GUÍA Nº 13: ENERGIA ELECTRICA Y MECANSIMOS DE ELECTRIZACIÓN

Unidad Unidad 3: Electricidad y calor.

OA/AE OA 8 Analizar las fuerzas eléctricas, considerando:-Los tipos de electricidad.-Los métodos de electrización -La planificación, conducción y evaluación de experimentos para evidenciar las interacciones eléctricas.-La evaluación de los riesgos en la vida cotidiana y las posibles soluciones.

Asignatura Ciencias Naturales.

Habilidades Conocer, comprender, aplicar.

Conceptos Claves Corriente, electricidad, voltaje, resistencia, partículas cargadas, interacciones eléctricas, contacto, frotamiento, inducción, polarización de cargas

Cantidad de páginas. 4

Email macarena.gomez@colegiostarosa.cl

Horario de clases. 8ºA: Lunes: 09.30hrs a 10:10hrs Miércoles: 08:30hrs a 09:10 hrs.

8º B: Martes 10:30 hrs a 11:10hrs. Jueves:09:30 hrs a 10:10

La presente guía teórica-práctica tiene como finalidad principal que ustedes como alumnas logren reconocer y establecer principales características de corriente eléctrica, voltaje y resistencia eléctrica. Además de establecer que tipos de cargas eléctricas son capaces de interaccionar entre ellas.

La guía será trabajada como mecanismo de refuerzo a la realización de la clase online, por lo cual se hace indispensable el trabajo individual previo, para la obtención de los aprendizajes significativos esperados y así permitir un trabajo colaborativo-profesor-alumna durante el desarrollo de la clase.

1. Corriente eléctrica

Cuando las cargas eléctricas se mueven en una misma dirección se genera la corriente eléctrica. Una corriente eléctrica corresponde al movimiento ordenado de cargas eléctricas (electrones) de un punto a otro a través de un conductor. El estudio de las cargas en movimiento se llama electrodinámica.

Para medir la cantidad de carga de una corriente, consideramos la intensidad de corriente eléctrica, que corresponde a la cantidad de carga (electrones) que pasa por una sección transversal de un conductor por unidad de tiempo.

Su unidad de medida en el S.I., es el amperio o ampere (A). Un amperio equivale a que circule una carga eléctrica de un coulomb por segundo (1 C/s) por un material.

Existen dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa.- Cuando se acercan dos cuerpos con cargas eléctricas iguales, estos se repelen.- Si se acercan dos cuerpos con cargas eléctricas diferentes, estos se atraen.- Los cuerpos sin carga (neutros) pueden ser atraídos por cuerpos de cualquier carga.

Sin embargo, los cuerpos normalmente son neutros. Cuando un átomo o un cuerpo tienen las mismas cargas positivas (protones) y negativas (electrones) se dice que está eléctricamente neutro, es decir sus átomos permanecen con una carga neta igual a cero. Cuando algún fenómeno hace que los átomos que conforman un cuerpo pierdan o ganen electrones, se produce un desequilibrio entre la cantidad de electrones y protones, y se dice que este cuerpo está electrizado. El cuerpo que pierde electrones queda con carga positiva y el que recibe electrones queda con carga negativa. La carga eléctrica del protón es +e o simplemente e y la carga eléctrica del electrón es –e

Como son los electrones los que se mueven de un cuerpo a otro, se estableció al electrón como la partícula fundamental que porta carga eléctrica. La carga neta corresponde a la suma algebraica de todas las cargas que posee un cuerpo.

Colegio Santa RosaEquipo Técnico Pedagógico Prof. Macarena Gómez Ibarra. 8º básico

Se estableció por convención que el “sentido de circulación de la corriente eléctrica, corresponde al sentido opuesto a la circulación de los electrones”. En el caso de las pilas y baterías, los electrones se mueven en el sentido que va desde el polo negativo (-) al polo positivo (+) y la corriente eléctrica tiene entonces el sentido opuesto.

Dos cargas eléctricas de “igual signo” se repelen

Dos cargas eléctricas de “distinto signo” se atraen

2.Voltaje

El voltaje se puede entender como la capacidad de una carga eléctrica para moverse en presencia de una fuerza eléctrica. También se denomina diferencia de potencial eléctrico, y ocurre cuando dos puntos de un conductor tienen cargas de magnitud muy diferentes, se dice que tienen una diferencia de potencial eléctrico que hace que las cargas eléctricas se muevan de un punto a otro.

En un circuito eléctrico, el voltaje puede ser producido por una pila o una batería, que basan su funcionamiento en reacciones químicas que separan cargas eléctricas ubicandolas en puntos distintos (polos + y -) de manera que entre los polos se produzca una diferencia de potencial.

3.Resistencia eléctrica

Cada material presenta una oposición al flujo de carga eléctrica característica que depende, entre otras cosas de su estructura atómica y de su temperatura,

esto se llama resistividad. Dependiendo de la resistividad de cada material, se pueden clasificar en aislantes, semiconductores o conductores.

A nivel atómico, la resitividad se explica por la vibración constante de los átomos que forman la materia. En los materiales aislantes, la vibración es muy grande, lo que dificulta o impide el flujo de electrones. En los materiales conductores, en cambio, la vibración de los átomos es mínima, y los electrones libres pueden circular con facilidad por ellos, transportando cargas eléctricas.

En un conductor de forma cilíndrica, como un cable de las instalaciones eléctricas de una casa, la resitencia eléctrica depende:

- Del largo del conductor- Del diametro o grosor del cable (área de la sección

transversal)- De la temperatura- De la estructura atómica de cada material (tipo de

material)

Resistencia eléctrica:

* Ejemplos de materiales Conductores: los metales, tales como la plata, el cobre, el aluminio, y el hierro. Materiales a través de los cuales la corriente circula con relativa facilidad.

* Ejemplos de materiales aislantes o dieléctricos: el hule, la madera, el plástico, el vidrio, la porcelana, la seda y el corcho. Son materiales que presentan gran dificultad para permitir el paso de la corriente.

* Ejemplos de materiales semiconductores: El carbón, el germanio y el silicio.

Existen tres formas básicas de modificar la carga neta de un cuerpo: frotamiento, contacto e inducción. En todos estos mecanismos actúa el principio de conservación de la carga, que nos dice que la carga no se crea (por contacto, frotamiento ni inducción) solo se transfiere de un cuerpo a otro. A continuación veremos unas de las principales características de los diferentes mecanismos de electrización.

Carga por Frotamiento

En la carga por frotamiento o fricción se transfieren electrones por la fricción del contacto de un material con el otro. Aun cuando los electrones más internos de un átomo están fuertemente unidos al núcleo, de carga opuesta, los más externos de muchos átomos están unidos muy débilmente y pueden desalojarse con facilidad. La fuerza que retiene a los electrones exteriores en el átomo varia de una sustancia a otra.

Por ejemplo: Los electrones son retenidos con mayor fuerza en el hule o caucho (polímero natural) que en la piel de gato y si se frota una barra de aquel material contra la piel de un gato, se transfieren los electrones de este al caucho. Por consiguiente la barra queda con un exceso de electrones y se carga negativamente. A su vez, la piel queda con una deficiencia de electrones y adquiere una carga positiva. Los átomos con deficiencia de electrones son iones, iones positivos porque su carga neta es positiva. Si se frota una barra de vidrio o plástico contra un trozo de seda tienen mayor afinidad por los electrones que la barra de vidrio o de plástico; se han desplazado electrones de la barra hacia la seda.

Carga por Contacto:

Es posible transferir electrones de un material a otro por simple contacto.

Por ejemplo: Si se pone en contacto una varilla cargada con un cuerpo neutro, se transferirá la carga a este. Si el cuerpo es un buen conductor, la carga se dispersara hacia todas las partes de su superficie, debido a que las cargas del mismo tipo se repelen entre sí. Si es un mal conductor, es posible que sea necesario hacer que la varilla toque varios puntos del cuerpo para obtener una distribución más o menos uniforme de la carga.

Carga por Inducción:

La inducción es un proceso de carga de un objeto sin contacto directo. Cuando permitimos que las cargas salgan de un conductor por contacto, decimos que lo estamos poniendo a tierra.

Durante las tormentas eléctricas se llevan a cabo procesos de carga por inducción. La parte inferior de las nubes, de carga negativa, induce una carga positiva en la superficie terrestre. Benjamín Franklin fue el primero en demostrar este hecho a través de su famoso experimento de la cometa, que le permitió comprobar que los rayos son un efecto eléctrico. Franklin descubrió también que la carga fluye con facilidad hacia o desde objetos puntiagudos y así se construyó el primer pararrayos.

CUESTIONARIO:

Según lo visto en clases y tu guía de estudio responde lo siguiente:

1.-Nombra las partículas del átomo e indica la carga de cada de cada una.

2.- ¿Qué partículas son responsables de los fenómenos eléctricos? ¿Qué es carga eléctrica?

3.- ¿Cómo se carga positivamente un cuerpo? ¿y negativamente? Explique

4.- ¿Qué hace que se muevan los electrones desde un punto hasta otro? Relacione con conductores eléctricos.(2ptos)

5.-¿ Por qué el voltaje también se puede definir como diferencia de potencial? Explique.

6.- Determine principales características entre electrización por contacto y por frotamiento

7.-Realice un mapa conceptual que resuma los contenidos trabajados de electricidad.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Es importante que antes de la clase online por meet, tengan el desarrollo de su guía listo para poder ir en conjunto resolviendo dudas y así poder optimizar el tiempo de la mejor manera posible, a su vez aquellas alumnas que no puedan participar de la clase deben entregar guía desarrollada al correo del docente: macarena.gomez@colegiostarosa.cl día jueves 05 de Noviembre.