Cuadro comparativo ente aislantes y conductores

CUERPOS BUENOS Y MALOS CONDUCTORES DE ELECTRICIDAD
Buenos conductores:	Malos conductores:
Metales, carbones, agua salada, cuerpo de los animales, vegetales húmedos, suelo, piedra, paredes de material noble.	Ámbar, resina, cristal, azufre, caucho, gutapercha, lana, goma, laca, seda, marfil, porcelana, madera seca, papel, aceite, grasos, petróleo, parafina, ebonita (caucho con azufre), aire, gas seco, etc.
Medianos conductores:
Mármol, pizarra, madera húmeda, hilos, tejidos vegetales.

Ejemplos de Conductores y Aislantes

A. EJEMPLOS DE CONDUCTORES:

• Latón

• Aluminio 

• Bronce

• Acero

• Metal galvanizado

• Hierro

• Cobre

B. EJEMPLOS DE AISLANTES:

• Plástico

• Cuarzo

• Madera

• Mica

• Vidrio

• Cerámica

• Porcelana

• Losa

• Hules

• Minerales

Ley de Kirchhoff, Ley de ohm , Ley de Joule

1.-LEY DE KIRCHHOFF: Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante, estas son la Ley de los nodos o ley de corrientes y la Ley de las "mallas" o ley de tensiones. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.

En circuitos complejos, así como en aproximaciones de circuitos dinámicos, se pueden aplicar utilizando un algoritmo sistemático, sencillamente programable en sistemas de cálculo informatizado mediante matrices.

• Primera ley de de kirchhoff: ley de nudos. Se expresa que la intensidad de corriente neta que llega a un nudo es igual a la intensidad de corriente neta que sale de él.

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes.

Un enunciado alternativo es:

En todo nudo la suma algebraica de corrientes debe ser 0 (cero).

• Segunda ley de kirchhoff: ley de las mallas:Utilizando la ley de conservación kirchoff dedujo que en una malla la Fem. neta proporcionada por las baterías es igual a la suma de los voltajes que reciben las resistencias.

En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

Un enunciado alternativo es:

en toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).

2.-LEY DE OHM: Definió la resistencia eléctrica, cuando la anunció en 1827, parecía demasiado buena para poder ser cierta y no le creyeron. Consideraron a Ohm como poco digno de confianza, debido a ello lo trataron tan mal que abandonó su profesorado en Colonia y vivió durante varios años en la oscuridad y la pobreza, antes de que se reconociera que tenía razón.

El físico alemán George simón Ohm (1789-1854) comprobó que:

El voltaje que existe entre dos puntos de un conductor y la intensidad de corriente que pasa por el son directamente proporcionales.

Quiere decir que la corriente que ingresa debido a la resistencia al salir va a disminuir:

V1 – V2 = IR
La razón entra la tensión v aplicada a los extremos de un conductor y la intensidad I que, circula por el es una cantidad constante denominada resistencia del conductor. La resistencia de un conductor se representa por R:

V =R = CONSTANTE V= IR

3.-LEY DE JOULE:

Si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo.

Este efecto es conocido como Efecto Joule en honor a su descubridor el físico británico James Prescott Joule, que lo estudió en la década de 1860.

Este efecto fue definido de la siguiente manera: "La cantidad de energía calorífica producida por una corriente eléctrica, depende directamente del cuadrado de la intensidad de la corriente, del tiempo que ésta circula por el conductor y de la resistencia que opone el mismo al paso de la corriente".

Matemáticamente se expresa como:

Donde:

Q = energía calorífica producida por la corriente.

I = intensidad de la corriente que circula y se mide en amperios .

R = resistencia electrica del conductor y se mide en omh.

t = tiempo el cual se mide en segundos .

Así, la potencia disipada por efecto Joule será:Donde V es la diferencia de potencial entre los extremos del conductor Mediante la ley de Joule podemos determinar la cantidad de calor que es capaz de entregar una resistencia, esta cantidad de calor dependerá de la intensidad de corriente que por ella circule y de la cantidad de tiempo que esté conectada.

Guía de Experiencias de Conductividad

TEMA:   “CONDUCTORES DE  ELÉCTRICIDAD”

APRENDIZAJE ESPERADO Determinar si todos los materiales conducen la electricidad

FOCALIZACIÓN 1.     ¿Qué concepto le puedes dar a electricidad? 2.     ¿Para qué crees es importante  la electricidad? 3.     ¿Qué  entiendes por aislante  eléctrico? ¿Qué  entiendes por conductor eléctrico?

HIPÓTESIS: No todos los materiales tienen la misma condición para trasmitir electricidad.

EXPLORACIÓN   EXPERIENCIA Nº 1: MATERIALES: Linterna, Cinta adhesiva, Tijera. PROCEDIMEINTO: ·         Abre la linterna y saca la pila ·         Coloca la cinta adhesiva en los dos polos y vuelve  a meter la pila en su lugar ·         Prende la linterna. ·         Anota tus resultados EXPERIENCIA Nº 2 MATERIALES: fuente  de alimentación., cables de conexión, lamparilla, madera, clavos, plástico. PROCEDIMEINTO: ·         Arma un circuito simple, conectando los cables con la lamparilla y la fuente  de alimentación. ·         Conecta 2 cables más y estos te servirán para comprobar la conductividad de dichos materiales. ·         Conecta el plástico, la madera y los clavos (por separado) y observa. EXPERIENCIA Nº 3 MATERIALES :  fuente  de alimentación., cables de conexión, lamparilla, aceite , alcohol, vinagre, azúcar, limón , un deposito, agua, vasos descartables PROCEDIMEINTO: ·         Arma un circuito simple, conectando los cables con la lamparilla y  la fuente  de alimentación. ·         Mezcla las sustancias con agua ( las que tienen  que disolverse) , luego viértelos en vasitos descartables ·         Introduce los cables en las mezclas( vaso por vaso)  y observa  EXPERIENCIA Nº 4: MATERIALES: Fuente de alimentación., cables de conexión, lamparilla Materiales a Probar: Liga, papel, monedas PROCEDIMIENTO: ·         Arma un circuito simple, conectando los cables con la lamparilla y  la fuente  de alimentación. ·         Conecta 2 cables más y estos te servirán para comprobar la conductividad de dichos materiales. ·         Conecta el plástico Liga, papel, monedas EXPERIENCIA Nº 5:  MATERIALES: Pilas, cables de conexión, lamparilla, agua y sal PROCEDIMEINTO: ·         Arma un circuito simple, conectando los cables con la lamparilla y las pilas. ·         Sumerge  2 cables más y sumérgelos al agua. Observa ·         Agrega sal y vuelve a sumergir los cables. EXPERIENCIA N° 6  MATERIALES: Linterna, Pilas. PROCEDIMIENTO: ·         Comprueba que la linterna enciende. ·         Saca las pilas e intercambia  los sitios. ·         Anota lo que sucede. EXPERIENCIA N°7: MATERIALES: 2 papas 2 monedas, 2 clavos, 3 cables de conexión con pinza de cocodrilos, Lamparilla. PROCEDIMIENTO: Introducimos 1 moneda y clavo en cada papa. Conectamos los cables de conexión con pinza de cocodrilos a las 2 papas y lamparilla y observamos.

REFLEXIÓN ·         Experiencia 1: ¿Enciende o no la linterna? ¿A qué crees que se debe?  ¿Qué materiales hicieron conducen electricidad? ¿Cómo se llaman a estos materiales? ·         Experiencia 2: ¿La lamparilla enciende en los 3 materiales? Indica los materiales que encienden y en los que no. ·         Experiencia 3: ¿Cuáles de estos materiales conducen electricidad? Completa la siguiente Tabla. Sustancia/Tipo Conductor Aislante Aceite Alcohol Vinagre Azúcar Limón ·         Experiencia 4: ¿El agua es un conductor de electricidad? ¿Por qué si le agregamos sal enciende la lamparilla? ·         Experiencia 5: ¿Todos los elementos son conductores? ¿Cuál es el elemento con mayor capacidad? ¿a qué se debe? ·         Experiencia 6: ¿Enciende la linterna? ¿A qué se debe esto?

APLICACIÓN ¿Por qué los cables eléctricos  están protegidos por una cubierta de plástico? Menciona 6 elementos conductores de electricidad, y 6 elementos que son malos conductores de electricidad ¿De qué manera utilizamos los aislantes de electricidad en casa? ¿Qué propiedades tiene la sal para que convierta al agua en conductor eléctrico? ¿Qué es una torre de alta Tensión? VÍDEO:

Guía de Experiencias de Circuitos Eléctricos

• TEMA:    “CIRCUITOS ELECTRICOS”

  APRENDIZAJE ESPERADO Elaborar y Diferenciar los distintos tipos de circuitos presentados.

  FOCALIZACIÓN ¿Qué idea tienes de  un circuito Eléctrico? ¿Cuántos tipos de circuitos conoces?

  HIPÓTESIS: Mediante distintos elementos caseros podemos observar el funcionamiento de grandes Sistemas                                           Eléctricos (circuitos)

  CIRCUITO SIMPLE: EXPERIENCIA N°1     MATERIALES: 1 interruptor, 1 fuente de CC, foquitos, 1 porta lámpara, cables de conexión con pinza de cocodrilo. 1.     Construye el circuito con el circuito con la fuente de CC, foquito, porta lámpara, cables con pinza de cocodrilo e interruptor. 2.     Selecciona la salida de la fuente a 4.5 voltios de corriente continua. Situaciones: CASO I: En la fuente de alimentación vamos manipulando el regulador en OV; 1,5V; 3V; 4,5V; 6V; 9V. CASO II Cruzamos los cables de cocodrilo colocados en la fuente de alimentación  y nuestro portalámparas. CASO III: Conectamos los cables de conexión: dos pinzas  en la fuente de alimentación y  las dos pinzas restantes las colocamos en un sólo extremo del portalámparas. CASO IV: Cortamos nuestro circuito desconectando una pinza al portalámparas. A esa pinza le agregamos otro cable de conexión Y le conectamos un interruptor, cerramos nuestro circuito y observamos. EXPERIENCIA N°2: MATERIALES: ·         Fuente reguladora, 1 porta lámparas, 1 foquito, 3 cables cocodrilos, 1 cable de conexión, ½ tapa de limón. PROCEDIMIENTO: ·         Realizamos un orificio en la parte superior del limón ·         Colocamos los foquitos en los porta lámparas ·         El 1o cable cocodrilo lo conectamos al puerto de corriente cerrada(VCC) de la fuente reguladora y el otro extremo del cable al porta lámparas ·         El 2o cable cocodrilo lo conectamos al otro extremo del porta lámparas , el otro extremo del cable cocodrilo lo conectamos al cable de conexión , el otro extremo del cable de conexión lo colocamos en una de las partes de este cable en el interior del limón y la otra parte a uno de los extremo del cable cocodrilo , el otro extremo de este cable lo conectamos al puerto de corriente abierta(VCA) de la fuente reguladora ·         Conectamos la fuente reguladora , la prendemos , dejamos la potencia de la corriente cerrada y la colocamos en 4.5 volteos CASO I: ·         El 1o y 2o paso lo realizamos iguales ·         En el 3o lo único que cambiamos es el limón por trozos de naranja. EXPERIENCIA 3 : MATERIALES: ·         2 cables cocodrilo, 1 pila, 1 porta pila, 1 porta lámpara, 1 bombilla o foquito PROCEDIMIENTO: ·         Colocamos la pila en el porta pila ·         Conectamos el 1o cable cocodrilo al porta lámparas y el otro extremo del cable al porta pila ·         El 2o cable cocodrilo lo conectamos al otro extremo del porta pila y el otro extremo del cable a la porta lámpara EXPERIENCIA N° 4: MATERIALES: Un foco pequeño que funcione con 1,5 v., Una pila de cualquier tamaño (1,5 v). Un alambre (conductor). PROCEDIMIENTO 1.-Coger el conductor y armar el montaje mostrado en la figura (a). 2.-Tomar la pila y colocar el casquillo del foco sobre el polo positivo de la pila y el otro ex-tremo sobre el otro polo (fig. b). CIRCUITOS EN SERIES EXPERIENCIA 1 Ø     Materiales: ·                     4 porta pilas ·                     4 pilas ·                     3 porta lámparas ·                     3 lámparas ·                     4 cables pinza de cocodrilo CASO I: Primero unimos los polos distintos de las dos portas pilas. Luego conectamos tres cables de pinza de cocodrilo a las pilas y lámparas para así formar un circuito en serie. CASO II: Unimos las cuatro portas pilas por sus polos opuestos (quedando en serie) Luego unimos los portalámparas con los porta pilas con los cables pinza de cocodrilo de manera que quede en serie. CASO III: Armamos el mismo circuito anteriormente formado. Ahora separamos una lámpara de la porta lámpara del circuito y observamos lo que sucede. EXPERIENCIA 2: MATERIALES: ·                     3 porta lámparas ·                     3 lámparas ·                     1 interruptor ·                     1 fuente de alimentación ·                     5 cables de pinza de cocodrilo CASO I: Primero armamos el circuito en serie, con los tres portalámparas y los unimos con los cuatro cables de pinza de cocodrilo. Después enchufamos la fuente de alimentación con 6 voltios máximo y lo colocamos en modo de corriente cerrada. CASO II: Integramos el interruptor al circuito en serie del caso I. Observamos el cambio de un circuito abierto y un circuito cerrado. EXPERIENCIA 3: MATERIALES: ·         Fuente reguladora ·         7 cables cocodrilos ·         4 cables de conexión ·         1 porta lámparas ·         1foquito ·         4 tomates PROCEDIMIENTO: ·         Elegimos 4 tomates en buen aspecto y le hacemos un orificio en la parte superior ·         Conectamos el 1o cable cocodrilo al puerto de corriente cerrada de la  fuente reguladora con la porta lámparas ·         El 2o cable cocodrilo lo conectamos al porta lámparas y al cable de conexión ·         El 3o cable cocodrilo lo conectamos a una parte del cable de conexión del 1o tomate y al 2o cable de conexión del 2o tomate ·         El 4o cable cocodrilo lo conectamos a una parte del cable de conexión y al 3o cable de conexión de la parte que no se encuentre introducida al tomate ·         El 5o cable cocodrilo lo conectamos al cable de conexión y a la parte del cable de conexión que no se encuentre introducida en el tomate ·         El 6o cable cocodrilo lo conectamos al cable de conexión y a la otra parte del porta lámparas ·         El 7o cable cocodrilo lo conectamos al porta lámparas y al puerto de corriente abierta ·         Enchufamos la fuente reguladora , la prendemos, colocamos la palanca en corriente cerrada y la colocamos en 4.5 volteos  CIRCUITO PARALELO: EXPERIENCIA 1 MATERIALES: Fuente reguladora., 2 Cables cocodrilo,  Portalámparas con sus respectivos focos. PROCEDIMIENTO: Conectar un cable cocodrilo en la parte de corriente continua de la fuente reguladora y el otro lado del cable a un lado de la portalámparas, hacer el mismo procedimiento  con el otro cable pero conectando al lado de la Corriente abierta de la fuente reguladora. EXPERIENCIA 2   MATERIALES: Fuente reguladora, 6 Cables cocodrilo,  3 Portalámparas con sus respectivos focos. PROCEDIMIENTO: Conectar un lado del  cable a la corriente continua de la fuente reguladora y el otro lado del cable  a un lado del portalámparas. Conectar el siguiente lado del otro cable a la portalámparas anterior y el otro lado del cable lo conectamos a la  siguiente portalámparas. Hacer el mismo procedimiento  con los otros cables y con el último portalámparas  hasta conectar en la Corriente abierta de la fuente reguladora. EXPERIENCIA 3 MATERIALES: Fuente reguladora., 8 Cables cocodrilo., 3 Portalámparas con sus respectivos focos., Interruptor PROCEDIMIENTO: Conectar un lado  del cable a la corriente continúa de la fuente reguladora y el otro lado  conectarlo al interruptor. Con el siguiente cable conectar un lado de este al cable del interruptor  y el otro lado conectarlo al portalámparas. Conectar los siguientes cables  con un lado respectivo  del portalámparas  y los otros lados de las portalámparas conectarlo s con los cables cocodrilo, y el ultimo cable conectarlo a la corriente abierta de la fuente reguladora. EXPERIENCIA 4 MATERIALES: 1      1 Fuente reguladora., 7 Cables cocodrilo, 3 Portalámparas con sus respectivos focos, Interruptor.  PROCEDIMIENTO: Conectar un cable en la corriente cerrada del al fuente reguladora y el otro lado del cable conectarlo en el portalámparas. Con otro cable conectar  un lado del anterior portalámparas y el otro lado  del cable conectarlo al otro portalámparas. Hacer lo mismo con el siguiente portalámparas, al otro lado del portalámparas conectarlo al cable del interruptor. Conectar el otro lado  de otro cable cocodrilo  al otro cable  del interruptor que queda. Conectar el otro lado del cable que queda con el otro lado del portalámparas, hacer lo mismo con los demás cables y ´portalámparas hasta conectar un lado del cable a la corriente abierta de la fuente reguladora. EXPERIENCIA 5: MATERIALES: Una fuente de alimentación, 5 cables de conexión, 3 portalámparas con sus respectivos foquitos. Procedimiento Conecta los cables s de conexión como se muestra la imagen y  enciende la fuente de alimentación. EXPERIENCIA 6 : MATERIALES: Fuente reguladora, 5 cables cocodrilos. 2 porta lámparas, 2 foquitos, 2 trozos de plátano, 2 cables de conexión PROCEDIMIENTO: ·         El 1o cable cocodrilo lo conectamos al puerto de corriente cerrada y al porta lámparas ·         El 2o cable cocodrilo lo conectamos al porta lámparas y al cable de conexión ·         El 3o cable cocodrilo lo conectamos a una parte del 1º cable de conexión con el 2o cable de conexión ·         El 4ocable cocodrilo lo conectamos a una parte del cable de conexión q no esté introducida en el plátano  con el segundo porta lámparas ·         El 5o cable cocodrilo lo conectamos al porta lámparas y al puerto de corriente abierta de la fuente reguladora ·         Luego enchufamos la fuente reguladora, la prendemos , bajamos la palanca a corriente cerrada y la colocamos en 4.5 volteos MAQUETAS: Observamos los diferentes tipos de corriente presentadas en las maquetas.

  REFLEXIÓN: Circuito simple: Experiencia 1: ·         Caso  a: ¿Ocasionó un cambio? ¿Por qué? ·         Caso b: ¿Encendió la bombilla del portalámparas? ¿por qué se produjo esto? ·         Caso c: Cuándo la bombilla está  encendida ¿Está el circuito cerrado o abierto? ¿a qué se debe? ·         Caso d: ¿Por qué juega un papel importante en la iluminación del foquito o bombilla? Experiencia 2: ¿Enciende el foquito? ¿A qué se debe? Experiencia 3y 4: ¿Cuál es la diferencia en la transmisión de energía entre una fuente de alimentación y una pila? Circuitos en serie: Experiencia 1: ¿Por qué al destornillar una de las lámparas, las dos restantes del circuito en serie se apagan? Experiencia 2: ¿Cuál es la diferencia entre un circuito abierto y uno cerrado? Circuito Paralelo: ·         ¿Qué diferencia hay entre un circuito simple y uno paralelo? ·         Con respecto a la iluminación del foquito ¿Qué sucede? ¿Cómo se reparte la electricidad en un circuito paralelo? Experiencia 1: ¿A qué  se debe que la intensidad de iluminación sea la misma? Experiencia 2: Al aumentar la cantidad de portalámparas en la conexión del circuito ¿crees que se que tiene alguna diferencia con el caso A? Experiencia 3: ¿Por qué los demás focos no encienden a pesar de estar conectados entre sí? Experiencia 4: ¿El interruptor impide el paso de electricidad? Experiencia 5: ¿Por qué un foco tiene mayor intensidad que los otros? Experiencia 6: ¿Qué función cumple el plátano en el circuito? Maquetas: ¿Qué tipos de circuito se presentan en las maquetas?

  APLICACIÓN: ·    Investiga los conceptos de circuito abierto y circuito cerrado. ·    ¿Por qué es importante tomar en cuenta  los lados positivos y negativos de una pila? ·    ¿El cobre es un buen conductor eléctrico? ·    ¿Cómo se llama el aparato que mide la intensidad de correine eléctrica? ·    ¿Para qué sirven los interruptores? ·    ¿Qué son las cargas eléctricas? ·    ¿Cómo podrían funcionar los aparatos eléctricos si no hubiera electricidad? ·    ¿Para qué se usa el medidor en sus casas? ·    Nombrar aparatos que funcionen con corriente eléctrica VÍDEOS: