Semana 5

SEMANA 5

Energía Potencial en el Campo Eléctrico

Se realiza trabajo cuando una fuerza desplaza un objeto en la dirección de la fuerza. Un objeto tiene energía potencial en virtud de su posición, digamos en un campo de fuerza. Por ejemplo, si alzas un objeto a cierta altura, estás realizando trabajo sobre el objeto. Además, estás incrementando su energía potencial gravitacional. Cuanto mayor es la altura a la que llevas el objeto, más grande es el aumento en su energía potencial. La realización de trabajo sobre el objeto hace que aumente su energía potencial gravitacional.
Análogamente, un objeto con carga puede tener energía potencial en virtud de su posición en un campo eléctrico. Del mismo modo que se requiere trabajo para alzar un objeto contra el campo gravitacional de la Tierra, se necesita trabajo para empujar una partícula con carga contra el campo eléctrico de un cuerpo cargado.

Potencial Eléctrico y Diferencia de Potencial

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. V=W/q

La Diferencia de Potencial entre dos puntos "A" y "B" de un campo eléctrico, es el resultado de dividir, el trabajo realizado por las fuerzas de campo eléctrico para desplazar la carga de prueba "q", desde "A" hasta "B" (donde se supone que el potencial eléctrico no necesariamente sea nulo); entre el valor de la carga de prueba "q", es decir ==> VA - VB = (T A → B)/q

Corriente Eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas. Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no varía en el tiempo. Qi=Qf

SEMANA5 SESIÓN 13	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.7 Energía Potencial en el  campo eléctrico.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Identifica el trabajo sobre una carga dentro de un campo eléctrico como el cambio en la energía potencial eléctrica del sistema. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Indagaciones bibliográficas del tema elaboradas por los alumnos. -          De laboratorio: Regla de plástico, paño de algodón, chorro de agua.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace la presentación de las preguntas: Preguntas ¿Cómo se define un campo eléctrico? ¿Cómo se define  el Potencial en un campo eléctrico? ¿Cuál es la relación entre campo y fuerza? ¿Cuál es el trabajo realizado por el campo eléctrico? ¿Cuál es la relación entre campo y diferencia de potencial? ¿Cómo es la energía potencial entre cargas? Equipo 1 3 4 6 2 5 Respuesta El campo eléctrico se define como la fuerza eléctrica por unidad de carga. La dirección del campo se toma como la dirección de la fuerza que ejercería sobre una carga positiva de prueba. El campo eléctrico está dirigido radialmente hacia fuera de una carga positiva y radialmente hacia el interior de una carga puntual negativa. Es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante. La fórmula para fuerza eléctrica es Fe=Ke*Q1*Qo/r2 Donde Q1 es la carga fuente y Qo la carga prueba. Pero tenemos , que el campo  eléctrico es: E=Ke*Q1; Entonces reemplazando está en la primera Fe=E*qo; es decir la fuerza eléctrica y el campo eléctrico son proporcionales y siempre serán el mismo. El trabajo es cuando la fuerza desplaza un objeto Que la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicho campo. La Energía potencial electrostática o Energía potencial eléctrica es un tipo de energía potencial (medida en julios) que resulta de la fuerza de Coulomb y está asociada a la configuración particular de un conjunto de cargas puntuales en un sistema definido. -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Procedimiento: Por equipo: Medir el potencial eléctrico producido por la carga de una regla de plástico sobre un chorro de agua... Frotar la regla de plástico sobre un paño de algodón, acercar cuidadosamente la regla de plástico al chorro de agua y medir la distancia de desviación del chorro de agua. Tabular y graficar los datos (equipo-distancia de separación) de desviación Equipo Distancia  de  separación Regla-Chorro  de agua cm 1 1.5 cm 2 1.5 cm 3 1.0cm 4 1.5cm 5 2 cm 6 2.5 cm 5.7 Energía Potencial en el campo eléctrico. http://www.cco.caltech.edu/~phys1/java/phys1/EField/EField.html Equipo Cargas eléctricas 1 1 +  2 2+ 3 3+ 4 4+ 5 5+ 6 6+ 5.8 Potencial eléctrico y diferencia de potencial. phet.colorado.edu/sims/efield/efield_es.jnlp Equipo Cargas eléctricas Campo eléctrico 1 1+ 2 2+ 3 3+ 4 4+ 5 5+ 6 6+ Con el simulador de campo eléctrico generar en 3D el campo generado por la carga: Los equipos registran sus datos y los grafican, analizan la información y generan sus Conclusiones. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase en USB.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

 

SEMANA5 SESIÓN 14	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.8 Potencial eléctrico y diferencia de potencial. 5.9 Corriente eléctrica

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Explica la corriente eléctrica a partir de la diferencia de potencial eléctrico y clasifica a los materiales de acuerdo a su facilidad para conducir cargas eléctricas. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Presentación en Power Point; examen diagnóstico, programa del curso. -          De laboratorio: Multimetro, conectores de caimán, laminillas de zinc y cobre, frutos cítricos.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor  hace su presentación de la cuestión: preguntas ¿Cuáles son las unidades de corriente eléctrica? ¿Cuáles  son los  tipos  de Tipos de corriente eléctrica? ¿Qué es la corriente eléctrica? ¿Qué instrumento  se utiliza para medir  el amperaje? ¿Qué instrumento  se utiliza para medir  el  voltaje? ¿Cuáles son las  unidades  del  voltaje? Equipo 6     4 3 2 1 5 Respuesta intensidad ( I): Amperio diferencia de potencial o fuerza electromotriz (fem): voltio resistencia : ohmio ( representada por la letra griega omega) potencia eléctrica : Corriente continua (C.C.): a esta también se la conoce como corriente directa (C.D.) y su característica principal es que los electrones o cargas siempre fluyen, dentro de un circuito eléctrico cerrado, en el mismo sentido. Los electrones se trasladan del polo negativo al positivo de la fuente de FEM. Algunas de estas fuentes que suministran corriente directa son por ejemplo las pilas.  Corriente alterna (C.A.): a diferencia de la corriente anterior, en esta existen cambios de polaridad ya que esta no se mantiene fija a lo largo de los ciclos de tiempo. Los polos negativos y positivos de esta corriente se invierten a cada instante, según los Hertz o ciclos por segundo de dicha corriente. A pesar de esta continua inversión de polos, el flujo de la corriente siempre será del polo negativo al positivo, al igual que en la corriente continua La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. [] Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán. El Amperímetro: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético. Uno de ellos es un voltimetro, los hay en versiones Digtal y Analogico Otro podria ser un Multimetro que ademas de medir voltaje,mide amperaje y resistencia entre otras Se conecta usando las puntas a las terminales de corriente para tomar una medida. La resistencia es debido a que dependiendo el voltimetro puedes medir voltajes altos 240 o mas aunque es de los mas comunes, la resistencia es debido al rango que manejas, y asi tengas un margen de seguridad La unidad de voltaje es el VOLTIO (V) -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO               Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor: -          Solicitar el material requerido para realizar las actividades siguientes: Con el multimetro, realizan la medición de corriente eléctrica y voltaje de los diversos frutos cítricos:                                      Observaciones: Equipo 1 2 3 4 5 6 cítrico Volt Amp 1 V A V A V A V A V A Equipo Pila D Pila  AA Pila  AAA Pila 9 Volts Cítrico A V A V A V A V A V 1 3.03 1.36 0. 1.65 0 1.62 0 9.67 2 0 0.58 0 1.58 0 1.61 0 8.96 3 3.5 1.5 5.8 1.5 8.0 1.4 0 0 0.16 0 4 0.57 1 1.22 1.2 0.57 1.5 0 1.556 0.16 0 5 0.60 0.00 1.53 1.33 1.47 1.22 8.15 0.33 0.16 0 6 0.60 0.00 1.53 1.33 1.47 1.22 8.15 0.33 Tabulan y grafican los datos obtenidos para obtener sus Conclusiones: FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.  Se les sugiere que abran una carpeta  nombrada Física 2;  en la cual almacenaran su información, se les solicitara que los equipos formados, se comuniquen vía e-mail u otro  programa para comentar y analizar los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente clase.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

Recapitulación 5

Resumen  del   martes  y  jueves

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El día martes el profesor revisó las indagaciones, e hicimos una práctica en donde frotábamos una regla de plástico con algo algodón y lo colocábamos cerca del agua, para ver que ocurría y que separación se daba entre la regla y el agua. El día jueves realizamos un ejercicio con un multimetro para ver la corriente eléctrica de una pila tipo D, AA, AAA y de carga 9.	El día martes el profesor reviso las indagaciones, hicimos una práctica, frotando una regla en tela de algodón y después acercamos la regla al agua para observar como el agua se atrae a la regla, al final anotamos los resultados de cada equipo. El día jueves realizamos un experimento con multimetro para ver la corriente eléctrica de las 4 pilas, la de 9v, D, AA, AAA. Y así poder ver que voltaje tenían.	El día martes el profesor reviso las indagaciones de la semana, e hicimos una práctica frotando una regla de plástico con una tela de algodón para ver lo que pasaba si lo acercábamos a un chorro de agua. El día jueves vimos las corrientes de algunas pilas con ayuda del multimetro.	Esta semana realizamos el día martes el profesor reviso y califico las indagaciones de la semana, también realizamos una práctica con una regla frotándola con algodón y ver como el chorro de agua se desviaba. Y el día jueves realizamos una práctica midiendo las corrientes de diferentes tipos de pila con el  multimetro.		El martes el profesor reviso nuestras indagaciones semanales, hicimos una práctica usando una regla y una prenda de algodón, frotamos la regla con la prenda y al acercarla a el agua se desviaba. El jueves medidos el voltaje y el amperaje de 4 pilas diferentes usando un multimetro.