Colegio De Ciencias Y Humanidades Plantel Sur :))))))

SEMANA8 SESIÓN 22	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.16 Fuerza de Lorentz. 5.17 Motores (transformación de energía eléctrica en mecánica)

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Conoce que un campo magnético estático ejerce una fuerza sobre una carga eléctrica cuando ésta se encuentra en movimiento en una dirección distinta a la de las líneas de campo. Describe el funcionamiento de un motor eléctrico. Procedimentales ·       Elaboración de motor eléctrico. ·       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: -          Alambre magneto, imán,  pila tipo D, objeto cilíndrico ,  masking tape, clips.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  solicita a los alumnos escriban  la descripción de la Fuerza de Lorentz y su aplicación a los motores eléctricos. Preguntas ¿Qué indica la Ley de Lorentz? ¿Qué es un motor eléctrico? ¿Cuáles son los componentes de un motor eléctrico? ¿Qué tipos de motores eléctricos existen? ¿Cuáles son las aplicaciones de los motores eléctricos? ¿Qué indica la Ley de Faraday? Equipo 5 2 4 3 1 6 Respuesta La ley de Lorentz establece que una partícula cargada q que circula a una velocidad v⃗  por un punto en el que existe una intensidad de campo magnético B⃗ , sufrirá la acción de una fuerza F⃗  denominada fuerza de Lorentz cuyo valor es proporcional al valor de q, B⃗  y v⃗   Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos variables electromagnéticos. Dentro de las características fundamentales de los motores eléctricos, éstos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor. Se dividen en motores de corriente continua y de corriente alterna los de corriente continua son: Motor de serie Motor componed Motor shunte Motor eléctrico sin escobillas Motor paso a paso servomotor motor  sin núcleo y los de corriente alterna son: motor universal motor  asíncrono motor síncrono   Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores para teléfonos móviles, bombas, eléctricos, electrodomésticos, esmeriles angulares y otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.  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: -          Enrollar el cable de cobre alrededor del tubo de cartón, diez o más vueltas (espiras paralelas), dejando al menos 5 cm de cada extremo sin enrollar y perfectamente recto. -          Retire el tubo ya que sólo se utiliza para construir la bobina. -          También puedes enrollar el cable con cualquier objeto cilíndrico, por ejemplo, la misma pila del tipo D. -          Fijar el imán a uno de los lados de la pila utilizando para ello el masking tape (ver figura). -          Utilizando los clips, dejar dos ganchos en cada uno de los extremos habiendo entre éstos un ángulo de 90º (ver figura). Motor eléctrico Materiales Necesarios: • Una pila alcalina de tipo ' D ' o una pila de petaca • Cinta adhesiva • Dos clips de papel (cuanto más grandes mejor) • Un imán rectangular (como los que se usan en las neveras) • Cable de cobre esmaltado grueso (no con funda de plástico) • Un tubo de cartón de papel higiénico o de cocina (de poco diámetro) • Papel de lija fino • Opcional: Pegamento, bloque pequeño de madera para la base. Instrucciones: 1. Enrollar el cable de cobre alrededor del tubo de cartón, diez o más vueltas (espiras paralelas), dejando al menos 5 cm de cada extremo sin enrollar y perfectamente recto. Retire el tubo ya que sólo se utiliza para construir la bobina. También puedes enrollar el cable con cualquier objeto cilíndrico, por ejemplo, la misma pila del tipo D. Los extremos deben coincidir, es decir, quedar perfectamente enfrentados (ver figura 1) ya que serán los ejes de nuestro motor. Se puede utilizar una gota de pegamento entre cada espira o dar dos vueltas del cable de los extremos sobre la bobina para evitar la deformación de ésta. 2. Utilizando la lija, retirar completamente el esmalte del cable de uno de los extremos de la bobina, dejando al menos 1 cm sin lijar, en la parte más próxima a la bobina (ver figura 2). 3. Colocar la bobina sobre una superficie lisa y lijar el otro extremo del cable, simplemente por uno de los lados (por ello no hay que dar la vuelta a la bobina). Dejar al menos 1 cm sin lijar de la parte más próxima a la bobina (ver figura 3). 4. Fijar el imán a uno de los lados de la pila utilizando para ello el pegamento (ver figura 4). 5. Utilizando los clips, dejar dos ganchos en cada uno de los extremos habiendo entre éstos un ángulo de 90º (ver figura 5). Unos alicates planos o de punta fina pueden ser muy útiles. 6. Utilizar la cinta adhesiva para fijar el clip de papel a cada uno de los extremos de la pila (ver figura 6), situando dichos extremos en el mismo lado que el imán. 7. Colgar la bobina sobre los extremos libres de los clips (ver figura 7). Si la bobina no gira inmediatamente debemos ayudarla levemente. En caso de no contar con un cilindro de mayor grosor podemos usar una de las pilas pero recordar cuanto más delgado sea el cilindro mayor número de vueltas debemos realizar. Fuerza de Lorentz Conectar  el simulador: http://www.walter-fendt.de/ph14s/lorentzforce_s.htm http://www.walter-fendt.de/html5/phes/lorentzforce_es.htm http://www.walter-fendt.de/html5/phes/ Observar el cambio de flujo eléctrico al invertir  corriente e iman. Ley de Faraday Material: Bobina  de inducción, multímetro. Procedimiento: Conectar  el simulador: http://tamarisco.datsi.fi.upm.es/ASIGNATURAS/FFI/apuntes/camposMagneticos/teoria/applets/variables/fem/fem.htm Observaciones: Equipo Velocidad  del iman mV máximo mV minimo Tabular y graficar los datos obtenidos. -          Los alumnos discuten y obtiene 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. SEMANA8 SESIÓN 23 Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS contenido temático 5.18 Ley de Faraday-Henry-Lenz. Aplicaciones Aprendizajes esperados del grupo Conceptuales Describe la generación de corriente eléctrica por la variación del campo magnético cerca de un conductor. Conoce el funcionamiento y principales usos de un transformador. 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: Pila tipo D, alambre magneto No 22, clavo. Limadura de hierro. Desarrollo del proceso FASE DE APERTURA -          El Profesor  presenta a los alumnos la cuestión siguiente: -          ¿En qué consiste la Ley de Faraday-Lenz-Henry y que aplicaciones tiene? -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Equipo Respuestas 1 Establece que la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con la que cambia el campo magnético. Gracias a esto se desarrollan la mayor parte de las maquinas.  2 La ley de Faraday- Henry y Lenz, establece que: Toda variación de flujo que atraviesa un circuito cerrado produce en éste una corriente inducida. La corriente inducida es una corriente instantánea, pero sólo dura mientras dura la variación del flujo. La fuerza electromotriz inducida en un circuito ( e ) es igual a la variación del flujo magnético ( F ) que lo atraviesa por unidad de tiempo. El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la variación del flujo que la produce. Estas dos afirmaciones se pueden escribir por medio de la ecuación de Faraday-Lenz que nos da el valor y el sentido de la corriente inducida:(Si el flujo se expresa en Weber y el tiempo en segundos, la fem viene dada en voltios) Una de las principales aplicaciones de la inducción electromagnética es la obtención a nivel industrial de la energía eléctrica. La inducción electromagnética permite transformar energía mecánica en energía eléctrica. 3 La ley establece como se puede generar un voltaje con el movimiento de un imán dentro y fuera de un campo magnético 4 Establece que la variación de flujo que circula un circuito crea en este una corriente inducida para generar un voltaje con el movimiento y fuera del campo magnetico. 5 Un voltaje es inducido cuando en un circuito cuando un flujo magnético cambiante pasa por el circuito. El voltaje inducido es igual a la razón de campo del flujo magnético. 6 Establece que: Toda variación de flujo que atraviesa un circuito cerrado produce en éste una corriente inducida. La corriente inducida es una corriente instantánea, pero sólo dura mientras dura la variación del flujo.  Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad. -          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: Colocar en una hoja de papel, una muestra de la limadura de hierro, 1.- Acercar  a la limadura de hierro el clavo y anotar los cambios. 2.- Acercar el alambre magneto a la limadura de hierro y observar los cambios. 3.- Acercar la pila a la limadura de hierro y observar los cambios. 4.- Enrollar el alambre magneto al clavo y acercar a la limadura de hierro y anotar los cambios. 5.- Conectar a la pila el alambre arrollado al clavo y acercar a la limadura de hierro anotar los cambios. Observaciones: Equipo Milivolt hacia  abajo el núcleo metálico Hacia arriba el  núcleo metálico 1 2.3 -1.7 2 2.4 -2.2 3 3.2 -1.3 4 6.4 -1.4 5 2.1 -1.6 6 2.3 -2.0 -          Los alumnos discuten para obtener sus  conclusiones: Cuando el núcleo es hacia abajo el voltaje marca positivo Y cuando el núcleo es hacia arriba el voltaje marca negativo   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.