martes, 23 de mayo de 2017

Material Práctica Disco de Newton y Electroimán

Práctica Disco de Newton

Material:

  • Un círculo de 12 cm de diámetro de cartulina ilustración de color blanco
  • Un lápiz con goma
  • Estuche de colores
  • transportador
  • tachuela
  • regla
  • tijeras
Este material es para que los alumnos del grupo 704  realicen su práctica sobre el Disco de Newton.
El material se requiere para el Miércoles 24 de Mayo, como ya se los había solicitado desde hace dos semanas y como también en la clase del día de hoy se los volví a recordar. Recuerden que lo pueden hacer en equipo de máximo 3 alumnos.
Por su cumplimiento, gracias.

Práctica  de Electroimán

Material:
  • un tornillo de hierro de aprox. 8 cm de largo
  • una tuerca para el tornillo
  • dos rondanas del mismo diámetro del tornillo
  • una pila de 6 ó 9 volts
  • una brújula
  • clips
  •  2 metros de alambre de cobre desnudo.
Este material, que ya lo había solicitado desde hace aprox 3 semanas,  lo deberán presentar los dos grupos (703 y 704) para el Martes 30 de Mayo  y puede ser en equipo de máximo 3 alumnos. Por su cumplimiento, gracias.

domingo, 21 de mayo de 2017

Semana del 22 al 26 Mayo 2017

2.3 Composición y descomposición de la luz blanca.

COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE LA LUZ BLANCA

COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE LA LUZ BLANCA
La Luz blanca es la luz del sol ya que de ella se descomponen todos los otros colores cuando se refracta, esta compuesta por ondas magnéticas de frecuencias y longitudes de onda diferentes, y la luz que proporciona un dispositivo láser se considera coherente, ya que está compuesta por un rayo de luz de la misma frecuencia y longitud de onda, amplificado miles de veces. Estas son las razones y por ese motivo la luz del rayo láser.
En la actualidad se acepta que la luz está compuesta de fotones, siendo la Teoría Cuántica la que explica el comportamiento dual onda-partícula de la luz y de las radiaciones en general, haciendo evidente que ella tiene algunas propiedades de las ondas y otras de las partículas.
La luz se desplaza en forma rectilínea y a una velocidad constante en el vacío, de aproximadamente 300.000 km/seg.
Sin embargo, su velocidad depende del medio en el que se propaga, produciendo un cambio brusco de su dirección al cambiar el medio por el que se desplaza, efecto que se conoce con el nombre de refracción.
Como la refracción depende de la energía de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o policromática a través de un medio con caras no paralelas, como un prisma, se produce la separación de la luz en sus diferentes componentes, los que se conocen como los colores puros o monocromáticos. Estos colores puros o monocromáticos surgen como consecuencia de los distintos niveles de energía que cada uno de ellos porta y a éste fenómeno se lo denomina dispersión refractiva.
Si el haz atraviesa un medio con caras paralelas, la luz se vuelve a recomponer al salir de él y no se genera ninguna consecuencia visible sobre el rayo incidente.
La descomposición de la luz blanca en los diferentes colores que la componen, data del siglo XVIII, debido al físico, astrónomo y matemático Isaac Newton.
La luz blanca se descompone en estos colores principales:

Imagen relacionada
Esto demuestra que la luz blanca está constituida por la superposición de todos estos colores. Cada uno de los cuales sufre una desviación distinta ya que el índice de refracción de, por ejemplo, el vidrio es diferente para cada uno de los colores. 

Si la luz de un color específico, proveniente del espectro de la luz blanca, atravesara un prisma, esta no se descompondría en otros colores ya que cada color que compone el espectro es un color puro o monocromático.



domingo, 14 de mayo de 2017

Semana del 15 al 19 Mayo 2017

Guía para el examen mensual correspondiente a este periodo

Coloca en el paréntesis de cada enunciado una V si es verdadero o una F si es falso.   
(    ) 1. John Dalton formuló la primera teoría atómica
(    ) 2. El modelo del átomo formulado por Joseph Thomson puede ser representado por una sandía en la que las pepitas juegan el papel de electrones y la pulpa de materia positiva.
(    ) 3. En el núcleo del tomo se encuentran los protones.
(    ) 4. Más del 90% de la masa del átomo está concentrada en los electrones.
(    ) 5. La carga eléctrica del neutrón es negativa
                                                                                                                                                
II.- Relaciona las columnas.                                                                                                                    
(    ) 6 Propuso que los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas  e indivisibles llamados átomos.
(    ) 7 Un átomo  de un elemento es la partícula más pequeña de ese elemento y existen tantas clases de átomos como elementos.
(   ) 8 Los átomos están construidos por una esfera de materia continua cargada positivamente, en la que están incrustadas partículas  cargadas negativamente cuya masa es insignificante.
(    ) 9 El átomo está formado por un núcleo pequeño, pero con una densidad de masa muy elevada. El  resto del átomo estaba prácticamente vacío, sólo contiene  los electrones suficientes girando en órbitas circulares alrededor del núcleo.
1 Joseph Thomson

2 Ernest Rutherford

3 Niels Bohr

4 John Dalton

5 Demócrito




(    ) 10 Materiales que no permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos.
(    ) 11 Trayectoria cerrada que permite el desplazamiento de cargas eléctricas a través de él.
(    ) 12 Es el desplazamiento de cargas.
(    ) 13 Propiedad de la materia que permite  a ésta oponerse al flujo de electrones
(    ) 14 Materiales que  permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos.
a Circuito eléctrico
b Corriente eléctrica
c Resistencia
d Conductores
e Aislantes


Completa los siguientes párrafos con las palabras que aparecen abajo.            
15.- Cuando dos partículas del mismo tipo se encuentran cercanas, por ejemplo, dos electrones, ambas ejercen fuerza una sobre la otra de tal manera que tienden a _________________. Por el contrario, cuando las partículas son ________________, protón y electrón, las fuerzas que interactúan  son de _________________________.
                                             diferentes      separarse    atracción                                 
                  


                                                                                                                                                                   Completa la siguiente tabla de acuerdo con el aumento o disminución de la resistencia y la corriente en cada caso.                                                                                                     
Variaciones de la corriente y la resistencia
Situación
Resistencia
Corriente
A mayor longitud de cable
AUMENTA

Si el conductor es más grueso


A mayor presencia de electrones o cargas negativas


                           
                                                                                                                                                   
                                                              


Indica  el autor  de cada modelo (Bohr, Rutherford, Dalton, Thomson).



 















Electroimán

Electroimán. Se denomina electroimán a un dispositivo formado por un núcleo de hierro, en el que se ha enrrollado, en forma de bobina, un hilo conductor recubierto de un material aislante.
Este dispositivo se comporta como un imán mientras se hace circular una corriente por la bobina, cesando el magnetismo al cesar la corriente. 

La diferencia entre un imán y un electroimán es que, el segundo puede variar la intensidad del campo magnético generado en proporción a la cantidad de corriente electrica que le sea inducida. Su desventaja sobre un imán natural es que requerirá de una fuente continua de electricidad para manter dicho campo.
Las aplicaciones de los electroianes son variadas dentro de estas tenemos por ejemplo:
  • Son componentes esenciales de muchos interruptores, siendo usados en los frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles.
  • En los motores eléctricos rotatorios.
  • En las grúas  que levantan pesados contenedores o trozos de acero.
  • Trenes de levitación magnética.
  • Tubo de rayos catódicos y el espectrómetro de masa.
  • Timbre eléctrico.
  • Cerradura eléctrica
  • Etc.

Aquí una sencilla practica que se realizo por alumnos de 2º año de secundaria.

Materiales:

1 pila de 9 v.
alambre de cobre delgado
1 clavo de 1 1/2 pulgadas.
clips
1 lija

Procedimiento:

Pela el alambre de cobre si es que esta recubierto por un material aislante como el plástico, lija ambos extremos, enrrolla en el clavo  con el alambre de cobre que lijaste dejando un sobrante antes y después de iniciar el embobinado, no dejes espacios pero tampoco deberá quedar encimado.
Después los extremos los vas a conectar uno a cada polo de la pila, acerca el clavo a los clips y veras como son atraídos por el clavo.

Aplicaciones de inducción electromagnética

Timbre
    El timbre electromecánico, que se basa en un electroimán que acciona un badajo que golpea la campana a la frecuencia de la corriente de llamada (20 Hz), se ha visto sustituido por generadores de llamada electrónicos, que, igual que el timbre electromecánico, funcionan con la tensión de llamada (75 V de corriente alterna). Suelen incorporar un oscilador de periodo en torno a 0,5 s, que conmuta la salida entre dos tonos producidos por otro oscilador. El circuito va conectado a un pequeño altavoz piezoeléctrico. Resulta curioso que se busquen tonos agradables para sustituir la estridencia del timbre electromecánico, cuando éste había sido elegido precisamente por ser muy molesto y obligar así al usuario a atender la llamada gracias al timbre.
Tren electromagnético
    En Alemania y Japón existen trenes que funcionan por levitación magnética llamados “Maglev”. Esos trenes emplean poderosos electroimanes que les permiten levantarse o “levitar” por encima de los rieles, por lo que llegan a desarrollar velocidades de unos 500 kilómetros por hora (aproximadamente 300 millas por hora) pues al no tener casi contacto directo el cuerpo del tren con los rieles, no existe prácticamente pérdidas de energía por fricción.
La grabadora
     Esta está formada por una cinta magnética se mueve y pasa por una cabeza de grabación y reproducción. La cinta es una tira de plástico recubierta con oxido de hierro u oxido de cromo.
    El proceso de la grabación se basa que la corriente en un electroimán produce un campo magnético, una onda sonora enviada a un micrófono se transforma en una corriente eléctrica, amplificada y conducida a través de bobina alrededor de una pieza de hierro toroide, que funciona como la cabeza grabadora. El anillo de hierro y el alambre constituye a un electroimán, en el cual las líneas de campos magnéticos se encuentran totalmente dentro del hierro excepto en el punto donde se corta una ranura en el anillo. Aquí la franja de campo magnético salen del hierro y magnetizan las pequeñas piezas de oxido de hierro impregnado en la cinta. Por lo tanto cuando la cinta se mueve y pasa la ranura, queda magnetizada de acuerdo con un patrón  que reproduce tanto la frecuencia como la intensidad de la señal sonora del micrófono (serway, 6 ed, pag 633)
La tarjeta  de débito
    El numero, fecha de caducidad y nombre del titular de una tarjeta de crédito o débito están codificado en un patrón magnetizado en la banda (está hecha de material ferro magnético) del reverso de la tarjeta. Cuando se hace pasar la tarjeta a través del lector de tarjeta, la banda en movimiento baña los circuitos del lector con un campo magnético variable que induce corrientes en los circuitos. Estas corrientes transmiten la información de la banda al banco del titular de la tarjeta.
¿Qué pasa si no se pasa la tarjeta por la ranura del lector, sino que se deja estable sin movimiento?
Esta al no estar en movimiento si no estática no formara un campo magnético variable, para ello tiene que estar en movimiento para que la banda magnetizada pueda inducir una fem, y por lo tanto el lector de la tarjeta no la podrá leer





domingo, 7 de mayo de 2017

Semana del 8 al 12 Mayo 2017


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Descubrimiento de la inducción electromagnética: experimentos de Oersted y Faraday



La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quién lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).
El descubrimiento de Oersted según el cual las cargas eléctricas en movimiento interaccionan con los imanes y el descubrimiento posterior de que los campos magnéticos ejercen fuerzas sobre corrientes eléctricas, no solo mostraba la reacción entre dos fenómenos físicos hasta entonces independientes, sino también porque podría ser un camino para producir corrientes eléctricas de un modo más barato que con la pila de volta. Faraday fue el que obtuvo primeros resultados positivos en la producción de corrientes eléctricas mediante campos magnéticos.


Leyes de Faraday y de Lenz: Faraday descubrió que cuando un conductor es atravesado por un flujo magnético variable, se genera en él una fuerza electromotriz inducida que da lugar a una corriente eléctrica.
El sistema que generaba la corriente (el imán en nuestra experiencia) se llama inductor y el circuito donde se crea la corriente, inducido (la bobina en nuestro caso).
Este fenómeno de inducción electromagnética se rige por dos leyes, una de tipo cuantitativo conocida con el nombre de ley de Faraday y otra de tipo cualitativo o ley de Lenz.
El sentido de la fuerza electromotriz inducida es tal que la corriente que crea tiende mediante sus acciones electromagnéticas, a oponerse a la causa que la produce.
Ley de Faraday: Faraday observo que la intensidad de la corriente inducida es mayor cuanto más rápidamente cambie el número de líneas de fuerza que atraviesan el circuito. (En nuestro caso cuanto mayor es la velocidad del imán o de la bobina, mayor es la intensidad de la corriente se crea en esta última) Este hecho experimental está reflejado en la ley que se enuncia: La fuerza electromotriz e inducida en un circuito es directamente proporcional a la velocidad con que cambia el flujo que atraviesa el circuito.
¿Qué es campo magnético?
Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.
Una carga en movimiento crea en el espacio que lo rodea, un campo magnético que actuara sobre otra carga también móvil, y ejercerá sobre esta ultima una fuerza magnética.
Campo de fuerzas magnéticas:
Las limaduras y alfileres de hierro, dejados sobre una mesa, se mueven cuando se les acerca un imán. Si dicho imán se acerca a una brújula, la aguja se desvía estas y otras más demuestran que el espacio alrededor del imán adquiere propiedades especiales, ya que el imán es capaz de ejercer fuerzas en su entorno, es decir, el imán crea un campo de fuerzas. Según esto, en el campo gravitatorio la fuerza se manifiesta sobre una masa, y en el campo eléctrico sobre una carga eléctrica. En el campo magnético no se dice sobre un polo magnético, sino sobre una aguja magnética o limaduras que siempre poseen dos polos. Esto es debido a que si se parte una aguja magnética o cualquier otro imán por su línea neutra, se comprueba que cada una de las partes se comporta como un nuevo imán.
Si se siguen subdividiendo los nuevos imanes, todos los fragmentados obtenidos actúan como un imán, con sus polos norte y sur bien diferenciados. Es decir en un imán no es posible separar dos polos magnéticos. Se puede definir el campo magnético como la región del espacio donde se manifiestan acciones sobre las agujas magnéticas.
La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos variables con el tiempo. El descubrimiento por Faraday y Henry de este fenómeno introdujo una cierta simetría en el mundo del electromagnetismo. Maxwell consiguió reunir en una sola teoría los conocimientos básicos sobre la electricidad y el magnetismo. Su teoría electromagnética predijo, antes de ser observadas experimentalmente, la existencia de ondas electromagnéticas. Hertz comprobó su existencia e inició para la humanidad la era de las telecomunicaciones.
El descubrimiento, debido a Oersted, de que una corriente eléctrica produce un campo magnético estimuló la imaginación de los físicos de la época y multiplicó el número de experimentos en busca de relaciones nuevas entre la electricidad y el magnetismo. En ese ambiente científico pronto surgiría la idea inversa de producir corrientes eléctricas mediante campos magnéticos. Algunos físicos famosos y otros menos conocidos estuvieron cerca de demostrar experimentalmente que también la naturaleza apostaba por tan atractiva idea. Pero fue Faraday el primero en precisar en qué condiciones podía ser observado semejante fenómeno. A las corrientes eléctricas producidas mediante campos magnéticos Faraday las llamó corrientes inducidas. Desde entonces al fenómeno consistente en generar campos eléctricos a partir de campos magnéticos variables se denomina inducción electromagnética.
La inducción electromagnética constituye una pieza destacada en ese sistema de relaciones mutuas entre electricidad y magnetismo que se conoce con el nombre de electromagnetismo.Pero, además, se han desarrollado un sin número de aplicaciones prácticas de este fenómeno físico. El transformador que se emplea para conectar una calculadora a la red, la dinamo de una bicicleta o el alternador de una gran central hidroeléctrica son sólo algunos ejemplos que muestran la deuda que la sociedad actual tiene contraída con ese modesto encuadernador convertido, más tarde, en físico experimental que fue Michael Faraday.
Cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de una bobina solenoide(A), formada por espiras de alambre de cobre, se genera de inmediato una fuerza electromotriz (FEM), es decir, aparece una corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina, producida por la "inducción magnética" del imán en movimiento. Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una segunda bobina (B) a modo de carga eléctrica, la corriente al circular por esta otra bobina crea a su alrededor un "campo electromagnético", capaz de inducir, a su vez, corriente eléctrica en una tercera bobina.


Por ejemplo, si colocamos una tercera bobina solenoide (C) junto a la bobina (B), sin que exista entre ambas ningún tipo de conexión ni física, ni eléctrica y conectemos al circuito de esta última un galvanómetro (G), observaremos que cuando movemos el imán por el interior de(A), la aguja del galvanómetro se moverá indicando que por las espiras de (C), fluye corriente eléctrica provocada, en este caso, por la "inducción electromagnética" que produce la bobina(B). Es decir, que el "campo magnético" del imán en movimiento produce "inducción magnética" en el enrollado de la bobina (B), mientras que el "campo electromagnético" que crea la corriente eléctrica que fluye por el enrollado de esa segunda bobina produce "inducción electromagnética" en una tercera bobina.
Una carga eléctrica crea un campo eléctrico. Una carga eléctrica en movimiento crea además un campo magnético. Para expresar la existencia de dos campos, diremos que la corriente eléctrica crea un campo electromagnético. El electromagnetismo estudia las relaciones entre corrientes eléctricas y fenómenos magnéticos.
La similitud que existe entre el comportamiento de los imanes y las cargas eléctricas sugiere la posibilidad de que exista una relación de los fenómenos eléctricos y magnéticos.
En 1820 el físico y químico Hans Christian Oersted, consiguió demostrar la relación existente entre ellos, así que realizo una práctica.
De esta experiencia llego a una conclusión evidente: un conductor por el que circula una corriente eléctrica crea un campo magnético.
Oersted comprobó también que cuanto más grande era la intensidad de corriente, mayor era lavelocidad de desviación de la aguja imantada, y el conductor, para un valor de intensidad constante, mayor era la desviación experimentada por la aguja.



En el experimento de Faraday, al cerrar el interruptor en el circuito 'primario', se produce una corriente en el secundario. Al cabo de un tiempo, la corriente cesa. Si entonces se abre el interruptor, vuelve a aparecer corriente en el secundario, la cual nuevamente cesa al cabo de un tiempo breve. Es importante recalcar que los circuitos primario y secundario se hallan físicamente separados (no hay contacto eléctrico entre ellos).

Los resultados del experimento de Faraday (y muchos otros) se pueden entender en términos de una nueva ley experimental, que se conoce como la ley de Faraday-Lenz:


La corriente alterna se caracteriza porque su sentido cambia alternativamente con el tiempo. Ello es debido a que el generador que la produce invierte periódicamente sus dos polos eléctricos, convirtiendo el positivo en negativo y viceversa, muchas veces por segundo.


Trenes de levitación magnética. Estos trenes no se mueven en contacto con los rieles, sino que van "flotando" a unos centímetros sobre ellos debido a una fuerza de repulsión electromagnética. Esta fuerza es producida por la corriente eléctrica que circula por unos electroimanes ubicados en la vía de un tren, y es capaz de soportar el peso del tren completo y elevarlo.




Timbres. Al pulsar el interruptor de un timbre, una corriente eléctrica circula por un electroimán creado por un campo magnético que atrae a un pequeño martillo golpea una campanilla interrumpiendo el circuito, lo que hace que el campo magnético desaparezca y la barra vuelva a su posición. Este proceso se repite rápidamente y se produce el sonido característico del timbre.

Motor eléctrico. Un motor eléctrico sirve para transformar electricidad en movimiento. Consta de dos partes básicas: un rotor y un estator. El rotor es la parte móvil y está formado por varias bobinas. El estator es un imán fijo entre cuyos polos se ubica la bobina. Su funcionamiento se basa en que al pasar la corriente por las bobinas, ubicadas entre los polos del imán, se produce un movimiento de giro que se mantiene constante, mediante un conmutador, generándose una corriente alterna.

Transformador. Es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna. Está formado por dos bobinas enrolladas en torno a un núcleo o marco dehierro. Por la bobina llamada primario circula la corriente cuyo voltaje se desea transformar, produciendo un campo magnético variable en el núcleo del hierro. Esto induce una corriente alterna en la otra bobina, llamada secundario, desde donde la corriente sale transformada. Si el número de espiras del

Primario es menor que el del secundario, el voltaje de la corriente aumenta, mientras que, si es superior, el voltaje disminuye.

jueves, 20 de abril de 2017

Semana del 1° al 5 Mayo 2017

Corriente y resistencia eléctrica. Materiales aislantes y conductores.







Conductores y Aislantes

Son materiales aislantes de la electricidad aquellos que dificultan e incluso impiden el paso de la corriente eléctrica (electrones). Los materiales aislantes se emplean en electricidad para evitar fugas y accidentes eléctricos.Los materiales conductores de la electricidad dejan pasar fácilmente la corriente. Son los componentes de todos los elementos del circuito eléctrico, especialmente los cables. Los materiales conductores más comunes son los metales.


Conductor eléctrico:Cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de electricidad. La diferencia entre un conductor y un aislante, que es un mal conductor de electricidad o de calor, es de grado más que de tipo, ya que todas las sustancias conducen electricidad en mayor o en menor medida. Un buen conductor de electricidad, como la plata o el cobre, puede tener una conductividad mil millones de veces superior a la de un buen aislante, como el vidrio o la mica.
En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones.
Aislantes eléctricos:El aislante perfecto para las aplicaciones eléctricas sería un material absolutamente no conductor, pero ese material no existe. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 x 1024 veces mayor que la de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre.
La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. En los circuitos eléctricos normales suelen usarse plásticos como revestimiento aislante para los cables. El aislamiento interno de los equipos eléctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con un aglutinador plástico. En los equipos electrónicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones eléctricas. Las líneas de alta tensión se aíslan con vidrio,porcelana u otro material cerámico.



Completa las frases



Niños felices, escuela feliz, mundo feliz