Institución educativa ciudadela del sur 11 3 periodo

INSTITUCIÓN EDUCATIVA CIUDADELA DEL SUR APRENDIZAJE AL ALCANCE DE TODOS

2012

EDUCACIÓN MEDIA GRADO ONCE

[ E L A B O R A D A P O R : J O V A N N I P A T I Ñ O C A D E N A ]

ÁREA DE

TECNOLOGÍA

E

INFORMÁTICA

Institución educativa ciudadela del sur EDUCACION MEDIA

GRADO 11 AREA: Tecnología e informática

Aprendizaje al alcance de todos página 2

Unidad didáctica 3: corriente eléctrica, resistencias y

ley de ohm

Logro: Aplicar los conocimientos básicos de electricidad como

resistencias voltajes, ley de ohm y circuitos eléctricos por medio de

experimentos sencillos que sirvan para representar los conocimientos

adquiridos mediante la solución a un problema

Contenidos: Durante este periodo aprenderás sobre los siguientes

temas:

Guía Nº 1 Guía Nº 2 Guía Nº 3

Corriente

eléctrica

Resistencias y

voltajes

Ley de ohm

Criterios de evaluación:

MOMENTO A: participación en la motivación y pre saberes

MOMENTO B: Apropiación de conceptos

MOMENTO C: Puesta en práctica del concepto.

Cumplimiento y responsabilidad con trabajos y tareas

Participación activa

Puntualidad




GUÍA Nº 1

Corriente eléctrica

a) MOTIVACIÓN

Con tus compañeros de grupo elabore un listados de las diferentes

formas o generadores de energía y explíquelos de igual forma realice

un dibujo de que represente cada una de estas formas de generación

de energía

Escribe en tu cuaderno lo siguiente y responde las preguntas en el

cuaderno

b) PRESABERES:

a) Que diferencias existen entre ciencia y tecnología b) ¿De dónde proviene la energía eléctrica de nuestras casas y

como se transmite? c) ¿Cómo visualiza usted el futuro de la energía?

Consulta en internet los siguientes términos y escribe en tu cuaderno los

significados de:

Energía.

Ciencia

Tecnología

Presenta tu trabajo a tu

profesor




Con tus compañeros de trabajo lee la siguiente información

Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la

circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico

cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la

fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

En un circuito eléctrico cerrado. La corriente te

circula siempre del polo negativo al polo

positivo de la fuente de fuerza electromotriz.

(FEM),

Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido

convencional de circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a

la inversa, o sea, del polo positivo al negativo de la fuente de FEM. Ese

planteamiento tiene su origen en razones históricas y no a cuestiones de

la física y se debió a que en la época en que se formuló la teoría que

trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los metales,

los físicos desconocían la existencia de los electrones o

cargas negativas.

Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y

principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que

las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza

Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+),

de acuerdo con la ley física de que "cargas distintas se atraen y cargas

iguales se rechazan". Debido al desconocimiento en aquellos momentos

de la existencia de los electrones, la comunidad científica acordó que,

convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al

negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar lo contrario,

como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese “error histórico”




no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se

refiere.

TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA…

En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son:

corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La

corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo

negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM)

que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su

polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y

dinamos.

Gráfico de una corriente directa (C.D.) o continua (C.C.).

Gráfico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.).

La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido

de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre

tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente. A la

corriente directa (C.D.) también se le llama

"corriente continua" (C.C.).

La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria

y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente

alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de

circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate.

Esto se conoce como frecuencia de

la corriente alterna.

Continua Alterna




En los países de Europa la corriente alterna posee 50 ciclos o Hertz (Hz)

por segundo de frecuencia, mientras que los en los países de América la

frecuencia es de 60 ciclos o Hertz.

Responde en tu cuaderno y presenta al profesor

1 cuál es la principal diferencia entre corriente alterna y continua.

2 realice un listado donde se utilice la corriente alterna y la

corriente continua.

3 escriba en su concepto que es corriente eléctrica.

frecuencia en hertz


profesor




Realiza la siguiente actividad con tu equipo de trabajo.

I. Crear con tus compañeros un proyecto tecnológico con las siguientes condiciones:

Utilizar elementos caseros.

Generar energía sin utilizar baterías ni fuentes eléctricas tales como

toma corriente o baterías.

Realizar bitácora del trabajo. En forma escrita

Presentar plano del proyecto.

Costos.

Asignación de tares de los integrantes del grupo.

Maqueta y funcionamiento del proyecto.

Sustentación sobre como género corriente para el funcionamiento del

proyecto.




GUÍA Nº 2

Resistencias eléctricas

1 MOTIVACIÓN

Con tus compañeros de trabajo lee el siguiente texto y luego

responde:

Una propiedad común a prácticamente todos

los materiales, es la de permitir, en algún grado,

la conducción de la corriente eléctrica, pero así

como algunos materiales son

buenos conductores, otros son malos

conductores de dicha corriente.

Desde este punto de vista, los materiales pueden

clasificarse en conductores y no conductores

Un material es conductor cuando puede

desempeñar esa función en un circuito,

independiente del valor de su conductividad.

Los conductores en general pueden clasificarse en: metálicos, electrolíticos y

gaseosos.

En los conductores metálicos la conducción es electrónica, es decir, los

portadores de cargas son electrones libres. Pertenecen a este grupo los metales y

aleaciones. Se suele hablar en estos casos de conducción metálica.

En los conductores electrolíticos la conducción es iónica; pertenecen a este

grupo los llamados electrolitos, es decir, los ácidos (bases o sales, disueltos o

fundidos). Las moléculas de estas sustancias, cuando se disuelven o funden, de

disocian total o parcialmente formando iones positivos o negativos, y estos iones

son portadores de cargas. En estos casos, el paso de la corriente eléctrica




corresponde a un desplazamiento de material, y viene acompañada de una

reacción química.

En los conductores metálicos la electricidad circula a través de la materia,

mientras que en los conductores electrolitos circula con la materia.

Los gases pertenecen a un tercer grupo de conductores, los conductores

gaseosos; en estado normal, los gases no son conductores, pero pueden

convertirse relativamente en buenos conductores cuando están ionizados.

Normalmente no se utilizan los gases para conducir corriente, salvo en casos muy

especiales. La conducción a través de los gases no cumple con la Ley de Ohm.

A. Según la lectura realiza una lista de materiales que sean conductores

de energía, metálicos, electrolíticos, gaseosos.

2 PRESABERES

A. ¿Qué son materiales aislantes de energía y como están clasificados?

B. ¿haga un listado de los principales aislantes de energía según su clasificación?




Con tus compañeros de trabajo lee la siguiente

información y realiza mapa conceptual sobre la misma.

Que es una resistencia eléctrica:

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por

un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de

las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a

un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la

circulación de la corriente eléctrica.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma

más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su

paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el

micro mundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan

a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace

que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera

valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor

resistencia a su paso

El ohmio u ohm (símbolo Ω) es la unidad

derivada de resistencia eléctrica en el Sistema

Internacional de Unidades. Su nombre se deriva

del apellido del físico alemán Georg Simón Ohm,

autor de la Ley de Ohm.

http://es.wikipedia.org/wiki/Omega

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_derivadas_del_Sistema_Internacional

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_derivadas_del_Sistema_Internacional

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Alemania

http://es.wikipedia.org/wiki/Georg_Simon_Ohm

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm




Múltiplos del Sistema Internacional para ohmio (Ω)

Submúltiplos

Múltiplos

Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre

10−1

Ω dΩ deciohmio 101 Ω daΩ decaohmio

10−2

Ω cΩ centiohmio 102 Ω hΩ hectoohmio

10−3

Ω mΩ milliohmio 103 Ω kΩ kiloohmio

10−6

Ω µΩ microohmio 106 Ω MΩ megaohmio

10−9

Ω nΩ nanoohmio 109 Ω GΩ gigaohmio

10−12

Ω pΩ picoohmio 1012

Ω TΩ teraohmio

10−15

Ω fΩ femtoohmio 1015

Ω PΩ petaohmio

10−18

Ω aΩ attoohmio 1018

Ω EΩ exaohmio

10−21

Ω zΩ zeptoohmio 1021

Ω ZΩ zettaohmio

10−24

Ω yΩ yoctoohmio 1024

Ω YΩ yottaohmio

Características de la Resistencias:

Todas las resistencias tienen una tolerancia, esto es el margen de valores que rodean el valor nominal y en el que se encuentra el valor real de la resistencia. Su valor viene determinado por un porcentaje que va desde 0.001% hasta 20% el más utilizada es el de 10% . Esta tolerancia viene marcada por un código de colores. La resistencias tienen un coeficiente de temperatura, este valor dependerá de la temperatura que alcance la resistencia cuando empiece a circular el flujo de electrones. Como cualquier elemento eléctrico y electrónico tiene un rango de trabajo y por tanto un límite de funcionamiento que vendrá determinado por su capacidad de disipar calor, la tensión y por su temperatura máxima; por tanto será la temperatura máxima con la cual podrá trabajar sin deteriorarse. Tiene también un coeficiente de tensión que limitará el paso del corriente eléctrica entre sus dos extremos que será la variación relativa de cambio de tensión al que se someta. Un factor también importante es el ruido que se debe a los cambios repentinos de aumento y disminución de corrientes continuos. La capacidad de la resistencia es la capacidad de mantener en el transcurso del tiempo el valor nominal de la resistencia será sometido a los cambios ambientales, largos periodos del




funcionamiento que no deberá afectarla para nada. Los materiales empleados para la fabricación de las resistencias son muy variados pero los más comunes son aleaciones de cobre, níquel y zinc en diversas proporciones de cada uno lo que hará variar la resistividad. Quien determinará un aumento de esta resistividad será el níquel, ya que si la aleación lleva porcentaje anto de éste, la resistencia tendrá gran resistividad. Las aleaciones de cobre níquel y níquel-hierro tiene una resistividad de 10 a 30 veces mayor que el cobre y las aleaciones de níquel-cromo serán de 60 a 70 veces mayor que las de cobre y con un gran comportamiento en temperaturas elevadas. También se puede utilizar el carbono ya que su resistividad entre 400 y 2.400 veces la del cobre, por este motivo se utiliza en las escobillas de los motores eléctricos.

Tipos de Resistencias:

Hay varios tipos de resistencias pero en definitiva se agrupan en fijas y variables. Las fijas se denominan de esta forma: Bobinadas. Suelen venir así para disipar potencia. Se fabrican sobre una base aislante en forma cilíndrica para enrollar un hilo de alta resistividad (wolframio, manganina, constatan). La longitud y sección del hilo darán su resistividad juntamente con la composición de éste. Suelen venir marcadas en la superficie y se utilizan para las grandes potencias pero con el inconveniente de ser inductivas. Aglomeradas. Están realizadas de una pasta con granos muy finos de grafito. Estas son de las más utilizadas. Sus valoresvienen determinados por el código de colores. Al igual que la bobinadas constan de un hilo enrollado pero se le somete a un proceso de vitrificación a alta temperatura (barniz especial) cuyo cometido es proteger el hilo resistivo y evitar que entren en contacto las espiras enrolladas. Es en este barniz donde se marca el código de colores. Película de Carbono. Se pone una fina capa de pasta de grafito encima de una base cilíndrica de cerámica. La sección y su composición determinarán el valor de la resistencia. Pirolíticas. Son muy parecidas a las anteriores, pero con una película de carbón rayada en forma de hélice para ajustar el valor de la resistencia. Son inductivas.




El otro tipo de resistencias son variables, nos interesa obtener una resistencia cuyo valor pueda variarse según la aplicación. Se fabrican bobinadas o de grafito, deslizantes o giratorias.

Los resistores:

Son fabricados en una gran variedad de formas y tamaños.

En las más grandes, el valor del resistor se imprime directamente en el cuerpo del mismo, pero en los más pequeños no es posible. Para poder obtener con facilidad el valor de la resistencia / resistor se utiliza el código de colores

Sobre estos resistores se pintan unas bandas de colores. Cada color representa un número que se utiliza para obtener el valor final del resistor.

Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor del resistor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final de la resistor.

La cuarta banda nos indica la tolerancia y si hay quinta banda, ésta nos indica su confiabilidad

Colores 1ª Cifra 2ª Cifra Multiplicador Tolerancia

Negro 0 0

Marrón 1 1 x 10 1%

Rojo 2 2 x 102 2%

Naranja 3 3 x 103

Amarillo 4 4 x 104

Verde 5 5 x 105 0.5%

Azul 6 6 x 106

Violeta 7 7 x 107

Gris 8 8 x 108

Blanco 9 9 x 109

Oro x 10-1 5%

Plata x 10-2 10%

Sin color 20%

Ejemplo

1-Rojo 2

2-Naranja 3

3-Amarillo 4

4 (tolerancia)Plata

10%

2-3+0000

= 230000*10%

=23000

Max=230.000+230

00 =253000

Min=230.000-

23000

=207.000




1. Dibuje en su cuaderno las siguientes resistencia con sus respectivos colores

2. Haga los cálculos según la tabla de colores y el nivel de tolerancia de dichas resistencia.

3. Investigue los siguientes términos: Circuito en serie(DIBUJE EL PLANO ELECTRICO) Circuito Paralelo(DIBUJE EL PLANO ELECTRICO) Circuito mixtos (DIBUJE EL PLANO ELECTRICO) Electricidad Corriente Eléctrica Resistencia Disipar

Para tener mayor claridad sobre el tema visite el siguiente enlace.

http://www.youtube.com/watch?v=As-Z2uszUp8





GUÍA Nº 3

Ley de OHM

a) MOTIVACIÓN: vea el siguiente video y discútelo con tus

compañeros de trabajo anotando lo que considere mas

importante

http://www.youtube.com/watch?v=VqmougF19fg

b) PRESABERES:

1. Investigue como se hace para convertir las cantidades eléctricas como a:

Microohnio

Miliohnio

Ohnio

Kiloohnio

Megaohnio.

2. Cuantos ohmios tiene .

3. Que es una resistencia

4. Que es resistividad

5. Como se simboliza el voltaje, la corriente eléctrica, las resistencia

6. Que es un voltio y Como es la tabla de conversión de los voltios

7. Que es un amperio Como se convierten lo amperios


profesor

http://www.youtube.com/watch?v=VqmougF19fg




La ley de ohm, postulada por el fisico aleman Geor Simon Ohm, es una de las leyes

fundamentales de la electrodinamica, estrechamente vinculada a los valores de las

unidades basicas presente en cualquier circuito electrico como son:

1. Tencion o voltaje “E” en vol (V) 2. Intensidad de la corriente “I”, enampere (A). 3. Resistencia “R” en ohm (Ω) de la carga o consumidor conectado al circuito.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la

corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el

valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente

proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y,

viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente

aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga

constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es

directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o

disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en

la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se

mantenga constante

Circuito eléctrico cerrado compuesto por

una pila de 1,5 volt, una resistencia o

carga eléctrica "R" y la. Circulación de una

intensidad o flujo de corriente eléctrica " I

" suministrado por la propia pila

1 Actividad: lea la siguiente información con tus

compañeros y realice un mapa conceptual sobre

lo más importante del tema




FÓRMULA MATEMÁTICA GENERAL DE REPRESENTACIÓN DE LA LEY DE OHM

Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por

medio de la siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:

HALLAR EL VALOR EN OHM DE UNA RESISTENCIA

Para calcular, por ejemplo, el valor de la resistencia "R" en ohm de una carga

conectada a un circuito eléctrico cerrado que tiene aplicada una

tensión o voltaje "V" de 1,5 volt y por el cual circula el flujo de

una corriente eléctrica de 500 miliampere (mA) de intensidad,

procedemos de la siguiente forma.

Tapamos la letra “R” (que representa el valor de la incógnita que

queremos despejar, en este caso la resistencia "R" en ohm) y nos queda

representada la operación matemática que debemos realizar: esde el:

Como se puede observar, la operación matemática que queda indicada será:

dividir el valor de la tensión o voltaje "V", por el valor de la intensidad de la

corriente " I " , en ampere (A) . Una vez realizada la operación, el resultado será el

valor en ohm de la resistencia "R"

En este ejemplo específico tenemos que el valor de la tensión que proporciona

la fuente de fuerza electromotriz (FEM) (el de una batería en este caso), es de 1,5

volt, mientras que la intensidad de la corriente que fluye por el circuito eléctrico

cerrado es de 500 miliampere (mA).

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es

directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente

proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

I=𝑬

𝑹

Conversión de

mileampere en ampere

para un resultado

correcto

Valor de la

resistencia 3(Ω)




HALLAR EL VALOR DE INTENSIDAD DE LA CORRIENTE:

Veamos ahora qué ocurre con la intensidad de la corriente eléctrica

en el caso que la resistencia "R", en lugar de tener 3 ohm, como

en el ejemplo anterior, tiene ahora 6 ohm. En esta oportunidad la

incógnita a despejar sería el valor de la corriente " I ", por tanto

tapamos esa letra:

A continuación sustituimos “V” por el valor de la tensión de la batería (1,5 V) y la “R” por

el valor de la resistencia, o sea, 6 . A continuación efectuamos la operación matemática

dividiendo el valor de la tensión o voltaje entre el valor de la resistencia:

:

En este resultado podemos comprobar que la

resistencia es inversamente proporcional al valor de

la corriente, porque cuando el valor de "R" aumenta

de 3 a 6 ohm, la intensidad " I " de la corriente también, varía, pero disminuyendo

su valor de 0, 5 a 0,25 ampere

HALLAR EL VALOR DE LA TENSIÓN O VOLTAJE

Ahora, para hallar el valor de la tensión o voltaje "V" aplicado

a un circuito, siempre que se conozca el valor de la

intensidad de la corriente " I " en ampere que lo recorre y el

valor en ohm de la resistencia "R"del consumidor o carga que

tiene conectada, podemos seguir el mismo procedimiento

tapando en esta ocasión la "V”, que es la incógnita que

queremos despejar

A continuación sustituyendo los valores de la intensidad de corriente " I " y de la

resistencia "R" del ejemplo anterior y tendremos:

El resultado que obtenemos de esta operación de

multiplicar será 1,5 V, correspondiente a la diferencia de potencial o fuerza

electromotriz (FEM), que proporciona la batería conectada al circuito




Con Tu grupo de trabajo resolver los siguientes interrogantes:

1. Un circuito eléctrico el voltaje tiene un valor de 100v, las resistencias tiene un valor

de 25 ohmios. ¿Qué valor tiene la corriente?

2. En un circuito eléctrico la corriente que circula por él tiene un valor de 10 Amp y

cuya resistencia es de 50 ohm, hay el voltaje aplicado.

3. Si el voltaje aplicado a un circuito es de 111 v y la corriente es de 3 Amp ¿Cuál

será el valor de la resistencia?

4. Una lámpara tiene una resistencia de 88 ohm y s ele aplica un voltaje de 22v hay el

valor de la corriente.

5. Un circuito eléctrico el voltaje tiene un valor de 220v, las resistencias tiene un valor

de 22 ohmios. ¿Qué valor tiene la corriente?

Para conocer mejor dicho tema encendemos el computador y buscamos el

programa sobre la ley de ohm instalado en los computadores de la

institución educativa, allí aprenderá a sacar cálculos y las diferentes

variables que maneja la ley de ohm de igual forma tendrá más claridad

sobre el tema.




Realice un proyecto tecnológico donde demuestre algún principio de la

ley de ohm.

Lo puede realizar bajo el programa cocodrille o hacerlo en forma

montaje.

Realizar bitácora del trabajo. En forma escrita

Presentar plano del proyecto.

Costos.

Asignación de tares de los integrantes del grupo.

Maqueta y funcionamiento del proyecto.

Sustentación sobre como género corriente para el funcionamiento del

proyecto.




Bibliografía o wedgrafia:

http://ayudaelectronica.com

http://www.asifunciona.com

http://www.youtube.com

http://es.wikipedia.org

http://www.arrakis.es

ANALISIS DE CIRCUITOS DE INGENIERIA W. H. Hayt, Jr. Y L.E. Kemmerly 5° Edición., Ed. Mc. Graw Hill, 1995. CIRCUITOS ELECTRICOS J. W. Nilsson. Ed. Addison Wesley Iberoamericana ANALISIS BASICO DE CIRCUITOS ELECTRICOS D.E. Jonson, J.L. Hilburn y J.R. Johnson. Ed. Prentice Hall.

http://ayudaelectronica.com/

http://www.asifunciona.com/


http://es.wikipedia.org/

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