y un leve cosquilleo al entrar mutuamente en contacto
los metales. Así pues, dichos metales producían corriente eléctrica. En el experimento de Galvani era el arco bimetálico
el que producía la corriente debido al contacto entre ambos metales; al cerrar dicha corriente el circuito que fluía por
los nervios y las patas de la rana los músculos de ésta sufrían una contracción.
Volta construyó su famosa pila basándose en dichas ideas y experimentos, y así descubrió la corriente eléctrica.
Los experimentos de Galvani y de Volta
contribuyeron a la invención de la pila eléctrica.
16
¿Cuál de las dos interpretaciones explica correctamente lo sucedido con la patas
de la rana: la de Galvani o la de Volta?
En el módulo ¡Tú eres una pila! podrás verificar o desmentir la hipótesis que hayas
elegido.
Dispondrás de cuatro láminas: una de cobre y una de aluminio a la derecha y lo
mismo a la izquierda. Las láminas de la izquierda y de la derecha están en contacto
entre sí mediante un cable conductor.
¿Si la hipótesis de Galvani resultara cierta y en tu cuerpo hubiera electricidad
animal, se produciría corriente si colocaras tus manos sobre las dos láminas de
aluminio o las dos de cobre? ¿Crees que se produciría dicha corriente?
¿Y si la hipótesis cierta fuera la de Volta, que haría falta para producir corriente?
¿Dónde deberías colocar tus manos?
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Aclara a continuación cuál de las dos
hipótesis - la de Galvani o la de Volta era la correcta. Para ello, debes colocar
de diferentes maneras las manos sobre
las láminas. Debes apuntar, en todos los
casos, las mediciones efectuadas por el
amperímetro (unidades inclusive).
Pon tus manos encima de las dos láminas hechas del mismo metal: en primer
lugar, sobre las de aluminio; a continuación, sobre las de cobre. ¿Qué intensidad
tiene la corriente?
A continuación, pon tus manos sobre las dos láminas hechas de distinto metal
(una a cada lado, claro está). ¿Cuál es ahora la intensidad de la corriente?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Ha llegado el momento de explicar los experimentos realizados en el museo para
verificar las hipótesis de Galvani y de Volta.
¿Quién propuso la hipótesis correcta, Galvani o Volta? ¿En qué te basas para
elegir a uno o a otro?
Has conseguido explicar el último de los experimentos efectuados por Galvani
-el del arco fabricado con dos metales diferentes- así como el de la baranda
(eran idénticos, en realidad). ¿Pero, y los otros dos?
¿Podrías explicar por qué se contraen las patas de las ranas cuando se ponen
en contacto con la máquina de electrización o con el pararrayos?
El nombre del módulo es ¡Tú eres una pila!. ¿Realmente eres tú una pila?
17
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Tú eres una pila!
Experimento en clase:
La fabricación de la pila
Puedes fabricar una pila sencilla -parecida a la de Volta- en clase.
Material:
• Un limón
• Una lámina de cobre
• Una lámina de cinc
• Cable conductor
• Voltímetro
y amperímetro
Procedimiento
1. Aprieta el limón, haciéndolo rodar sobre la mesa, para destruir sus membranas
interiores y liberar el jugo.
2. Introduce las láminas de cobre y cinc en el limón, atravesando la piel de éste,
pero sin que aquéllas lleguen a tocarse. El cobre lo encontrarás en el laboratorio.
Si no dispones de cinc, abre con cuidado una pila gastada: la carcasa exterior está
hecha de cinc.
3. Conecta, mediante un cable, las dos láminas con el voltímetro. Pon el voltímetro
en la escala mínima. ¿Cuánto marca?
4. Retira el voltímetro y coloca el amperímetro (a escala mínima). ¿Circula la corriente?
18
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Sentir la electricidad.
• Módulo: Sentir la electricidad.
En este módulo encontrarás un generador de corriente
eléctrica. Para ponerlo en marcha gira la manivela con la
mano derecha. El voltímetro que está conectado en paralelo
indica la tensión que crea el generador, de 0 V a 25 V. El
generador está conectado a dos contactos que hay que
activar mediante dos dedos de la mano izquierda, y cuando
cerramos el circuito mediante los dos dedos el amperímetro
que está conectado en serie indica la corriente que fluye,
de 0 mA a 1 mA.
Antes
de la visita
¿Qué ocurrirá?
Normalmente, no podemos ver, oír, oler ni saborear la electricidad (el caso de Volta
sería una excepción). Para saber si hay electricidad necesitamos un instrumento.
En este módulo tenemos ese instrumento, por lo que además de ver el flujo
eléctrico tendrás la ocasión de sentirlo. A ver si eres capaz de anticipar cómo.
Al accionar la manivela del generador, se crea tensión entres los dos contactos.
¿Qué ocurrirá al tocar los dos contactos con dos dedos de la mano izquierda?
¿Todos lo sentiréis de la misma forma?
¿Y qué ocurrirá al mover la manivela más rápido?
No pongas en los dos contactos los dedos de más de una mano. No importa qué dedos sean,
pero tienen que ser de una misma mano.
La sensación fisiológica que nos produce al pasar la corriente eléctrica por nuestro
cuerpo depende de su tensión, y, sobre todo, de su intensidad.
En general, una corriente de 5 mA nos produce un dolor intenso.Y si recibiéramos dicha
intensidad a través de los dos electrodos, tendríamos que hacer un esfuerzo para
liberarnos de ellos. Por eso, la corriente del módulo está limitada a 0,5 mA mediante
una resistencia.
El riesgo aumenta cuando la corriente pasa por el corazón; a veces, incluso puede llegar
a paralizarlo. Por eso - aunque la corriente de 0,5 mA no es peligrosa - se te ha indicado
que no pongas los dedos de las dos manos en los contactos para que la corriente no
pase por el corazón.
19
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Sentir la electricidad.
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha ocurrido?
Comprueba a continuación si se siente -y cómo se siente- la electricidad.
Pon dos dedos de la mano izquierda en los contactos y gira la manivela con la
mano derecha, pero no muy rápido. ¿Has sentido algo? Observa lo que indican el
voltímetro y el amperímetro y apúntalo
(unidades inclusive).
Humedece los dos dedos con un
poco de saliva y prueba otra vez. ¿Qué
indican ahora el voltímetro y el amperímetro?
Ahora debe realizar la prueba otro
compañero, intentando que la tensión
que muestra el voltímetro sea igual que
la anterior. ¿Indica el amperímetro la
misma corriente?
¿Qué ha ocurrido al girar más rápido la manivela? ¿Qué tensión e intensidad tiene
ahora la corriente?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
¿Por qué ha indicado el amperímetro que ha pasado corriente al poner dos
dedos en los contactos?
¿Por qué ha aumentado la intensidad al humedecer los dedos?
¿Y por qué cambia la intensidad de la corriente de una persona a otra, aunque
la tensión sea idéntica para ambas?
Por ahora no podrás explicar el porqué del último experimento (por qué aumenta
la tensión al girar más rápido la manivela): podrás hacerlo tras ver el último apartado.
20
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Tu corazón es eléctrico.
• Módulo: Tu corazón es eléctrico.
En el módulo Tu corazón es eléctrico, los electrodos
que están en la manilla detectan y amplifican los
impulsos eléctricos de tu corazón. La corriente
eléctrica que se genera se muestra a través de un
instrumento de medición especial (osciloscopio)
mediante el cual se ve la sucesión de picos.
El corazón tiene su propio generador.
En la parte superior del corazón tenemos algo similar a un “generador” que cumple la función de un marcapasos
natural. El “generador” envía a todo el corazón impulsos eléctricos que estimulan al músculo cardíaco y mantienen
el ritmo de los latidos.
Dichos impulsos se extienden por todo el cuerpo, se perciben mediante electrodos adecuados, se amplifican y se ven
en el osciloscopio de forma grafica.
El ritmo de los latidos en las personas cambia según la situación. Si una persona está nerviosa o realizando algún
esfuerzo físico, el ritmo del corazón es más rápido (los impulsos se emiten con más frecuencia). Por consiguiente, se
observan más picos y latidos en el osciloscopio.
También el ritmo del corazón cambia de unas personas a otras.
En la parte superior del corazón tenemos
algo similar a un “generador” que cumple la
función de un marcapasos natural.
21
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Tu corazón es eléctrico.
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Pon tus manos en la manivela y mira
lo que indica la pantalla del osciloscopio.
Haz unas flexiones con el brazo
(unas 15) y prueba de nuevo. ¿Ha cambiado el ritmo?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
En el módulo ¡Tú eres una pila! has deducido que la hipótesis de Volta para explicar
la contracción de las ancas de las ranas es correcta; es decir, que no existe la
electricidad animal. Nuestro corazón, sin embargo, tiene un “generador”. Nuestro
cuerpo, por tanto, tiene capacidad para producir corriente eléctrica. Galvani no
estaba, al fin y al cabo, tan equivocado. Pero en el incidente de la rana no fue la
electricidad del interior de las patas del animal lo que produjo la contracción, sino
la producida por el contacto entre los dos metales.
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CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Chispas trepadoras.
• Módulo: Chispas trepadoras.
En el módulo Chispas trepadoras tendremos la oportunidad
de apreciar un fenómeno espectacular. Se producirán grandes
acumulaciones de carga de distintos signos en ambos electrodos, creando una tensión muy alta (40.000 V). Como
consecuencia, el aire que hay entre los dos electrodos se
ionizará -se convertirá en conductor- y pasará una chispa
de un electrodo a otro. Las cargas eléctricas pasarán por el
aire de un lado a otro.
Antes
de la visita
¿Qué ocurrirá?
Como ya hemos explicado anteriormente, se establecerá una acumulación de carga
muy elevada entre los dos electrodos al pulsar el botón. Las partículas cargadas
saldrán de los átomos que se encuentran en el aire como consecuencia de las
fuerzas de atracción y se producirá una corriente -una especie de rayo- entre los
dos electrodos. Asimismo, se liberará luz y energía -al igual que cuando se produce
un rayo- y se calentará el aire.
¿Qué consecuencias tendrá el calentamiento del aire?
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Observa lo que sucede cuando se
produce el “rayo” y se calienta el aire.
Ponte junto a la ventanilla y cuando
la chispa pase cerca de ti, sopla. ¿Qué
ha sucedido?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
¿Por qué suben las chispas por la “escalera”?
¿Por qué se rompe, se deshace, la chispa al soplar?
23
CHISPAS DE ENERGÍA Mueve las cargas por donde quieras / Módulo: Circuito eléctrico gigante.
• Módulo: Circuito eléctrico gigante.
En el módulo Circuito eléctrico gigante en realidad encontrarás
tres circuitos (puedes verlos en las fotografías). En cada uno
de ellos hay bombillas e instrumentos de medida (amperímetros
y voltímetros), y unos botones azules que en realidad son
interruptores; al pulsar el botón el interruptor se cierra, y al
soltarlo, se abre. Ten en cuenta que todas las bombillas son
iguales.
Además de los elementos citados hay, por supuesto, un
generador, una pila, que, aunque no está visible, establece una
tensión de 12 V entre los bornes + y -.
Antes
de la visita
¿Qué ocurrirá?
Mira atentamente la fotografía del primer circuito
Haz un esquema del circuito. ¿Cómo están colocadas las bombillas, en serie, en
paralelo?
¿Qué hace cada uno de los interruptores cuando está cerrado, cuando el botón
azul está pulsado? ¿Y qué ocurrirá cuando se suelte, cuando el interruptor se abra?
Cuando las tres bombillas estén encendidas, ¿qué marcará el voltímetro situado
al lado de cada una de ellas?
¿Qué ocurrirá cuando cierres un interruptor, cuando pulses un botón? Haz el
esquema del circuito que resulte.
¿Cambiará la tensión que miden los voltímetros?
¿Cambiará la intensidad de corriente que mide el amperímetro situado en la parte
superior?
¿Cambiará la luminosidad de las bombillas que continúen encendidas?
Y cuando cierres dos interruptores, ¿cómo cambiarán la tensión, la intensidad
de corriente y la luminosidad de las bombillas? Haz el esquema del circuito que
resulte.
Observa ahora la fotografía del segundo circuito.
Haz un esquema del circuito. ¿Cómo están conectadas las tres bombillas, en
serie, en paralelo?
24
¿En qué posición deben estar colocados los interruptores para que se enciendan
las tres bombillas?
Cuando las tres bombillas estén encendidas, ¿cómo será la intensidad de la
corriente qué marcará el amperímetro situado al lado de cada una de ellas?
¿Y la que marcará el amperímetro situado encima del borne +?
¿Qué ocurrirá cuando abras un interruptor, cuando sueltes un botón? Haz el
esquema del circuito que resulte.
¿Cambiará la intensidad de corriente que miden los amperímetros?
¿Cambiará la tensión que mide el voltímetro situado en la parte superior?
¿Cambiará la luminosidad de las bombillas que continúen encendidas?
Y cuando abras dos interruptores, ¿cómo cambiarán la intensidad de corriente,
la tensión y la luminosidad de las bombillas? Haz el esquema del circuito que resulte.
Observa ahora la fotografía del tercer circuito.
Haz un esquema del circuito. ¿Cómo están colocadas las bombillas, en serie, en
paralelo?
¿Qué interruptores tendrás que abrir o cerrar para que se encienda alguna
bombilla?
¿Y para que se enciendan todas?
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha ocurrido?
Pulsa y suelta los botones azules, para verificar si el efecto de los interruptores
es el que creías.
Abre los tres interruptores, suelta los tres botones azules, y mira lo que miden
los voltímetros. ¿Y el amperímetro situado en la parte superior? ¿Cómo es la
luminosidad de las bombillas?
Cierra un interruptor. ¿Es la misma la tensión que miden los voltímetros? ¿Y la
intensidad de corriente? ¿Y la luminosidad de las bombillas? ¿Hay alguna diferencia
en cerrar uno u otro interruptor?
Cierra dos interruptores. ¿Han cambiado la tensión, la intensidad de corriente
y la luminosidad de las bombillas como esperabas?
Cierra los tres interruptores, pulsa los tres botones azules, y mira lo que miden
los amperímetros. ¿Y el voltímetro situado en la parte superior? ¿Cómo es la
luminosidad de las bombillas?
Abre un interruptor. ¿Ha cambiado la intensidad de corriente que miden los
amperímetros de las otras bombillas? ¿Y la tensión del voltímetro situado en la
parte superior? ¿Y la luminosidad de las bombillas? ¿Hay alguna diferencia en abrir
uno u otro interruptor?
25
Abre dos interruptores. ¿Han cambiado la intensidad de corriente, la tensión y
la luminosidad de las bombillas como esperabas?
Pulsa o suelta los botones azules para cerrar o abrir los interruptores y conseguir
encender una bombilla, primero, y todas después.
Observa lo que miden los amperímetros en las diversas situaciones. ¿Puedes
obtener alguna conclusión?
Después de
la visita
(de nuevo en clase)
¿Por qué se repar te la tensión del generador entre las tres bombillas?
¿Por qué aumenta la luminosidad de las otras bombillas al cortocircuitar una o
dos de ellas?
¿Por qué es siempre la misma la tensión que mide el voltímetro situado en la
parte superior? ¿Y por qué cambian las intensidades de corriente que miden los
amperímetros?
¿Por qué no cambia la luminosidad de las otras bombillas cuando abrimos un
interruptor y apagamos una bombilla?
26
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Introducción.
3
Podemos crear imanes…
y también corriente.
er
Hemos visto en el 1 itinerario que la materia está compuesta
de cargas eléctricas y que podemos canalizar dichas cargas a nuestra
conveniencia (2º itinerario). En este tercer itinerario estudiaremos
el magnetismo -o, mejor dicho, algunos fenómenos magnéticos-,
así como la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.
El electromagnetismo tiene una enorme importancia en nuestra
sociedad. El funcionamiento de muchos instrumentos actuales está
basado en él: motores eléctricos, instrumentos para guardar
información (cintas de audio y vídeo, disquetes de ordenador...),
televisores, teléfonos móviles...
La palabra “magnetismo” proviene de Magnesia, una isla del
mar Egeo. Hace unos 2.000 años los griegos encontraron en esa
isla piedras que atraían trozos de hierro (imanes naturales).
Los primeros experimentos sobre el magnetismo se hicieron
con dichos imanes. En 1269 Pierre de Maricourt comprobó,
experimentando con unos imanes esféricos naturales, que una
aguja de hierro colocada alrededor de dichos imanes se movía
siempre en la dirección del meridiano terrestre. Así pues, denominó
“polos” a los puntos superior e inferior de los citados imanes esféricos. Los
científicos del siglo XIII ya sabían, por tanto, que todos los imanes tienen dos polos.
Casi cuatro siglos después, en el año 1600, William Gilbert descubrió por qué las
brújulas apuntan siempre hacia la misma dirección: la propia Tierra es un gran imán. Es
decir, el polo norte de la brújula se orienta hacia el polo sur de la Tierra. Por tanto, lo
que nosotros denominamos el polo norte geográfico es el polo sur magnético
de la Tierra.
la Tierra se encuentran muy próximos entre sí, aunque no en el mismo
punto (ver esquema). Por eso, la brújula no es válida para ir hacia el polo
geográfico cuando estamos cerca de él.
Además, dichas posiciones no son fijas: cambian y han cambiado sin
cesar a lo largo de la historia de la Tierra. Hay pruebas suficientes (muestras
de piedras) para afirmar los siguiente: el campo magnético de la Tierra ha
“desaparecido” en varias ocasiones, antes de invertirse los polos magnéticos.
En estos últimos cinco millones de años los polos han cambiado de lugar
en veinte ocasiones. La última ocurrió hace unos 700.000 años. En otros
planetas los polos magnéticos cambian más a menudo que en la Tierra.
En el Sol, por ejemplo, cambian aproximadamente cada 22 años.
27
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Introducción.
En opinión de algunos científicos, los cambios magnéticos de la Tierra han tenido una gran influencia en la evolución de la
vida. El campo magnético de la tierra ejerce una fuerza en las cargas móviles; por lo que desvía mucho las partículas cargadas
que componen la radiación cósmica. Según dicha hipótesis, en la época en la que comenzó la vida el campo magnético de la
Tierra era muy intenso y alejó las radiaciones cósmicas más fuertes que podían destruir aquella vida tan primaria. En las épocas
en que no había campo magnético, por el contrario, la radiación cósmica penetraría en la Tierra. Esa debió ser, según los citados
científicos, la causa de las mutaciones que se produjeron en aquellas primigenias formas de vida.
Las épocas en las que se han producido variaciones frecuentes en las formas de vida coinciden con aquéllas en las que ha
habido cambios en los polos magnéticos; por lo tanto, dichas hipótesis resultan creíbles.
Recuerda
En esta sección no vamos a hacerte preguntas para que recuerdes los conceptos e ideas relacionados con lo
que vamos a tratar en estos módulos, puesto que no los conoces (todavía no los hemos estudiado en clase).
Sin embargo, recuerda esto que ya habrás observado cuando de pequeño jugabas con imanes: que los imanes
tienen dos polos, y que los polos iguales se repelen y los polos diferentes se atraen.
Los fenómenos magnéticos que vas a observar en la mayoría de los
módulos, que vienen a continuación serán nuevos para ti; por lo
tanto dificílmente podrás plantear ninguna hipótesis sobre ellos.
Por esta razón no será necesario que propongas ninguna explicación:
la proponemos nosotros.
28
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: Juntos pero no revueltos.
• Módulo: Juntos pero no revueltos.
En el módulo Juntos pero no revueltos encontrarás
imanes en forma de disco, con un agujero en el
centro e introducidos dentro de una barra con
forma de arco. Entre los imanes hay unos discos
finos de goma, para amortiguar los golpes. Al lado,
junto a la caja que contiene virutas de hierro, hay
otro potente imán.
Antes
de la visita
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ocurrirá?
¿Qué clase de fuerzas ejercerán dichos imanes entre sí?
¿Qué ha ocurrido?
Intenta acercar un imán a otro. A continuación, toma el imán que tienes al lado
y ponlo encima de la caja que contiene
virutas de hierro. Por último, acerca objetos
de hierro y objetos que no son de hierro
al imán más potente.
¿Qué fuerzas ejercen los imanes entre sí?
¿Qué forma han adoptado las virutas?
¿Ha atraído el imán a los objetos que
no son de hierro? ¿Y a los de hierro?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Entre los imanes han surgido fuerzas de atracción y de repulsión, según los polos
que coinciden entre sí: entre polos iguales surgen fuerzas de repulsión; entre polos
contrarios, fuerzas de atracción.
Las virutas de hierro han adoptado una forma especial dentro de la caja y se han
colocado según las líneas de campo del imán. Las líneas de campo muestran el
efecto del imán en el espacio, es decir, el campo.
Por último, el imán atrae los objetos de hierro; pero no atrae los objetos que no
son de hierro, aunque sean metálicos (aluminio o cobre).
29
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: Arena Magnética.
• Módulo: Arena magnética.
En el módulo Arena magnética encontrarás un
potente imán.Tiene una forma especial y los dos
polos son las patas de los cilindros metálicos
que están a su altura. Debajo del imán hay un
recipiente con las virutas de hierro.
Antes
de la visita
¿Qué ocurrirá?
Una vez dentro el museo, coloca las virutas de hierro que están en el recipiente
alrededor de los polos del imán.
¿Cómo se situarán las virutas de hierro alrededor del imán? ¿En tu opinión, qué
forma adoptarán?
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Coloca las virutas de hierro junto a los
polos del imán.
¿Qué forma han adoptado las virutas?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Este módulo, al igual que el anterior, nos muestra las líneas de campo del imán (en
este caso, en tres dimensiones).
30
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: Pintando con imanes.
• Módulo: Pintando con imanes.
En este módulo encontrarás un televisor en color. En la
pantalla aparecen tres barras de distintos colores. Hay una
lámina de plástico para proteger la pantalla que cubre ésta
por completo.
Al lado hay un imán cubierto de goma.
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Acerca el imán a la pantalla.
¿Qué cambios ha originado el imán?
¿Ha cambiado lo que aparecía en la
pantalla?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
La pantalla contiene barras muy finas de fósforo que se iluminan en rojo, azul o
verde. El cañón que está dentro del televisor emite tres haces de electrones, cada
uno para un color. Al acercar el imán, su campo magnético ejerce una fuerza en
los electrones que están en movimiento y cambia su trayectoria. Por lo tanto, en
vez de llegar a la barra del color que les corresponde, llegan a otra y se forman
varias imágenes.
31
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: Descargas brillantes.
• Módulo: Descargas brillantes.
En este módulo encontrarás un tubo con gas a
baja presión. Entre los dos extremos del tubo se
producen descargas eléctricas.
Al lado tienes un imán.
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Aprieta el botón para establecer una
tensión alta entre los extremos del tubo,
para que de esta manera las cargas
pasen de un extremo a otro y se produzca la descarga. Acerca el imán al
tubo, a la zona donde se “ve” el paso
de las cargas.
¿Qué efecto tiene el imán sobre las
cargas que están en movimiento?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Se produce una tensión muy alta entre los dos extremos del tubo. Así, el gas se
convierte en conductor: se crea una corriente y las cargas se desplazan de un
extremo al otro del tubo. Cuando las cargas atraviesan el gas, éste se vuelve de
color rosa; por eso, se puede “ver” por donde pasan las cargas.
El imán también ha ejercido una fuerza en estas cargas que se mueven libremente
-como las del módulo anterior- y las ha desviado. En consecuencia, ha cambiado
la trayectoria de las cargas y el rastro que éstas dejan (la estela coloreada).
32
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: A vueltas con la electricidad.
• Módulo: A vueltas con la electricidad.
En este módulo encontrarás un disco de cobre
que está colocado encima de un eje que gira.
También hay un cable libre, unido a una fuente
que establece la diferencia de potencial. El disco
está dentro del campo magnético creado por
un imán.
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha
ocurrido?
Coge el cable que está libre y colócalo
en la parte exterior-superior del disco,
de manera que aquél toque a éste.
¿Qué le ha ocurrido al cable cuando
has tocado con él el disco?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Cuando ponemos en contacto el cable sobre el disco (cerca de la arista exterior)
se cierra el circuito eléctrico; al cerrar el circuito se forman las corrientes eléctricas
radiales, desde el centro hacia fuera. El disco se encuentra dentro del campo
magnético creado por el imán, por lo que el campo magnético ejerce una fuerza
sobre las corrientes radiales que se han creado en el disco; debido a ello, ha
empezado a girar.
33
CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: Succión Magnética.
• Módulo: Succión magnética.
En el módulo Succión magnética dispones de dos bobinas:
una de ellas, grande; pequeña, la otra. La bobina es un cable
conductor de gran longitud enrollado en torno a un cilindro.
Las bobinas están conectadas a un generador; por consiguiente, la corriente fluye por el cable al pulsar los botones.
Junto a la bobina grande hay dos barras que pueden introducirse en la misma: una de ellas es de hierro; la otra, de
plástico. La bobina pequeña, por su parte, tiene en su interior
una pequeña cuña.
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ha ocurrido?
Pulsa -sucesivamente- los tres botones para que la corriente circule por la bobina
grande e introduce los extremos de las barras de hierro y de plástico en el interior
de la bobina. Observa en cada caso la intensidad de corriente que muestra el
amperímetro que tienes al lado.
Pulsa a continuación el botón que se encuentra junto a la bobina pequeña.
¿Qué ha sucedido cuando la corriente ha pasado por la bobina grande? ¿Qué
cambios ha originado en las barras de hierro y de plástico?
¿Has notado alguna diferencia al pulsar alguno de los tres botones? ¿A cuánto
ascendía en cada caso la intensidad de la corriente medida por el amperímetro en
el interior de la bobina?
¿Qué le ha ocurrido a la cuña al pulsar el botón anexo a la bobina pequeña y
al pasar la corriente por el interior de la misma?
Después de
la visita
(de nuevo en clase)
Cuando la corriente eléctrica ha pasado por las espiras (tanto de la bobina grande
como de la pequeña), se ha formado un campo eléctrico que ha convertido las
bobinas en imán. Dicho imán ha ejercido una fuerza sobre la barra y la cuña,
atrayéndolas hacia sí puesto que ambas son de hierro.
La barra de plástico, por el contrario, no ha sido atraída por la bobina, ya que no
es de hierro.
A medida que hemos pulsado los tres botones la fuente ha aplicado una mayor
tensión y ha aumentado la intensidad que recorre el interior de la bobina. Al
aumentar la intensidad, aumenta también el campo creado dentro de la bobina,
por lo que ésta se ha convertido en un imán más potente; por lo tanto, ha ejercido
una mayor fuerza en la barra.
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CHISPAS DE ENERGÍA Podemos crear imanes… y también corriente / Módulo: Energía frente a potencia.
• Módulo: Energía frente a potencia.
En este caso la corriente no es inducida mediante el
movimiento de un imán en el interior de una bobina,
sino moviendo con una manivela una especie de
bobina en el interior del imán. El generador que
utilizaste en el módulo Sentir la electricidad era muy
similar a éste. La corriente procedente de dicho
generador se dirige a los diferentes aparatos: radio,
bombillas, reflector y ventilador.
Antes
de la visita
Durante
la visita
(en el Museo)
¿Qué ocurrirá?
Si movemos la manivela más rápidamente, ¿cuál será la tensión que origine el
generador y, por consiguiente, la intensidad de la corriente?
¿Qué ha
ocurrido?
Gira la manivela y pon en marcha todos
los aparatos, cambiando el conmutador.
¿Qué ha ocurrido al girar más rápido
la manivela?
Después
de la visita
(de nuevo en clase)
Al girar la manivela, el generador ha producido tensión y se han puesto en marcha
todos los aparatos. Al girar más rápidamente la manivela aumenta la tensión así
como la intensidad, por lo que la bombilla o el ventilador han recibido más energía.
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CHISPAS DE ENERGÍA - Eureka! Zientzia Museoa

Transcripción

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