5to Estudiante Electricidad Corriente Elec

“GUÍAS DEL ESTUDIANTE”.

Material elaborado por: Edwin Salazar P. Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación

GUÍAS DEL ESTUDIANTE

ELECTRICIDAD Y CORRIENTE ELÉCTRICA

CIENCIAS NATURALES 5° BÁSICO

ELECTRICIDAD Y CORRIENTE ELÉCTRICA Ciencias Naturales 5º Básico

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GUÍA 1. FUERZA ELÉCTRICA

ACTIVIDAD 1 La electricidad es fundamental en la vida moderna. Permite iluminar nuestros

hogares, hace posible el funcionamiento de múltiples aparatos, aporta la energía que

requieren las industrias, etc.

Si bien la electricidad te resulta muy familiar debido a la gran cantidad de aparatos

que funcionan con electricidad, este fenómeno físico está presente en la naturaleza

sin que la intervención del hombre sea necesaria: los rayos, truenos y relámpagos son

manifestaciones de fenómenos eléctricos. También es un fenómeno eléctrico la

atracción, que habrás observado, entre objetos, como un globo de goma y el muro o

el cielo raso de una habitación. Suele usarse esta atracción para adornar con globos

una fiesta de cumpleaños. ¿No lo has visto? Entonces te invitamos a realizar la

siguiente actividad.

Ejercicio 1. Seguramente recuerdas algún apagón, es decir, la suspensión del servicio de

provisión de energía eléctrica, por alguna falla en el sistema que la proporciona. Si

no recuerdas alguno, entrevista a amigos o familiares para responder las siguientes

preguntas:

a) ¿Cómo se vieron afectadas las actividades de la casa?

b) ¿De qué manera afectó el apagón la vida en el barrio en que vives?

c) ¿Qué problemas se habrán presentado en la ciudad?

d) Compara tus respuestas con las de un par de compañeros y juntos completen,

con la información de los tres, las preguntas anteriores.

Ejercicio 2. Materiales: 2 globos de goma e hilo.

Infla los globos y ciérralos atando un hilo en la boquilla de entrada del aire.

a) Coloca uno de los globos sobre el pupitre y acerca a él el otro globo. ¿Ocurre

algo?

b) Luego frota ambos globos con un paño de lana o simplemente frótalos en tu

suéter o polera y en seguida deja un globo sobre tu mesa y acerca el otro globo

a él. ¿Qué ocurre? Anota en tu cuaderno lo observado.

c) Luego acerca uno de los globos a la cabellera de un compañero, o mejor, de una

compañera que tenga el cabello largo. ¿Qué ocurre? Anota eso.


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Si dos cuerpos se atraen diremos que entre ellos hay “fuerzas eléctricas de atracción”

y si dos cuerpos se repelen diremos que entre ellos hay “fuerzas eléctricas de

repulsión”.

Es decir, si en la figura siguiente, el globo gris y el globo blanco se separan

espontáneamente al poner uno junto al otro, es porque el globo gris ejerce una fuerza

de repulsión al globo blanco y el globo blanco ejerce fuerza de repulsión al globo gris.

En la figura de la derecha se han representado las fuerzas

que se ejercen los globos mediante flechas.

Recuerda que antes de frotar los globos, entre ellos no

había ni atracción ni repulsión y después de frotarlos se repelieron. O sea, cuando los

globos se frotan adquieren “algo” que hace que se repelan. A ese “algo” se le llama

carga eléctrica.

Para estudiar mejor las fuerzas eléctricas realizaremos algunos

experimentos sencillos con los siguientes materiales: dos globos de

diferente color, hilo, un trozo de tubo de plástico (PVC) o una regla de

plástico y una bolsa plástica (polietileno).

d) A continuación apoya los globos en el cielo raso de la sala. (Puede ser necesario

que vuelvas a frotar el globo). Para hacer esto tendrás que subirte a una silla.

Ten cuidado de no caer y pide ayuda a uno de tus compañeros. ¿Qué ocurre?

Lo que has observado puede describirse diciendo que en algunos casos hubo

atracción y en otros repulsión.

e) ¿En qué caso o casos observaste atracción? ¿En qué caso hubo repulsión?


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Analicemos lo observado en el experimento anterior.

1. Puesto que se observa que puede haber fuerzas de atracción o de repulsión, debe

existir dos tipos de carga eléctrica. 2. Cuando ambos globos se frotaron con el mismo tipo de tela deben haber adquirido

el mismo tipo de carga eléctrica. En este caso se observó repulsión entre los globos.

Entonces se puede concluir que cuando dos cuerpos tienen el mismo tipo de carga, los cuerpos se repelen.

3. Cuando se acercó la regla frotada con plástico al globo, se observó atracción entre

el globo y la regla. En este caso el globo y la regla deben tener diferente tipo de

carga. Ahora se puede concluir que cuando dos cuerpos tienen diferente tipo de carga, los cuerpos se atraen.

Ahora te proponemos una serie de experimentos sencillos que podrás realizar con un

compañero.

Ejercicio 3. Ata un hilo de más o menos un metro de largo a uno de los globos de modo que

puedas colgarlo como muestra la figura.

a) Frota ambos globos en tu suéter o polera y mientras uno de tus compañeros

sostiene un globo mediante el hilo, acércale el otro globo. ¿Qué ocurre? ¿Puede

llegar a tocar un globo al otro?

b) Anota en tu cuaderno lo observado. ¿Hay atracción o repulsión entre los globos?

c) Repite la experiencia anterior pero ahora acerca poco a poco el globo al que está

colgado. ¿Cuándo es mayor la repulsión? ¿Cuándo están más lejos o más cerca

los globos? ¿Cómo te das cuenta de eso?

d) Ahora frota la regla o el tubo de plástico y acércala al globo colgado. ¿Qué

ocurre? ¿Hay atracción o repulsión? Anota lo observado.


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Ejercicio 4. Para realizar estos experimentos necesitarás los siguientes materiales: dos

bombillas plásticas, de esas que se usan para beber líquidos, hilo, una bolsa de

polietileno, tijeras.

a) Con una bombilla plástica y un trozo de hilo has el montaje de la figura.

Mientras tu compañero sostiene esa bombilla por el hilo, frota la bombilla con

la bolsa de polietileno. También frota otra bombilla.

b) Acerca la segunda bombilla a la que está colgada. ¿Qué ocurre? ¿Las bombillas

adquirieron cargas del mismo tipo o diferente? ¿Cómo lo sabes?

c) Ahora frota la regla plástica con el polietileno y acércala a la bombilla colgada.

¿Qué ocurre? ¿La regla adquirió carga del mismo tipo o diferente? ¿cómo lo

sabes?

d) Ahora corta una tira de polietileno y luego hazle varios cortes a lo largo como

muestra la figura. Luego frota la tira a lo largo de ella con los dedos. ¿Qué

ocurre? ¿Puedes explicar por qué sucede esto?

e) Ahora frota una bombilla de plástico y apégala a la pizarra blanca que

seguramente hay en tu sala. ¿Qué ocurre? ¿Cómo explicas lo sucedido?


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Ya está claro que todos los fenómenos observados se pueden explicar por la

existencia de carga eléctrica. La carga eléctrica la adquieren los objetos de diversa

manera, una de ellas es por frotación.

Como ya lo dedujimos antes, hay dos tipos de carga

eléctrica. Las llamaremos carga positiva (+) y carga negativa (-).

Entonces, los experimentos observados se explican

del siguiente modo:

1. Si dos cuerpos poseen carga positiva, se repelen.

2. Si dos cuerpos poseen carga negativa, también

se repelen.

3. Si un cuerpo tiene carga positiva y otro cuerpo

tiene carga negativa, entonces se atraen.

Actividad 5 Se tienen tres globos con carga eléctrica: uno

gris, uno con pintas y uno blanco.

Al acercar el globo gris al con pintas se

observa que se atraen. Luego, al acercar el

globo gris al globo blanco se observa que se

repelen.

a) ¿Qué ocurrirá si se acerca el globo con

pintas al globo blanco?

b) Dibuja las flechas que representan las

fuerzas en la última figura

c) Si se sabe que el globo blanco tiene carga

negativa, ¿qué tipos de carga tienen el

globos gris y el con pintas?

+ +

- -

+ -

¿?


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Ejercicio 6. Cuatro objetos A, B, C y D, poseen carga eléctrica. Se observa que A atrae a B, atrae a

C y atrae a D.

a. Entonces, B y C, ¿se deben atraer o repeler?

b. C y D, ¿se atraen o repelen?

c. Si se sabe que el objeto A tiene carga positiva, ¿qué tipo de carga tienen los objetos

B, C y D?

Ejercicio 7. Y una última actividad:

a. Acerca a un globo colgado y frotado previamente, otro globo también frotado.

Acércalo poco a poco. Y observa lo que ocurre. ¿La fuerza eléctrica aumenta o

disminuye cuando los globos están más cerca? ¿Cómo lo sabes?

b. Entonces, ¿depende la fuerza eléctrica de la distancia entre los cuerpos

cargados? ¿Cómo es esa dependencia?


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GUÍA 2. CONDUCTORES Y AISLANTES ACTIVIDAD 1

Hemos visto que frotando diversos objetos, éstos adquieren carga eléctrica. Pero,

¿cualquier material se carga al frotarlo?

Para responder a esta pregunta te proponemos realizar una serie de experimentos,

para los que necesitarás los siguientes materiales:

� Un globo pequeño inflado y colgado mediante un hilo (puede estar colgado de

algún soporte o sostenerlo un estudiante).

� Una bolsa de polietileno.

� Otro globo inflado.

� Una regla plástica.

� Un tubo de aluminio.

� Un tubo de PVC.

� Una regla o varilla de madera.

� Una varilla de fierro.

� Un tubo de cobre o bronce.

� Una varilla de vidrio.

� Un trozo de tela de lana.

� Papel de aluminio (papel plateado)

� Un trozo de tela de material sintético.

� Un trozo de plumavit y otros objetos que tengas a mano.


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Que al frotar un objeto, tanto él como el paño se carguen, se puede explicar de la

siguiente manera.

Cuando un cuerpo está neutro, no es que no tenga carga eléctrica sino que posee

igual cantidad de carga eléctrica positiva (+) que carga eléctrica negativa (-). Al

frotarlo, las cargas positivas y negativas se separan. Unas quedan en el objeto y las

otras en el paño.

Por lo tanto, el objeto y el paño quedan con cargas opuestas.

+ + + + + + + +

- - - - - - - -

Ejercicio 1. En primer lugar asegúrate que el globo esté cargado, para eso frótalo con un trozo

de polietileno (bolsa plástica).

A continuación, una vez colgado el globo, acerca a él la regla de plástico, sin

frotarla previamente.

a) ¿Se observa alguna acción sobre el globo?

b) Frota la regla con un paño de lana y acércala al globo. ¿Qué ocurre?

c) Entonces, ¿la regla adquirió carga del mismo signo que la carga del globo?

¿Cómo lo sabes?

d) En seguida acerca al globo el trozo de género de lana con que frotaste la regla.

¿Qué ocurre? ¿Hay atracción, repulsión o nada?

De acuerdo con lo observado, al frotar un objeto con un paño, tanto el objeto

como el paño se cargan.

e) ¿El objeto y el paño adquieren cargas de igual signo o de signos contrarios?


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Aquí estamos observando un fenómeno novedoso: un objeto con carga eléctrica (el

globo) no es atraído ni repelido por objetos de plástico que no se hayan frotado, pero

puede ser atraído por un tubo de metal que no ha sido frotado. ¿Cómo podemos

explicar esto?

Ocurre que hay materiales en que la carga eléctrica, tanto positiva como negativa,

permanece fija al material (los plásticos por ejemplo). En cambio, hay otros materiales

en que la carga no está fija sino que puede moverse en el material (los metales, por

ejemplo).

Por lo tanto, al acercar una barra metálica al globo cargado ocurre lo que ilustra la

figura siguiente:

La carga del globo atrae la carga eléctrica de signo contrario que posee la barra de

metal, y como la carga se puede mover en la barra, se acumula en el extremo de la

barra más cercano al globo. La carga de igual signo que la del globo es repelida y se

acumula en el extremo alejado de la barra. Como la carga de diferente signo quedó

más cerca del globo, predomina la atracción y el globo y la barra se aproximan.

Aquellos materiales en que la carga eléctrica se mueve con facilidad se denominan

materiales conductores. Los metales son buenos conductores de la carga eléctrica. En

cambio, los plásticos, el vidrio, la lana y muchos otros, son materiales aislantes, en

ellos la carga no circula o lo hace con más dificultad.

+ + + + + +

- - - - - - - -

+ + + + + + + +

Ejercicio 2. Ahora toma un tubo de PVC y sin frotarlo acércalo al globo. ¿Qué se observa?

En seguida toma un trozo de tubo de aluminio y, sin frotarlo, acércalo al globo.

¿Qué ocurre?

Repite este experimento empleando un tubo de cobre, de bronce o de otro metal.

¿Se observa lo mismo que con el tubo de aluminio?


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Objeto

Frotado con...

Se observó que con el globo hay:

atracción repulsión nada

Regla plástica paño de lana

Paño de lana después de frotar la regla

Tubo de aluminio polietileno

Polietileno después de frotar el

aluminio

Varilla de fierro Después de frotar con

paño de lana

Paño de lana

Después de frotar la

varilla de fierro

Ejercicio 3. En esta actividad se utilizará nuevamente un globo inflado y colgado de un soporte

mediante un hilo. Procura que el globo, una vez inflado, no tenga un diámetro

mayor de 10 cm. En seguida envuelve el globo completamente con un trozo de

papel de aluminio.

Toma otro globo inflado, frótalo con un trozo de polietileno y acércalo al globo

colgado. ¿Qué sucede? ¿Cómo se explica lo observado? Ten presente que el globo

colgado y forrado con aluminio está neutro.

A continuación acerca al globo, uno a uno, los demás objetos, primero sin frotarlos

y luego después de frotados con alguno de los paños o con polietileno. También

acerca al globo los paños que usas al frotar

Ejercicio 4. Haz una tabla, como la siguiente, en tu cuaderno y anota en ella todas tus

observaciones.


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Ejercicio 5. ¿Qué tienen en común los cuerpos que después de haber sido frotados no atraen

al globo?

Si estos objetos no atraen al globo quiere decir que están neutros, a pesar de haber

sido frotados. Tratemos de encontrar una explicación para esto.

Toma uno de los objetos de metal pero hazlo con un trozo de polietileno y luego

frótalo con un paño de lana. A continuación, sin dejar de sostenerlo con el plástico,

acerca el metal al globo colgado. Acércalo bastante… ¿Qué se observa?

Acerca el paño con que frotaste la varilla al globo. ¿Qué se observa?

Ejercicio 6. Como has podido ver, los metales también se pueden cargar por frotamiento,

siempre que no estén en contacto con la mano. ¿Cómo explicar esto?

� Ya sabemos que la carga eléctrica es una propiedad que los cuerpos pueden

adquirir y también pueden perder. ¿Por qué los metales pierden la carga que

pudieran adquirir al frotarlos, cuando se los sostiene con la mano desnuda?

Ejercicio 7. Para verificar tu respuesta repite la experiencia anterior: Frota la varilla de metal

sujetándola con la lámina de polietileno y acércala al globo colgado. Verifica que

atrae al globo y estando cerca del globo toca la varilla con un dedo. ¿Qué pasa?

¿Cómo explicas esto? Recuerda que los metales son buenos conductores de la

carga eléctrica.


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GUÍA 3. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

ACTIVIDAD 1

¿Sabes cómo funciona una linterna? La siguiente actividad te

permitirá averiguar por ti mismo, cómo es que una linterna utiliza la

energía eléctrica que le proporcionan las pilas.

Para no tener que dibujar detalles innecesarios, se acostumbra utilizar símbolos que

representen los elementos empleados. Usaremos los siguientes símbolos para no

tener que dibujar la pila y la ampolleta. En el símbolo de la pila, la línea más gruesa

identifica el polo negativo (-) de la pila y la línea delgada, más larga, corresponde al

polo positivo (+).

Con esos símbolos, el dibujo que tú realizaste se puede reemplazar por el esquema de

la figura 1. Ese esquema representa el “circuito eléctrico” de la linterna.

Pila: Ampolleta:

Cable:

Ejercicio 1. Intégrate a un grupo de 3 ó 4 estudiantes y soliciten al profesor o profesora que les

entregue una pila, cables y una ampolleta colocada en un soquete.

a) Empleando el material indicado y con la ayuda de tus compañeros, enciende la

ampolleta.

b) Haz en tu cuaderno un dibujo de la instalación que tú y tus compañeros hicieron

para encender la ampolleta. En el dibujo deben aparecer la pila, la ampolleta y

los cables, de modo que represente las conexiones que hicieron para encender

la ampolleta.

-

+

Figura 1 Figura 2

Figura 3 Figura 4


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En un circuito eléctrico la pila proporciona energía a las cargas eléctricas, las que

circulan por los cables del mismo modo que el agua circula por una cañería. No

estamos diciendo que la carga eléctrica sea un líquido, es sólo una analogía que

permite entender por qué no funciona el circuito si hacemos la conexión como en la

figura 3 o como en la figura 4.

A este movimiento de la carga eléctrica se le llama “corriente eléctrica”.

Para representar la corriente eléctrica se ha convenido

representarla como muestra la figura 5. Es decir, que la

corriente eléctrica sale por el polo positivo de la pila y entra

por el polo negativo, que es el sentido en que se mueven las

cargas positivas, según el mismo acuerdo. En la figura 5 hemos

representado mediante flechas el sentido de la corriente eléctrica.

La corriente eléctrica va del polo positivo de la pila a la ampolleta, pasa por la

ampolleta y llega al polo negativo. Circula por los alambres que, al ser de metal, son

buenos conductores de la corriente eléctrica.

Ejercicio 2. ¿También se enciende la ampolleta si se invierte la polaridad en el circuito, como

muestra la figura 2? Verifica experimentalmente tu respuesta.

¿Y se enciende la ampolleta si los cables se conectan a la pila como muestra la

figura 3?

¿Y si los cables se conectan a la ampolleta como muestra la figura 4?

Ejercicio 3. Ahora solicita al profesor o profesora que te proporcione, dos ampolletas con sus

respectivos soquetes y más cable, si es necesario.

a) Con este material arma un circuito de modo que enciendan las dos ampolletas.

¿Hay una sola manera de lograr que enciendan ambas ampolletas?

b) Dibujen en su cuaderno los circuitos que les permitieron encender las dos

ampolletas. Háganlos empleando los símbolos correspondientes.

c) Comparen los circuitos que ustedes dibujaron con los que se muestran a

continuación. ¿Equivalen a alguno de los dos circuitos de la figura siguiente? Es

probable que no sean exactamente iguales, pero observen que sean

equivalentes a los dibujados por ustedes.

-

+

Figura 5


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Circuito de ampolletas en serie

d) Estos dos circuitos permiten que ambas ampolletas enciendan, pero, ¿resultan

igualmente luminosas las ampolletas con cualquiera de los dos circuitos?

Verifiquen experimentalmente sus respuestas.

e) Si en el circuito de ampolletas en paralelo se suelta una de las ampolletas, ¿la

otra permanece encendida? ¿Ocurre lo mismo en el circuito de ampolletas en

serie? Explica a que se debe esto. Ten presente que para que un circuito

funcione la corriente eléctrica debe circular por los cables, desde un polo de la

pila al otro, sin interrupciones.

Ejercicio 4. Las linternas o cualquier otro dispositivo eléctrico

semejante (las lámparas del hogar, por ejemplo) poseen

un interruptor.

a) ¿Cuál es el propósito del interruptor?

b) Dibuja el circuito de una linterna, incluyendo un

interruptor. Para representar un interruptor se

emplea el símbolo que muestra la figura siguiente de

la derecha.

Ejercicio 5. Observa el circuito de la derecha en que el interruptor

está abierto.

a) En estas condiciones, ¿están encendidas las

ampolletas? Explica.

b) Si se cierra el interruptor, ¿Qué le ocurre a la

ampolleta 1? ¿Y qué le ocurre a la ampolleta 2?

c) Verifica experimentalmente tus respuestas.

1 2

Circuito de ampolletas en paralelo


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Ejercicio 6. A la izquierda te presentamos un circuito eléctrico con tres

ampolletas iguales.

a) ¿Las tres ampolletas estarán encendidas? ¿Las tres

estarán igualmente luminosas?

b) Si se suelta la ampolleta 2, ¿Qué le ocurre a la ampolleta

1? ¿Y a la ampolleta 3?

Solicita al profesor o profesora los materiales necesarios

para verificar experimentalmente las respuestas que has

dado.

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