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material para quinto básico
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La energía eléctricase transforma
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Objetivos
Reconocer que la energía eléctrica se utiliza cotidianamente en numerosos dispositivos.
Comprender cómo se transforma la energía eléctrica en:
Energía térmica.
Energía luminosa.
Energía mecánica.
Presentación
Hola a todos y a todas, me llamo Daniela y me interesa aprender cómo se obtiene la luz, el calor y el movimiento a partir de
la electricidad.
Y, como no soy egoísta, compartiré lo que vaya aprendiendo con ustedes.
Preguntas previas Confecciona una lista de objetos que transformen la energía eléctrica en otros tipos
de energía.
Considerando los ejemplos del listado que hiciste, ¿cómo resumirías los tipos de energía que se obtienen con uso de la electricidad?
Se producen, básicamente, tres tipos de transformaciones de energía, y ellas son, de energía eléctrica a energía
térmica. luminosa. mecánica (movimiento).
¿Cómo se produce la energía eléctrica?
se produce por el movimiento de carga eléctrica en los conductores eléctricos. En donde la corriente eléctrica es una manifestación de su existencia.
Transformación de energía eléctrica
Sr. Volta, como usted es el creador de la primera pila, quizás sepa en qué consiste la transformación de la energía eléctrica.
¿Me lo podría explicar, por favor?
Por supuesto Daniela.
La energía eléctrica, como todo tipo de energía, puede transformarse en otros tipos de energía.
Y, hasta donde yo sé, la energía eléctrica puede transformarse en energía térmica, luminosa y mecánica.
De éstas transformaciones pueden obtenerse muchas aplicaciones que, con seguridad, de eso sabes más que yo.
Alessandro Volta
Italiano
1745 - 1827
Transformación de energía eléctrica
Entiendo que hoy se usa mucho la energía
eléctrica. Incluso debe haber gente que
depende tanto de la electricidad, que cree
que sin energía eléctrica, en el mundo no se
podría vivir.
Voy a averiguar lo básico para comprender cómo se transforma la energía eléctrica, para
ser utilizada en los distintos artefactos que
hoy usamos.
¿Por dónde empiezo?¡Ya sé!, voy a partir por averiguar
sobre el paso de energía eléctrica a térmica, luego a luminosa y, por
último, a mecánica
Transformación de la energía eléctrica en energía térmica
¡Qué coincidencia, justo se acerca el
señor Joule! A él le pediré ayuda!
James P. Joule
Inglés, 1818 - 1889
Sr. Joule, en una estufa eléctrica, ¿cómo se transforma la energía eléctrica en energía
térmica?
Daniela, gracias por la pregunta. Tal como me parece haberte escuchado, yo descubrí cómo la energía eléctrica se transforma en energía
térmica. Te lo explico a continuación.
En clases supe que las estufas producen energía térmica, y las
primeras que usaron electricidad se aprovecharon del hecho de que cuando circula corriente por un
conductor, éste se calienta. Y, también supe que es un descubrimiento
realizado por un señor de apellido Joule.
Transformación de la energía eléctrica en energía térmica
Mira niña curiosa, en el circuito que está abajo, cuando lo cierras con el interruptor, circula energía eléctrica por el conductor, en forma de corriente eléctrica.
Hay conductores que se calientan más que otros, con ellos será posible construir dispositivos para que la gente se calefaccione en épocas frías, que en el siglo XXI se llamarán estufas eléctricas.
Y cuando circula corriente por el conductor, este se calienta, por la dificultad que tienen los electrones para moverse en él.
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Usos de la energía térmica que se obtiene con electricidad
Ahora entendí bien. Y ahora me doy cuenta que además de
las estufas eléctricas, hay otros artefactos que utilizan la misma idea, como los
calentadores de agua, los encendedores de automóviles, y otros.
Me gustaría hacer una lista larga de
dispositivos que calientan usando
electricidad. Quizás ustedes me
podrían ayudar.1
Transformación de energía eléctrica a energía luminosa El dispositivo más conocido a que se refiere a éste
tipo de transformación de energía, es la ampolleta.
La ampolleta, que también se llama lámpara incandescente, fue inventada por Joseph Swan, en el año 1879.
Pero no solo son las ampolletas la que transforman energía eléctrica en luminosa, también están los televisores, monitores de computadores, pantallas de celulares y muchos otros dispositivos.
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¿Me pueden repetir el nombre del inventor de la ampolleta?
Fue el inglés Joseph Swan, en 1879.
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El origen de la ampolleta¡Qué extraño!, yo tenía entendido que el
inventor de la ampolleta había sido Thomas Alba Edison, el mismo año:
1879.Voy a averiguar más sobre esto.
Mmm, según wikipedia, uno de los sitios más confiables con información de todo tipo, Swan es el inventor de la ampolleta
más estable en esa época.Sin embargo, las primeras ideas surgen con la “bombilla”
incandescente, como la de Humprhy Davy y Warren de la Rue. Incluso se menciona que la bombilla ya estaba registrada en
1855 por el alemán Goebel. Edison, en todo caso, es el que más desarrolló la tecnología de
la ampolleta.
Tipos de ampolletasHay tantos tipos de
ampolletas que no sé cómo preguntar cómo funcionan.
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Ampolleta económica, son de tipo fluorescente.
Antigua ampolleta incandescente. Ya es una pieza de museo.
Pequeña ampolleta incandescente. Se usa
principalmente en linternas.
Ampolleta de automóvil. Son de tipo incandescente.
Foco halógeno. Se usa para alumbrados públicos o en grandes
estructuras, como edificios por ejemplo.
Ampolletas halógenas, reemplazan a las incandescentes en el uso doméstico.
Tubo fluorescente. Aún se usan mucho en oficinas y grandes dependencias.
Ampolletas de diversos colores
Luz láser. Su uso va desde efectos
decorativos hasta en proceso quirúrgicos
complejos.
Ampolleta estándar. Es la que más uso ha tenido, está en retiro
por otras más económicas.
Luces led. Su uso se ha difundido enormemente, tanto a nivel doméstico como a nivel industrial.
Transformación de la energía eléctrica en la ampolleta
Sr. Swan, usted que es el padre de la ampolleta, ¿me podría decir cómo
funciona?
Me agrada mucho tu curiosidad. Pero,
¿sabes?, quién mejor puede responder a la pregunta tuya es mi
amigo James Joule. Él fue quien me inspiró.
¡Mira qué bien, justo se está acercando!
James, estimado, ¿le puedes explicar a esta curiosa niña cómo es que una ampolleta puede transformar energía eléctrica en
energía lumínica?
Joseph W. Swan
Inglés
1828 - 1914
Encantado le responderé, pero vamos a la próxima diapositiva.
¡Qué bien!, esto se
pone muy interesante.
Energía eléctrica en luzAhora, fíjate en el circuito eléctrico que está más abajo. Ahí, se enciende una ampolleta al accionar el interruptor.
Cuando se acciona el interruptor se cierra el circuito y la batería comienza a liberar energía eléctrica, a través de la corriente eléctrica.
Cuando la corriente eléctrica pasa por el filamento de la ampolleta, éste se calienta mucho y cambia a color rojo incandescente.
Y, al haber vacío dentro de la ampolleta, ese rojo del filamento, brilla irradiando luz.
Entonces, la energía eléctrica, finalmente, no solo se convierte en calor, en parte también se convierte en energía lumínica.
Filamento. Alambre muy delgado.
Me imagino que en el futuro el proceso será más complejo y más eficiente que éste.
La flecha azul es el sentido de la corriente eléctrica.
Transformación de la energía eléctrica en energía mecánica
Me han dicho que transformar energía eléctrica en energía mecánica es un poco más complejo, que
involucra algo más que la electricidad.
Le preguntaré a Mister Michael Faraday, ya que según lo que he leído, él es el que descubrió cómo
obtener movimiento de la electricidad.
Hola Daniela.
Pues sí, a mí se me ocurrió como obtener movimiento de la electricidad, pero hay que
reconocer otros aportes que son indispensables, como los del magnetismo por ejemplo.
Ahora, el uso más importante está en el motor eléctrico, pero ese no lo inventé yo.
Michael Faraday
Inglés
1791 - 1867
El inventor del motor eléctricoHola a todos.
Hola Daniela.
Me presento, yo soy William Sturgeon y me consideran el inventor del motor eléctrico. Pero he de reconocer que hay tantos modelos que
ya es muy difícil decir quién es el “gran inventor” del motor.
Intentaré explicarles como funciona. La clave está en el descubrimiento de Michael Faraday.
Gracias señor Sturgeon.
Le agradezco que usted nos explique estas cosas tan importantes.
William Sturgeon
Inglés
1783 - 1850
El motor eléctricoTransformación de energía
Para un motor que transforme energía eléctrica en mecánica, produciendo movimiento, se necesita un par de imanes, un alambre enrollado en forma de bobina y una conexión a la corriente eléctrica.
Daniela, para la explicación más completa se necesitan algunos conocimientos que vas a obtener en cursos superiores.
Por ahora me interesa que sepas que cuando interactúan las propiedades magnéticas de un par de imanes y un alambre con corriente eléctrica, en una disposición adecuada, el alambre adquiere movimiento.
Más aún:
JuguetesIndustria
Computador (ventilador, discos)
En la casa en general:
VentiladorExtractor de aire
Aspiradora
Uso del motor eléctrico
En la cocina, por ejemplo:
BatidoraJuguera
La pregunta más lógica es: ¿En qué no se usan los
motores eléctricos?Pero déjenme nombrar algunos usos comunes.
Los invito a realizar una lista de artefactos que utilizan motores eléctricos que hay en cada una de nuestras casas y la de los conocidos.
Proyecto: motor eléctrico homopolar
Ahora vamos a construir un pequeño motor, extremadamente simple.
Se denomina “homopolar”, utiliza una pila, un imán de neodimio y un trozo de alambre.
Ojala que no haya dificultades en los materiales.
Por cierto, hay otras versiones para el mismo tipo de motor.
Materiales:
El motor terminado
Trozo de alambre doblado
ImánPila
Motor funcionando
Transformación de energía eléctrica
Hoy he aprendido mucho sobre energía eléctrica y sus transformaciones más simples.
Me he enterado que hay mucho más.
La energía eléctrica es la fuente que permite el funcionamiento de cientos de dispositivos que
nosotros solo los utilizamos, como computadores, televisores, radios, satélites, juegos, etc., la lista sería
extremadamente larga.
Y, la mayoría lo que hacen es transformar la energía eléctrica en otros tipos, ya sea en forma única o
combinada.
Caso especial: Energía eléctrica en energía sonoraLa finalidad de un equipo musical es transformar energía eléctrica en sonido.
En un televisor, la electricidad se transforma, principalmente, en luz y sonido.
El sonido se emite a través de un parlante.
El parlante posee, entre otras cosas, un imán y un alambre enrollado (bobina), y cuando hay corriente en el alambre, la señal eléctrica se transforma en sonido. Este efecto, al igual que el de un motor, es de tipo mecánico.
Aquí hay otro caso importante de transformación de energía eléctrica en otro tipo de energía: en energía sonora.
Los precursores del parlante, en el siglo XIX, fueron:
Antonio Meucci, Graham Bell y Elisha Gray.
Resumen La energía eléctrica se obtiene de las cargas
eléctricas en movimiento en un circuito eléctrico. La energía eléctrica se transforma básicamente a
tres tipos de energía: Energía térmica. Energía luminosa. Energía mecánica.
Además, con mayor complejidad, la energía eléctrica sirve de base para el funcionamiento de muchos dispositivos que también se traducen en energías, o combinación de ellas.
Sugerencias Se recomienda visitar la web
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/electrica.htm
En www.youtube.com, motores simples: Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3 Modelo 4
