Los circuitos eléctricos

	Autor: Hernán Ferrari Responsable disciplinar: Silvia Blaustein Área disciplinar: Física Temática: Circuitos eléctricos con corrientes continuas. Resistencias en serie y en paralelo. Leyes de Kirchhoff Nivel: Secundario, ciclo básico Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar

Propósitos generales

Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.

Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.

Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.

Introducción a las actividades

En la actualidad, es tan común la aplicación del circuito eléctrico que tal vez no se le da la importancia que tiene. El automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la aspiradora y las computadoras, entre muchos otros, son aparatos que requieren circuitos eléctricos simples, combinados y complejos para su funcionamiento.

Un circuito pasivo o lineal queda determinado por la conexión de dos o más componentes como resistencias, inductores, capacitores o fuentes; contiene al menos una trayectoria cerrada y puede analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento tanto en corriente continua como en corriente alterna.

Existen leyes fundamentales que rigen cualquier circuito eléctrico. Estas son: ley de corrientes de Kirchhoff, ley de tensiones de Kirchhoff, ley de Ohm, teorema de Norton y teorema de Thévenin.

Objetivos de las actividades

Que los alumnos estudien el comportamiento del conjunto de elementos pasivos, como pilas y resistencias, que se interconectan para formar un circuito eléctrico, y que comprendan las leyes que rigen sus propiedades.

Actividad 1

1. Observen los siguientes videos. Luego, resuelvan las preguntas del cuestionario relacionándolas con lo observado.

Videos:

Circuitos y corrientes

 Ley de Ohm

Resistencias eléctricas

Modelo de resistencia eléctrica

Efecto Joule

Leyes de Kirchhoff

Cuestionario:

a) ¿En qué unidades se mide la cantidad de cargas que se mueven por segundo en un circuito, es decir, la corriente eléctrica del circuito?

b) ¿Qué descubrimiento de Alejandro Volta permitió mantener fluyendo cargas en un circuito eléctrico?

c) ¿Qué relación hay entre la diferencia de potencial que genera una pila y la corriente que circula en un circuito? Enuncien la Ley de Ohm.

d) ¿Qué características geométricas de un conductor determinan el valor de su resistencia al paso de la corriente?

e) ¿Cuándo se dice que dos resistencias se conectan en serie, y cuándo, en paralelo? ¿Cómo es la resistencia total en cada uno de estos casos?

f) Describan un modelo que explique la resistencia al movimiento de las cargas en un conductor considerando las impurezas y los defectos que tenga.

g) ¿Cómo se puede aprovechar la resistencia eléctrica para generar luz?

h) ¿Qué expresiones pueden dar para la cantidad de calor que se pierde en una resistencia por unidad de tiempo (potencia)? ¿En qué unidades se mide?

i) Enuncien la ley de Kirchhoff sobre conservación de la carga o ley de nodos.

j) Enuncien la ley de Kirchhoff sobre conservación de la energía o ley de mallas.

2. Realicen un informe con el programa Write de sus equipos portátiles, que incluya las distintas respuestas a la actividad y las conclusiones a las que arribaron.

Actividad 2

1. A partir de los videos observados, elaboren una breve descripción sobre la electricidad y sus utilidades. De ser necesario, pueden buscar más información en la Web.

a) ¿Cuáles son los distintos elementos que componen un átomo?

b) ¿A qué se denomina un electrón libre?

c) ¿Qué es la corriente eléctrica?

d) Describan los componentes de un circuito eléctrico.

e) ¿Cuál es el sentido de la corriente en un circuito eléctrico y en qué sentido se mueven los electrones?

g) ¿Qué se entiende por voltaje, tensión o diferencia de potencial?

h) Den una definición de corriente eléctrica.

i) ¿De qué depende la resistencia eléctrica de un dado conductor? ¿En qué unidades se mide?

j) Definan la ley de Ohm. Elaboren una tabla con la tensión, la corriente y la resistencia de un circuito variando los valores del voltaje y la resistencia.

k) ¿Qué símbolos se utilizan para representar los distintos elementos de un circuito? Hagan un gráfico de un circuito con diversos elementos, utilizando estos símbolos.

l) ¿Cuándo se dice que dos resistencias están en serie, y cuándo, en paralelo?

2. Elaboren un informe con el programa Write de sus equipos portátiles, que incluya las distintas respuestas de la actividad y las conclusiones a las que arribaron.