LBS Tecnología 9°

GUÍA DE ESTUDIO

GRADO NOVENO

SEGUNDO PERIODO

5 de Diciembre/16 al 24 de Marzo/17

SISTEMAS ELÉCTRICOS

¿Qué es un sistema eléctrico?

Operadores eléctricos

Circuitos eléctricos

Análisis e implementaciones de circuitos eléctricos 

ESTÁNDARES: Resuelvo problemas utilizando conocimientos tecnológicos y teniendo en cuenta algunas restricciones y condiciones.

COMPONENTES DE ÁREA: SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TECNOLOGÍA

COMPETENCIAS

Conceptual

Nombra y explica diferentes operadores eléctricos presentes en un sistema, según sus funciones y características

Explica con sus propias palabras que es un circuito eléctrico y lo clasifica según sus características

Procedimental

Lleva a cabo el análisis e implementación de circuitos, utilizando diferentes técnicas vistas en clase.

Elabora un proyecto académico en el que utiliza diferentes componentes eléctricos, para el diseño e implementación de un circuito.

Actitudinal

Manifiesta interés por aprender más acerca de la tecnología y sus campos de aplicaciones.

Clase 1: 

Clase de presentación del segundo periodo y sus temas, se realiza una  introducción, dando a conocer los objetivos, planteando normas, ejes temáticos, competencias y/o habilidades que se pretenden alcanzar.

Clase 2: 

Recapitularemos los conceptos vistos en el primer periodo y se presenta un vídeo: La corriente eléctrica:

https://youtu.be/RyZxOWlNowQ

Abre el link y observa el vídeo, luego realiza una reflexión de mínimo media página sobre lo que entendiste y como se relaciona con los sistemas eléctricos.

El átomo

Generalidades de los cuerpos:

Naturaleza: Llámese naturaleza al conjunto de los seres que nos rodean, y a los agentes que actúan sobre ellos.

Dichos seres se dividen en tres grupos, que forman los tres reinos: El animal, el vegetal y el mineral. A nosotros no interesa este último (El mineral), que agrupa todos los cuerpos inorgánicos, o carentes de vida.

Materia: Es todo lo que ocupa lugar en el espacio y que impresiona a nuestros sentidos. Por ejemplo: el agua, el aire, el hierro, etc.

La materia, se puede transformar, pero no es posible, crearla ni destruirla.

Cuerpo: Es toda cantidad limitada de materia.

Constitución de la materia:

La experiencia diaria, nos demuestra la propiedad fundamental de la materia: la divisibilidad. Sin esta propiedad, sería imposible aserrar, limar, trabajar los materiales, etc.

Las partes más pequeñas obtenidas por estos medios mecánicos reciben el nombre de partículas. Estas están formadas, por las llamadas moléculas que son la menor parte del cuerpo que puede existir en estado libre y en equilibrio, en condiciones normales.

Las moléculas, a su vez, están constituidas por partes más pequeñas llamadas átomos.

El átomo es como un “sistema solar”, en cuyo centro estaría el núcleo atómico, y orbitando a su alrededor los electrones. El núcleo atómico está formado, por protones y neutrones. Los electrones tienen carga eléctrica negativa, los protones tienen carga eléctrica positiva, y los neutrones tienen carga eléctrica neutra.

Inicialmente los átomos tienen carga eléctrica neutra.

Clase 3: 

Trabajaremos el tema Tipos de corriente eléctrica, Toma apuntes y realiza el crucigrama.

Tipos de corriente eléctrica

Corriente continua (CC)

Producida por, baterías, pilas o por generadores de corriente continua (Dinamos). Se caracteriza por que los electrones en su recorrido no cambian de sentido, es decir la tensión es constante al valor de su polaridad.

Corriente Alterna (CA)

Producida por generadores de corriente alterna (Alternadores). Se caracteriza porque los electrones cambian su sentido constantemente, es decir, la tensión varia en valor y polaridad.

ACTIVIDAD:

Responde el siguiente crucigrama:

Verticales 1: Partículas con carga eléctrica positiva. (Plural)

Verticales 2: Conjunto de los seres que nos rodean, y a los agentes que actúan sobre ellos. 

Horizontales 3: Reino de la Naturaleza que agrupa todos los cuerpos inorgánicos, o carentes de vida. 

Verticales 3: Lo que ocupa lugar en el espacio y que impresiona a nuestros sentidos.

Verticales 4: Partículas que se encuentran alrededor del núcleo y tienen carga eléctrica negativa. (Plural)

Horizontales 5: Cantidad limitada de materia. 

Horizontales 6: Parte central del átomo. Tiene carga positiva, y en él se concentra casi toda la masa del mismo.

Horizontales 7: Menor parte del cuerpo que puede existir en estado libre y en equilibrio.

Horizontales 8: Partículas carentes de carga eléctrica que se encuentra en el núcleo del átomo. (Singular)

Clase 4: 

Veremos el tema Circuitos eléctricos siguiendo la lectura en el blog del curso, toma de apuntes y actividad.

Circuitos eléctricos

Para definir el concepto de un circuito eléctrico primero tenemos que distinguir sus componentes fundamentales, que son: Una fuente de alimentación o generador (Pilas, baterías, dinamos, etc.), un material conductor (Cables o alambres); un interruptor (Llaves de un punto, de combinación, etc.); y un receptor (Lámparas, motores, planchas, resistencias, electrodomésticos en general, etc.).

Fuente de energía

Transforman un tipo de energía determinado en energía eléctrica. Pueden ser, pilas, baterías, generadores, etc.

El circuito básico 

Los electrones (-) se concentran en el polo negativo, mientras que en el polo positivo, se concentran los protones (+). Las cargas positivas van “absorbiendo” los electrones de los átomos próximos del conductor, a estos átomos se les pasa los electrones de los anteriores, y así sucesivamente hasta llegar a las proximidades del polo, que es quien “inyecta” los electrones que faltan, ya que se los queda el polo positivo. El sentido que llevan los electrones en su movimiento es del polo (-) al polo (+) y se lo denomina sentido real de la corriente eléctrica.

Tensión

El generador es una “maquina” que transforma un tipo de energía determinado en energía eléctrica.

Lo que realmente sucede en su interior es que recibe los electrones en su polo positivo y les aplica una fuerza para mandarlos al polo negativo y “despegarlos” de las cargas positivas que son las que los retienen por atracción. De este modo se consigue crear una diferencia de cargas entre los polos positivo y negativo. Pues bien, a la fuerza necesaria para trasladar los electrones se la denomina FUERZA ELECTROMOTRIZ.

Y a la diferencia de cargas existentes entre el polo positivo y el negativo se lo denomina DIFERENCIA DE POTENCIAL o TENSIÓN.

Por lo tanto, se denomina Tensión a la fuerza o empuje que provoca el movimiento de cargas eléctricas a través de un material conductor. Se simboliza con la letra (E), su unidad es el Volt (V) y se mide con un instrumento llamado Voltímetro.

Clase 5: 

Iniciaremos con el tema Elementos conductores y aislantes y realizaremos una predicción sobre algunos materiales y taller en clase. 

Aislantes y conductores

Anteriormente vimos que los átomos de un aislante poseen los electrones muy ligados a sus órbitas, mientras que los conductores no, y por lo tanto, dichos electrones son “compartidos” por átomos cercanos permitiéndoles una movilidad que facilitara la creación de una corriente eléctrica. Ambos son fundamentales en un circuito eléctrico. Los conductores permitirán la circulación de electrones, y por lo tanto, que haya corriente eléctrica. Los aislantes impedirán que los electrones circulen, y por lo tanto se fuguen por caminos no deseados.

Ejemplos de aislantes:

Plástico, goma, papel, algodón, porcelana, seda, etc.

Ejemplo de conductores:

Platino, plata y oro (Son caros y empleados en sitios muy puntuales, como por ejemplo, en pequeños contactos), cobre, aluminio (empleados en instalaciones domiciliarias y líneas de alta tensión), estaño, zinc, mercurio, etc.

Taller en clase:

Responde las preguntas en tu cuaderno y al terminar entrega a la docente para ser calificado.

1. ¿Que quiere decir que un elemento es conductor de corriente?

2. ¿Que quiere decir que un elemento es no conductor de corriente?

3. De los siguientes materiales elabora una lista de los que son conductores y los no conductores de corriente: alambre, bombillo, lápiz, llave, pincel, marcador, clip, pila. justifica tu clasificación.

4. ¿Que nombre reciben los materiales no conductores?

5. ¿Cuales son las características de los materiales conductores?

6. ¿Cuales son las características de los materiales no conductores?

7. Dibuja 5 materiales conductores y 5 aislantes.

Tarea: traer para la próxima clase los siguientes materiales para elabora en clase un circuito simple.

Materiales:

• Porta focos
• Bombillo led
• Cinta aislante
• Pila de 12v o 9v
• Medio octavo de cartón paja o tabla de madera
• Cable negro y rojo
• Swiche

Clase 6:

Realizaremos en clase un circuito eléctrico.

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

1- ¿Qué es un circuito eléctrico?

Se denomina así a la trayectoria cerrada que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.

2- Elementos básicos de un circuito eléctrico
- Generador de corriente eléctrica (pila o batería): Fuente de energía que genera un voltaje entre sus terminales logrando que los electrones se desplacen por el circuito.

- Conductores (cables o alambre): Llevan la corriente a los demás componentes del circuito a través de estos cables.

- Resistencia (foco): Transforma esta energía eléctrica en energía lumínica y calórica.

- Interruptor: Dispositivo de control, que permite o impide el paso de la corriente eléctrica a través de un circuito, si éste está cerrado y que, cuando no lo hace, está abierto.

Existen otros dispositivos de control llamados fusibles (tapones automáticos), que pueden ser de diferentes tipos y capacidades. Un fusible es un dispositivo de protección tanto para ti como para el circuito eléctrico.

Sabemos que la energía eléctrica se puede transformar en energía calórica. Hagamos una analogía, cuando hace ejercicio, tu cuerpo está en movimiento y empiezas a sudar, como consecuencia de que está sobrecalentado. Algo similar sucede con los conductores cuando circula por ellos una corriente eléctrica (movimiento de electrones) y el circuito se sobrecalienta. Esto puede ser producto de un corto circuito, que es registrado por el fusible y ocasiona que se queme o funda el listón que está dentro de el, abriendo el circuito, es decir impidiendo el paso de corriente para protegerte a ti y a la instalación.


3- Tipos de circuitos eléctricos
Dependiendo de la manera en que se conectan los componentes de un circuito, estos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos.

3.1- Circuito en serie
♦ Los componentes están conectados de modo que las cargas eléctricas circulan por un solo trayecto.

♦ La corriente eléctrica es la misma en cada componente

♦ Si conectamos varias ampolletas en serie, estamos aumentando la resistencia, por lo que como resultado, disminuye la corriente eléctrica y la intensidad de luz en cada ampolleta baja notoriamente.

♦ Una desventaja es que si se corta el paso de corriente en cualquier punto del circuito, cesa la conducción, lo que provocaría que todas ampolletas se apaguen.

3.2- Circuito en paralelo

♦ Los componentes están conectados de modo que se presenta más de un camino para el paso de las cargas eléctricas.

♦ Cada ampolleta está conectada directamente a la pila, de modo que todas tienen el mismo voltaje.

♦ Al aumentar la cantidad de ampolletas en paralelo, no aumenta la resistencia, sólo disminuye la corriente, por lo que cada ampolleta brilla con igual intensidad.

♦ Los circuitos de nuestras casas son en paralelo, de modo de conectar distintos aparatos eléctricos que requieren distinta corriente para funcionar.

♦ Cada aparato eléctrico presenta a su vez un interruptor y puede prenderse o apagarse independientemente del resto.

Creado por Portal Educativo. Fecha: 2012-04-06. Se autoriza uso citando www.portaleducativo.net

Clase 7:

Toma apuntes en tu cuaderno sobre el contenido de la clase anterior "Circuitos eléctricos" y del nuevo tema.

Resistencia de los aislantes. La rigidez dieléctrica.

Ya dijimos al principio de esta Unidad que los materiales aislantes o dieléctricos evitaban el paso de electrones por zonas no deseadas evitando accidentes de esa manera, y protegiendo a personas e instalaciones eléctricas. Su resistencia es de varios millones de ohmios y su resistividad altísima. Pero ésta se ve modificada enormemente por cambios de temperatura o de humedad, de manera que en vez de dar la resistencia de un aislante en ohmios, se suele dar otro dato denominado RIGIDEZ DIELÉCTRICA, que no es otra cosa que la tensión capaz de perforar al material aislante. Lo que sucede tras esta perforación suele ser la destrucción del aislante, debido a las altas temperaturas que se alcanzan al pasar la intensidad de corriente por él. No se mide en ohmios, sino en kV/mm (kilovoltios por milímetro de espesor del aislante). Este dato depende de la temperatura, humedad, tiempo de aplicación de esa tensión y otros muchos factores. Por lo tanto, podemos decir que no es un dato constante.

Un ejemplo claro de esto son las tormentas. El aire es aislante. Cuando una nube pasa con una diferencia de cargas respecto a la tierra tan alta, que la diferencia de potencial entre nube y tierra supera la rigidez dieléctrica del aire, se produce la ruptura del aislante (aire) en forma de lo que conocemos como rayo. A continuación viene el trueno, que no es más que el sonido producido por el aire al expandirse repentinamente debido al calentamiento producido precisamente por la energía que ha liberado el rayo.

ACTIVIDAD FINAL

Realiza una maqueta donde se pueda observar un sistema eléctrico en uso. ejemplo: una lámpara, una linterna, etc. A continuación se muestran los criterios de calificación tanto de informática como de tecnología.