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Ideas alternativas del alumnado sobre la corriente eléctrica
IES Alonso Quesada
CONEXIÓN DE UNA LAMPARA A UNA PILA ELÉCTRICA. NATURALEZA DE LA CORRIENTE.
MODELO DE CIRCULACIÓN DE LA CORRINETE ELÉCTRICA
1. Dibuja cómo conectarías la lámpara a la pila eléctrica para que se encienda.
El cable que debes usar, lo representas mediante un trazo. Explica tu dibujo.
2. Modelos detectados de circuito eléctrico. Señala en el dibujo con que
modelo de circuito estas de acuerdo. En que situación brillará la
bombilla. Explica tu respuesta.
3. En que caso brillara la bombilla:
a) En la situación 1
b) en la situación 2
c) En las dos situaciones.
d)) En ninguna.
4. Dados los diferentes montajes representados:
a) ¿En que montajes lucirá la bombilla?
b) En que montajes hay corriente eléctrica
c) ¿En qué montajes hay voltaje?
6. Una batería o pila se conecta a una bombilla,
como se muestra en la figura y la bombilla esta
luciendo. ¿Con que diagrama piensas que se
describe mejor la corriente eléctrica en los cables.
7. La bombilla esta conectada a la batería. La bombilla luce. Decide
si las siguientes frases son verdaderas o falsas:
a) La bombilla consume corriente eléctrica.
b) La bombilla conduce la corriente eléctrica.
c) La bombilla obstaculiza el paso de la corriente eléctrica.
d) La bombilla toma parte de la energía de la corriente eléctrica.
e) la bombilla es una resistencia.
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1. Las siguientes frases relacionan la corriente eléctrica y el voltaje. Indica si son verdaderas o
falsas.
a) El voltaje y la corriente eléctrica se presentan siempre juntos.
b) El voltaje puede presentarse sin una corriente eléctrica.
c) la corriente eléctrica puede presentarse sin un voltaje.
d) La corriente eléctrica es energía.
c) El voltaje es energía
2. ¿Hay corriente eléctrica en las situaciones representadas en el dibujo?
3. ¿Hay corriente eléctrica a través de las pilas? ¿ A través de qué pila
pasa más corriente?
4. Si tienes una batería, un interruptor y dos bombillas, como se indica
en el dibujo y quieres conectar dichos elementos de manera que
cuando pulses el interruptor las dos bombillas luzcan. Dibuja en una
hoja cómo puede hacerlo, representando el cable mediante un trazo.
Actividad de aplicación: Idea de circuito cerrado
5. Estudia el circuito siguiente. ¿Brillaran todas las
lámparas?
Justifica tu respuesta y después compruébalo realizando la
conexión con el material necesario?
6. Predecir que ocurrirá con el brillo de cada una de las
bombillas del circuito representado.
Justifica tu respuesta y después compruébalo realizando
conexión con el material necesario
la
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1. Analiza y realiza una crítica fundamentada a los
siguientes modelos de circuitos de corriente
2- Analiza y realiza una crítica a las siguientes
representaciones gráficas de modelos utilizados por
el alumnado para explicar la circulación de corrientes
en circuitos simples.
ACTIVIDAD DE INICIACIÓN. MODELOS DE
CORRIENTE ELÉCTRICA
3. Elige el modelo que, en tu opinión, refleja el comportamiento real de los electrones en un circuito
Descripción
Opinión
El movimiento de los electrones tiene
lugar entre la pila y la lámpara por un
solo cable.
El movimiento de los electrones tiene
lugar desde la pila a la lámpara por
ambos cables.
El número de electrones en movimiento es
menor después de pasar por la lámpara.
El número de electrones en
movimiento se mantiene constante en
todo el circuito.
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I. IDEAS ALTERNATIVAS SOBRE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE
9 La corriente eléctrica que suministra la pila se gasta a lo largo del circuito.
9 La intensidad de corriente va disminuyendo a medida que atraviesa los diferentes elementos del
circuito.
9 La pila o generador proporciona una corriente constante independientemente del circuito en que este
conectada.
9 La corriente almacenada en la pila, se gasta (consumo de corriente, atenuación.)
ACTIVIDADES INICIALES
1. En los circuitos de la figura las bombillas son iguales y
las pilas también.
a) Sale la misma cantidad de corriente en los dos circuitos
b) ¿Cuál es la relación entre el valor de la intensidad en
ambos circuitos?
(Estudio del Razonamiento secuencial)
A
2. Las dos bombillas son iguales.
¿Qué ocurrirá con le brillo de cada una
si se aumenta en valor de R?
a) Las dos brillan más.
b) B1 brilla igual y B2 brilla menos.
c) B1 brilla menos y B2 brilla más.
d) Las dos brillan menos
B
3. a) ¿Cómo variara el brillo de la lámpara cuando cambie el valor de
R1?
b) ¿Cómo variara el brillo de la lámpara cuando cambie el valor de
R2?
4. Predecir el brillo relativo de las bombillas de estos
tres circuitos. Las bombillas son iguales y las pilas
también.
(Conservación de la corriente en un circuito en serie)
5. En el circuito siguiente las lámparas L1 y L2 son diferentes. El amperímetro A1 marca 2 A ¿Cuánto
marcaran los amperímetros A2; A3 y A4 .
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(Conservación de la corriente en un circuito paralelo)
6. En el circuito siguiente las lámparas L1, L2, y L3, son idénticas. El amperímetro A2, mide I A y el
amperímetro A3, mide 2 I A.
a) ¿Cuál es la intensidad en la lámpara L1? b) ¿Cuál es la
intensidad en la lámpara L2? c) ¿Cuál es la intensidad en la
lámpara L3? d) ¿Qué valor indica el amperímetro A1?
Razona tu contestación.
7. Las bombillas del circuito de la figura son todas iguales. Escribe los valores de las intensidades I1, I2,
I3.
8. ¿Cuál de los cambios de
energía no podrá ocurrir
nunca? Justifica tu elección.
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2. IDEAS SOBRE LA DIFEENCIA DE POTENCIAL
9 Se piensa que el voltaje es una propiedad de la corriente que indica su fortaleza, fuerza o potencia.
9 La pila se concibe como un aparato que suministra corriente constante más que como que mantienen
una diferencia de potencial entre sus terminales.
9 Les cuesta comprender las variaciones de los voltajes en los extremos de la s resistencias, mientras
que el voltaje total de la pila d o de la fuente de alimentación permanece constante.
9 Cuando tienen que hacer predicciones sobre el brillo relativo de bombillas, confunden la noción de
voltaje y corriente.
9Piensan que si se conectan dos pilas en paralelo pasa el doble de la corriente.
9 Confunden la ddp con la intensidad e corriente y con la energía.
9Consideran la ddp como una consecuencia del flujo de corriente y no como sus causa.
9Suelen analizar circuitos sin citar o hacer referencia al voltaje o la ddp, explican sus respuestas en
términos de corriente o electricidad.
1. Analiza el brillo relativo de las bombillas, iguales
entre si. representadas en la figura.
2. ¿Qué sucederá con los valores indicados con los voltímetros
V1 y V2 de la figura, al aumentar el valor de R2.
3. ¿Cuándo es máxima la ddp entre E y F, cuando este el interruptor abierto o cerrado?
4. Explica que le ocurrirá a la ddp entre los puntos D y
E si quitamos la lámpara N
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1. Se conecta la pila al circuito de la figura, ¿qué bombillas se
encienden? Estarán encendidas todo el tiempo? ¿Por qué?
2. En la figura B1 B2 y B3 son tres bombillas idénticas. Se quita la
bombilla 3 y no se pone nada en su lugar. a) La bombilla 2
brillara más, menos o igual que antes? ¿Y la bombilla 1?
3. En la figura R1 y R2 son dos resistencias variables
a) Si R1 disminuye, el brillo de la lámpara ¿aumenta,
disminuye o no varía?
b) Si R2 aumenta, el brillo de la lámpara ¿aumenta,
disminuye o no varía?
c) Si R1 aumenta, el brillo de la lámpara ¿aumenta,
disminuye o no varía?
d) Si R2 disminuye, el brillo de la lámpara ¿aumenta,
disminuye o no varía? Justifica en cada caso tu elección.
4. En los dos circuitos las pilas y las bombillas son iguales.
a) La lectura del voltímetro 2 será la misma, mayor o menor
que la lectura del voltímetro 1? ¿por qué?
b) La bombilla 1 se iluminará igual, más o menos que la
bombilla 2 ¿Por qué?
c) La bombilla 2 se iluminará igual, más o menos que la
bombilla 3 ¿Por qué?
d) la corriente que circula por el circuito 1 será igual, mayor
o menor que la que circula por el circuito 2? ¿Por qué?
5. En los tres circuitos siguientes todas las bombillas y
todas las pilas son idénticas. ¿Qué bombillas de las
numeradas del 1 al 5 lucirá más?
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1. En el circuito siguiente todas las bombillas son
iguales. Compara el brillo de las bombillas.
2. En el circuito de la figura, G es un generador de
tensión continua en el cuál la resistencia interna es
despreciable. R1, R2 y R3 son unas resistencias
cualesquiera, V es un voltímetro. Se aumenta el
valor de R1. ¿Qué le pasara a la ddp medida por le
voltímetro: aumenta, disminuye o permanece
constante? ¿ por qué?
3. Observa con los circuitos dibujados y numerados y señala los que sean iguales entre si y los que
sean diferentes.
4. Actividad de síntesis: Conservación de la cantidad de
corriente
a) ¿Qué cantidad de carga atraviesa el motor en 30 min?
b) ¿Qué cantidad de energía se ha transformado en el mismo
tiempo?
c) ¿Qué cantidad de energía ha suministrado la pila en el
mismo tiempo?
d) ¿Qué cantidad de carga atraviesa la pila en el mismo
tiempo?
5. Actividad de aplicación y de integración de los
conceptos anteriores
Monta el circuito siguiente y mide la intensidad de la
corriente en los puntos 1, 2 y 3.
Conecta los voltímetros en los extremos de¡ generador, la
resistencia y la lámpara. Completa después el cuadro siguiente:
I1=
VPILA =
I2=
VLÁMPARA =
I3=
VRESISTENCIA =
Discute con tu equipo los resultados anotados e intenta justificarlos. Contesta las preguntas siguientes:
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1. ¿La energía transformada en la lámpara es la misma que la transformada en la resistencia en el
mismo tiempo?
2. ¿Qué relación hay entre la energía suministrada por la pila y las energías transformadas en la
lámpara y en la resistencia?
3. ¿Atraviesa el mismo número de electrones la lámpara y la resistencia en cada segundo?
APLICA LEY DE OHM
Aplica los conocimientos adquiridos y
calcula
lo
que
marcan
los
amperímetros y voltímetros colocado
en ambos circuitos.
1ª
V=
A=
2ª
V1
V2
A
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL PARA CIRCUITOS EN SERIE
6. Monta el siguiente circuito en que dos bombillas están
conectadas en serie
APARATO
MEDIDA
COMENTARIO
V
V1
V2
A
- Con los datos que has obtenido calcula la resistencia de
cada una de las bombillas, y también la resistencia
equivalente.
- ¿Qué sucederá en el circuito si aflojarnos una de las
bombillas?
CONSUMO DE ELECTRODOMÉSTICOS
7. En tu casa tienes aparatos electrodomésticos. Busca en dichos aparatos las características eléctricas
de los mismo y anótalas.
Cada uno de ellos aporta dos datos: el voltaje al que se puede enchufar (220 o 125 V) y su potencia
eléctrica (dada en vatios [W o en kilovatios [kW]).
la potencia eléctrica no es otra cosa que la energía utilizada por el aparato en una unidad de tiempo.
Por lo tanto, Energía = Potencia · tiempo.
Con los datos obtenidos en casa y esta información sobre la potencia y sus unidades, calcula la energía
utilizada por los aparatos que se señalan en la ficha que sigue durante los tiempos señalados.
APARATO
Lavadora en un programa de 1,30 h
Plancha en funcionamiento durante 20´
Afeitado en 5 ´
Lámpara de 100 W encendida durante 6 hr
Potencia
Tiempo
Energía
Gasto
La unidad que se emplea habitualmente para medir el "consumo energético" en el ámbito industrial y
doméstico es el kilovatio/hora.
El precio medio de] kilovatiolhora, contando los impuestos, es aproximadamente de 25 ptas. Calcula
cuánto tienes que pagar por el uso de cada uno de los cuatro electrodomésticos y apúntalo en la tabla
anterior.
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CÉLULA FOTOVOLTAICA
Realiza un breve comentario sobre el proceso de conversión
fotovoltaica que se representa en la figura.
Discute con tus compañeros otras posibles aplicaciones
prácticas de este tipo de células.
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PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Analiza el funcionamiento de un generador electromagnético como el de la figura.
¿Qué tipo de transformación de energía tiene lugar?
CENTRALES ELÉCTRICAS
Identifica en los esquemas siguientes el correspondiente a cada tipo de central eléctrica
Identifica la energía primaria utilizada
en cada uno de los tipos de central
eléctrica citados.
Elabora una relación de las
diferencias y semejanzas que
encuentras entre los tres tipos de
centrales eléctricas.
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TRANSFORMACIONES ENERGÉTICAS
Explica las transferencias energéticas que tienen lugar en el circuito eléctrico de un coche de juguete
que tiene motor y luces.
Utilizando de nuevo las transformaciones de la energía, explica
cómo funciona el secador eléctrico de la figura que se adjunta.
CONDUCTORES Y AISLANTES
Monta el circuito de la figura. Cierra y abre el interruptor.
Quita el interruptor y coloca en su lugar una serie de materiales,
anotando lo que sucede. Materiales: aire, tira de papel, mina de
lápiz, tira de madera, lámina de cobre, magnesio, plomo, agua
destilada, refresco de cola, vino, disolución de sal común o de
azúcar, tiza (sulfato de calcio).
Clasifica estos materiales según su comportamiento eléctrico, en
los que dejan pasar la corriente eléctrica (conductores) y los que
no la dejan pasar (aislantes)'
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