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Ciencia

Publicado el 21 de julio de 2014 | por jrtrillo

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LA ELECTRICIDAD: NUESTRO PRESENTE Y FUTURO

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: La electricidad: Nuestro presente y futuro
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES JUAN LÓPEZ MORILLAS
Localidad y provincia: JÓDAR (JAÉN)
Nombre del docente que coordina el proyecto: José Ramón Trillo Vargas
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): Primero y Segundo de la ESO
Número de estudiantes: 15
Enlaces de interés vinculados con el proyecto:

Descripción de la Experiencia

1.- DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA

La electricidad es una de las formas de energía más utilizadas en nuestro planeta. Para nuestro alumnado será importante conocer y comprender algunas de las leyes que la rigen, sus manifestaciones, generación, empleo y control, así como, sus relaciones con el magnetismo. Su importancia reside en la implicación de esta energía en el desarrollo de la sociedad y nuestra forma de vivir.

También nuestros alumnos adquirirán conocimientos sobre instalaciones y equipos eléctricos, sobre riesgos eléctricos y la manera de prevenirlos. Actualmente energía eléctrica es la más empleada en el mundo y no concebimos un futuro si ella.

2.- OBJETIVOS PROYECTO

2.1.- Objetivos generales del proyecto

Favorecer el aprendizaje mediante la experimentación, planificación, deducción y búsqueda de información; conocer distintas fuentes de información; potenciar el desarrollo cognitivo, desarrollando habilidades sociales y estrategias de aprendizaje mediante la experimentación; favorecer el trabajo en equipo, compartiendo intereses y habilidades; observar, analizar y razonar, los fenómenos eléctricos y magnéticos que nos rodean, así como sus aplicaciones prácticas en nuestra vida cotidiana; desarrollar la habilidad de expresión en público, mediante las puestas en común de los resultados obtenidos; y conocimiento de normas de seguridad y prevención de accidentes.

2.2.- Objetivos específicos

Conocer funciones de los distintos equipos eléctricos que hay en el hogar y en la industria; comprender qué es y cómo se origina la corriente eléctrica y sus dos tipos (c. a. y c. c.); distinguir la corriente alterna de la continua y conocer de manera descriptiva los conceptos de transformador y rectificador; comprender de forma descriptiva qué factores influyen en los valores de las magnitudes eléctricas; conocer los peligros de la electricidad; aprender a manejar equipos eléctricos; aprender a calcular el consumo de los electrodomésticos y fomentar el ahorro energético; comprender los conceptos fundamentales de la electricidad: carga, corriente eléctrica, resistencia, intensidad, tensión, energía y potencia; conocer algunas leyes básicas y realizar cálculos sencillos de magnitudes eléctricas en diferentes circuitos (en serie, en paralelo y mixtos) verificando los resultados mediante equipos de medidas; conocer la simbología básica y el vocabulario relacionado con el tema; conocer los efectos aprovechables de la electricidad y las formas de utilizarlos; interpretar esquemas eléctricos y realizar montajes a partir de estos; conocer el manejo de equipos de medida para realizar distintos tipos de medidas básicas: intensidad, tensión y resistencias; analizar, diseñar, elaborar y manipular de forma segura materiales, objetos y circuitos eléctricos sencillos; y conocer y valorar críticamente las distintas formas de generación de energía eléctrica.

3.- PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO

El procedimiento de trabajo en todas las sesiones será: presentación teórica en el encerado, apoyada por un video u otra presentación digital y un pequeño brainstorming; formación de grupos: de unos tres alumnos, los grupos no serán fijos; desarrollo de experimentos y trabajos; puesta en común de los trabajos realizados por los grupos; conclusiones; y curiosidades.

4.- SESIONES

1º Sesión (07/02/2014): PRESENTACIÓN Y PLANIFICACIÓN.

Presentación del proyecto profundiza que vamos a realizar. Explicamos a los padres, madres y alumnado en qué consiste nuestro proyecto, contestando a cuantas dudas tengan, repartimos toda la documentación en donde indicamos la planificación, objetivos y contenidos que vamos a trabajar. Realizamos una visita a las instalaciones para que conozcan las mismas, así como los equipos y materiales que vamos a utilizar.

2º Sesión (22/02/2014): CONOCEMOS LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO.

¿Qué es la electricidad? Proponemos un brainstorming. Posteriormente visionamos un vídeo sobre los distintos usos de la electricidad en nuestro entorno, así como las distintas formas de producción.

Conceptos: Carga eléctrica y magnetismo.

Formamos los grupos y realizamos experimentos con la electricidad estática, utilizamos material de laboratorio y otros traídos de casa.

Actividades:

  • Atraemos pequeños objetos cargados electrostáticamente, cargamos electrostáticamente globos y los pegamos a la pared, cambiamos el curso de un pequeño hilo de agua con un peine y hacemos rodar una lata de refresco vacía sin tocarla.
  • Con pequeñas limadura de hierro vemos las líneas magnéticas, observamos la relación entre campos magnéticos e imantamos pequeños objetos, como destornilladores para coger con más facilidad los tornillos. Realizamos varios juegos con los imanes.

Puesta en común de los dos conceptos vistos durante el día y de sus efectos (explicamos, el porqué de las cosas), buscamos aplicaciones y curiosidades a través de internet.

3ª Sesión (08/03/2014): ELECTROMAGNETISMO, LEY DE OHM, MEDIDAS, EQUIPOS ELECTRICOS.

Visionamos un video sobre motores, generadores y electroimanes. Proponemos un brainstorming.

Conceptos: relación entre la electricidad y el magnetismo; conceptos de tensión, intensidad y resistencia. Ley de ohm; y normas de seguridad que tenemos que tener en cuenta para trabajar con equipos eléctricos.

Actividades:

  • Aprendemos a utilizar distintos equipos eléctricos y herramientas y manejo de una fuente de alimentación.
  • Analizamos con equipos de laboratorio (electroimanes, motores y generadores) los conceptos vistos anteriormente realizando medidas sobre ellos. En el caso de generadores, ponemos una pequeña carga y aplicamos la ley de ohm.
    Construimos y hacemos girar una bobina de cobre esmaltado, la instalamos sobre una pila de petaca y con ayuda de dos imanes creamos el campo magnético.
  • Con ayuda de bobinas de distintas espiras y un núcleo de hierro observamos cómo cambia la tensión de la entrada a la salida, aprovechamos para explicar el funcionamiento de un transformador.
  • Experimentamos con la jaula de Faraday. Creamos una jaula con malla mosquitera, para ello envolvemos una caja de zapatos con la malla, posteriormente sintonizamos una radio y al introducirla dentro de la caja observamos como esta no capta la señal. Realizamos el experimento también con teléfonos móviles.

Puesta común de todas las ideas, empleando internet para posibles dudas, búsqueda de aplicaciones prácticas y curiosidades donde se emplee el electromagnetismo. Les sorprende mucho las aplicaciones en la informática y almacenamiento de datos.

4º Sesión (22/03/2014): PRODUCIMOS ELECTRICIDAD, CONCEPTO DE POTENCIA ELÉCTRICA, TRANSFORMACIONES DE LA ENERGÍA ELECTRICA EN OTRO TIPO DE ENERGÍA, CIRCUITO SIMPLE, MEDIDAS, PELIGROS Y BENEFICIOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA.

Explicamos el concepto de potencia eléctrica, así como las diferencias existentes entre la CC y la CA y visionamos un vídeo sobre las diferencias entre los dos tipos de corriente. Proponemos un brainstorming para captar las ideas previas que tienen sobre los conceptos.

Conceptos: potencia eléctrica, transformaciones de energía, generación de energía, corriente continua y alterna, circuito eléctrico, medidas eléctricas, polímetro y peligro y beneficios de la corriente eléctrica.

Actividades:

  • Con un osciloscopio producimos y vemos las figuras que ofrecen la corriente continua y la alterna.
  • Producimos electricidad de distintas formas: Con un circuito donde la fuente de alimentación son limones, con pilas, con un pequeño generador, con una placa fotovoltaica, con pequeños aerogeneradores, en todos los casos realizamos medidas sobre la tensión producida.
  • Vemos los peligros de la electricidad (sobre todo en alta tensión y en tensiones de 220 V y 380 V, las señales de advertencia son para respetarlas) y sus aplicaciones beneficiosas sobre el organismo humano (visionamos un power point). Con ayuda de un polímetro nos medimos todos nuestra resistencia eléctrica y realizamos un ejercicio cogiéndonos todos de las manos y vemos la resistencia de todos juntos y como si un compañero se suelta de la mano el circuito se interrumpe.
  • Realizamos circuitos eléctricos simples con las mesas del laboratorio, poniendo distintos tipos de resistencias (lámparas, zumbadores, ventiladores…), analizamos los distintos tipos de transformaciones energéticas, en todos los casos medimos con el polímetro la tensión e intensidad, calculando a posteriori la potencia y resistencia del circuito.

Puesta en común de ideas sobre los beneficios y peligros de la electricidad, así como sus efectos en ambos casos.

5º Sesión (05/04/2014): CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN SERIE Y PARALELO, ELECTRODOMÉSTICOS E INSTALACIONES EN VIVIENDAS.

Vemos las diferencias entre los circuitos en serie y paralelo, analizamos los mimos en la pizarra, y observamos cómo se divide la tensión y la intensidad en un caso y en otro.

Conceptos: circuitos serie y paralelo, funcionamiento de pequeños electrodomésticos e instalaciones en viviendas.

Actividades:

  • Realizamos montajes en las mesas de laboratorio de circuitos serie, paralelo y mixtos con lámparas. Podemos observar la variación de la intensidad luminosa de las lámparas según el montaje. Hacemos medidas de la tensión y la intensidad.
  • Les indico las aplicaciones prácticas de esos circuitos en nuestras casas y analizamos en cuadro general de protecciones que hay en nuestras casas a la entrada (explico las diferencias entre magnetotérmico y diferencial), respondo a preguntas de ¿Por qué solo hay un diferencial y varios magnetotérmicos y porque estos no son todos iguales? Con el cuadro de protecciones y el general del instituto lo explico. Aprovechado que tenemos un centro de transformación en la puerta del instituto, les explico la importancia de la corriente alterna para poder transformar la tensión eléctrica de 20.000 V a 220 V y 380 V, observamos los cables que salen del Centro y como se distribuyen en las distintas viviendas que están a nuestro alrededor.
  • Investigamos sobre lo anterior en internet y analizamos todos juntos distintos esquemas eléctricos, poniendo especial interés en la simbología.
  • Hemos traído varios pequeños electrodomésticos de nuestras casas, todos ellos inservibles, los desmontamos y observamos sus componentes. Cada grupo explica el funcionamiento de su electrodoméstico.

6º Sesión (26/04/2014) JUGAMOS CON LA ELECTRICIDAD, SIMBOLOGÍA.

Vemos la simbología de los circuitos eléctricos: interruptores, lámparas, zumbadores….

Esta sesión la dedicamos a realizar juguetes aplicando la electricidad, realizamos dos juguetes uno de habilidad creando un circuito eléctrico y otro de relaciones entre nombres y simbología eléctrica. En ambos casos realizamos los correspondientes esquemas eléctricos.

5.- CONCLUSIONES

En estas sesiones han optimizado el procesamiento de la información, la investigación, el trabajo colaborativo, la creación y socialización del conocimiento. Hemos empleado distintos procedimientos didácticos, actividades, recursos variados, sugestivos y atractivos despertando el interés de los alumnos en el campo de la electricidad. Muchas cosas se han hecho, muchas ideas interesantes están disponibles, pero todavía nos queda mucho por hacer.

Créditos: imagen de TwOsE.

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Sobre el colaborador

Profesor de Tecnología en el Instituto Juan López Morillas de Jódar.



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