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COLEGIO JOSE FELIX RESTREPO INSTITUCIÓN EDUCATIVA DISTRITAL GUIA DE NIVELACION GRADO NOVENO NOMBRE:__________________________________ CURSO: ________ FECHA:___ NOTA:_____ En la presente guía encontrara las principales temáticas abordadas a lo largo del presente año lectivo, lea con atención y resuelva las inquietudes que en esta se formulan. CARGAS ELECTRICAS CONTEXTUALIZACIÓN a.- Carga positiva: PROTONES b.- Carga negativa: ELECTRONES Electrización por contacto Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva. B.- Electrización por frotamiento. Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa. Si frotas una barra de vidrio con un paño de seda, hay un traspaso de electrones del vidrio a la seda. Si frotas un lápiz de pasta con un paño de lana, hay un traspaso de electrones del paño a al lápiz. C.- Electrización por inducción. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro. Como resultado de esta relación, la redistribución inicial se ve alterada: las cargas con signo opuesto a la carga del cuerpo electrizado se acercan a éste. En este proceso de redistribución de cargas, la carga neta inicial no ha variado en el cuerpo neutro, pero en algunas zonas está cargado positivamente y en otras negativamente, decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae. Estructura atómica de la materia. QUÉ es la materia? Según el diccionario, es "aquello que constituye la sustancia del universo físico". La Tierra, los mares, la brisa, el Sol, las estrellas, todo lo que el hombre contempla, toca o siente, es materia. También lo es el hombre mismo. La palabra materia deriva del latín mater, madre. La materia puede ser tan dura como el acero, tan adaptable como el agua, tan informe como el oxígeno del aire. A diferentes temperaturas puede presentar diferentes fases, pero cualquiera que sea su forma, está constituida por las mismas entidades básicas, los átomos. Las radiaciones ionizantes y sus efectos también son procesos atómicos o nucleares. 2. Un átomo puede carga eléctrica positiva o negativa. Un átomo eléctricamente neutro tiene el mismo número de protones que de electrones. Todo cuerpo material contiene gran número de átomos y su carga global es nula salvo si ha perdido o captado electrones, en cuyo caso posee carga neta positiva o negativa, respectivamente. Sin embargo, un cuerpo, aunque eléctricamente neutro, puede tener cargas eléctricas positivas en ciertas zonas y cargas positivas en otras. En todo proceso, físico o químico, la carga total de un sistema de partículas se conserva. Es lo que se conoce como principio de conservación de la carga . Las cargas eléctricas del mismo tipo interaccionan repeliéndose y las cargas de distinto tipo interaccionan atrayéndose. La magnitud de esta interacción viene dada por la ley de Coulomb. APLICACIÓN Indique es un electróforo, para qué se emplea, cómo funciona, que diferencia tiene con el electroscopio. Diseñe una maqueta o dibujo indicando sus partes y su funcionamiento. VERIFICACIÒN ¿Cuántos tipos de carga eléctrica existen y cuáles son? ¿Cuál es la carga que adquiere el vidrio frotado y cuál es la que adquiere el plástico? ¿Por qué al frotar un globo con un paño de lana, se carga? ¿Los cuerpos cargados eléctricamente siempre se rechazan? ¿Hay algún principio que habla de esto? ¿Cómo se llama? ¿Los átomos tienen cargas eléctricas? ¿Explícalo? ¿Todos los materiales se comportan del mismo modo cuando se los toca con otro cuerpo que está cargado eléctricamente? ¿Por qué? 8- ¿Qué diferencia hay entre un aislante (dieléctrico) y un conductor eléctrico? 9- Si tengo un cuerpo de metal cargado y lo pongo en contacto con otro cuerpo metálico que se encuentra neutro. ¿Qué sucede? 10- ¿Qué tengo que hacer para descargar un cuerpo que se encuentra cargado eléctricamente? 2.- Partículas portadoras de cada clase de carga eléctrica CIRCUITOS ELECTRICOS CONTEXTUALIZACIÓN Es tan común la aplicación del circuito eléctrico en nuestros días que tal vez no le damos la importancia que tiene. El automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la aspiradora, las computadoras y videocaseteras, entre muchos y otros son aparatos que requieren para su funcionamiento, de circuitos eléctricos simples, combinados y complejos. Pero ¿qué es un circuito eléctrico? Se denomina así el camino que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila. Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica. APLICACIÓN Realice el montaje mostrado en la protoboard. Circuito con dos pilas en paralelo Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica, en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control. CIRCUITOS EN PARALELO Y LEY DE OHM CONTEXTUALIZACIÓN: CIRCUITOS EN SERIE APLICACIÓN Un circuito en serie es un circuito donde solo existe un camino desde la fuente de tensión (corriente) o a través de todos los elementos del circuito, hasta regresar nuevamente a la fuente. Esto indica que la misma corriente fluye a través de todos los elementos del circuito, o que en cualquier punto del circuito la corriente es igual. Un ejemplo de un circuito en serie son las viejas luces navideñas. Por cada bombilla fluye la misma corriente y si se abre en algún punto el circuito, todo el circuito queda abierto. Es esa la gran desventaja de los circuitos en serie, si una bobilla se funde o es removida, el circuito entero deja de operar. Es por esto que actualmente se usan circuitos mixtos, formados por la combinación de circuitos en serie y circuitos en paralelo. Encontrar la resistencia total del siguiente circuito: CIRCUITOS EN PARALELO A diferencia de un circuito en serie, un circuito en paralelo es un circuito que tiene dos o más caminos independientes desde la fuente de tensión, pasando a través de elementos del circuito hasta regresar nuevamente a la fuente. En este tipo de circuito dos o más elementos están conectados entre el mismo par de nodos, por lo que tendrán la misma tensión. Si se conectan más elementos en paralelo, estos seguirán recibiendo la misma tensión, pero obligaran a la fuente a generar más corriente. Esta es la gran ventaja de los circuitos en paralelo con respecto a los circuitos en serie; si se funde o se retira una elemnto como por ejemplo una bombilla, el circuito seguirá operando para el funcionamiento de los demás elementos. 2. Encontrar el voltaje de la resistencia R2 del siguiente diagrama 3. Consulte sobre los siguientes temas. a. b. c. d. e. f. Resistencias Equivalentes Ley de Ohm Escala de colores para las resistencias Símbolos y convenciones eléctricas y electrónicas Planos eléctricos Instalaciones Electicas. Encontrar el voltaje de la fuente del diagrama siguiente: a. b. c. 6. 4. Demostrar que para un circuito en paralelo de dos resistencias la resistencia total es igual a: Realice el diagrama del Circuito si las resistencias están en paralelo y si están en serie Halle la resistencia equivalente para cada uno de las casos Determine el voltaje del circuito. A un circuito en paralélelo de seis bombillos de quiere colocar 3 interruptores para encender y apagarlos de tal manera que si se abre cualquiera de los interruptores los demás permanezcan cerrados. A partir de esta información realice el dibujo del circuito indicando las partes y el lugar exacto en donde se deben colocar los interruptores para que se cumpla con el propósito entes mencionado. 5. Se tienen los siguientes datos para el circuito mostrado EVENTOS ELECTROMAGNATICOS Contextualización El fenómeno del magnetismo fue conocido por los griegos desde el año 800 A.C. Ellos descubrieron que ciertas piedras, ahora llamadas magnetita (Fe3O4), atraían piezas de hierro. La leyenda adjudica el nombre de magnetita en honor al pastor Magnes, los clavos de sus zapatos y el casquillo (o punta) de su bastón quedaron fuertemente sujetos a un campo magnético cuando se encontraba pastoreando su rebaño. Aplicación Realice las siguientes prácticas de laboratorio indicando las conclusiones respectivas. EXPERIENCIA Nº 1 Objetivo: Clasificar materiales según su comportamiento frente a un imán. 3. De la misma forma verifica el comportamiento de los restantes materiales. Sepáralos en dos grupos indicando cuáles son los objetos atraídos por el imán y cuáles no. EXPERIENCIA Nº 2 Objetivo: Reconocer las zonas de un imán. Materiales: Soporte, hilo, clavos de hierro, alfileres, imán barra. Procedimiento: 1. Ata con el hilo el imán en su parte media y cuélgalo del soporte. 2. Acerca los clavos de hierro o los alfileres al imán, recorriéndolo de un extremo a otro. ¿Qué ocurre? EXPERIENCIA Nº 3 Materiales: Imán, limaduras de hierro, trozos de papel aluminio, alfileres, trozos de corcho, anillo de cobre, varilla de vidrio, papel, clips, capuchón plástico, clavos de hierro, aserrín, hoja de cartulina. Objetivo: Diferenciar los polos de un imán y verificar la acción mutua entre ellos. Procedimiento: Procedimiento: 1. Coloca una pequeña porción de limaduras de hierro sobre la hoja de papel y acerca, por debajo de la hoja, el imán. ¿Qué ocurre? 2. Acerca el imán a la varilla de vidrio. ¿Qué ocurre ahora? 1. Apoya uno de los imanes sobre la mesa y acércale a uno de sus extremos, un polo del otro imán. ¿Qué ocurre? Materiales: Dos imanes 2. Invierte el imán que sostienes en la mano y acércalo nuevamente al mismo extremo del imán que está apoyado. Verifica lo que ocurre. EXPERIENCIA Nº 4 Objetivo: Probar el poder de atracción de un imán a través de distintos materiales. Materiales: Imán, limaduras de hierro, vaso de vidrio, agua, hoja de papel, trozo de cobre o de aluminio., madera, goma. Procedimiento: 1. Coloca limaduras de hierro en la hoja de papel y pasa el imán por debajo. ¿Qué observas? 2. Interpone entre las limaduras de hierro y el imán el trozo de cobre o aluminio y verifica lo que ocurre. 3. Repite la operación interponiendo ahora madera, goma y la mano. Observa lo que ocurre en cada caso. 4. Coloca en un vaso las limaduras de hierro y cúbrelas con agua hasta 1cm de altura. Acerca el imán al fondo del vaso para verificar la acción magnética a través del vidrio. Luego introduce el imán en el vaso, sin tocar el agua para comprobar la acción magnética a través del agua. Observa los resultados. Verificación 1) ¿Qué es un imán natural? ¿Cómo pueden obtenerse imanes artificiales? ¿Qué forma tienen? 2) Realiza una breve reseña histórica mencionando cuándo, quiénes y cómo descubrieron el magnetismo. 3) ¿Qué diferencia hay, a nivel molecular, entre una sustancia magnetizada y una no magnetizada? 4) ¿Cómo puede desmagnetizarse un imán? ¿Qué es la temperatura de Curie? 5) ¿Todos los materiales son atraídos por los imanes? ¿Cuáles sí?, ¿cuáles no? 6) Explica el fenómeno de inducción magnética. 7) ¿Cuántas zonas se diferencian en un imán? ¿Qué nombres tienen estas zonas? 8) ¿Se pueden separar los polos de un imán? ¿Por qué? 9) ¿Qué comportamiento manifiestan dos imanes al ser enfrentados? 10) ¿Qué es la masa magnética? ¿En qué unidades se mide? 11) ¿Qué establece la ley de Coulomb para el magnetismo? ¿Cuál es su formulación matemática? (Indica el significado de cada parte de dicha fórmula). ¿Cuál es el valor de K? 12) ¿Qué es el campo magnético? ¿A qué se llama espectro magnético? 13) ¿Cómo se calcula la intensidad del campo magnético producido por una masa magnética? ¿En qué unidad se mide esta intensidad? 14) ¿Cómo se determina la intensidad del campo magnético a una determinada distancia de la carga que lo produce? 15) Investiga sobre el magnetismo terrestre. 16) Describe la brújula y su comportamiento.