Sprinkle: Pon Tu Motor En Marcha (Para Aprendizaje Informal) (in English)

Los estudiantes construyen pequeños motores eléctricos y los usan para trabajar!

Introducción
Las palabras en negrita son vocabulario y conceptos que deben ponerse de relieve con los estudiantes durante la actividad.

¿Qué es un motor? Un motor es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía cinética. Básicamente, los motores reciben la energía electrica de una fuente eléctrica, como un enchufe o una batería, y transforman esa energía en energía mecánica provocando que algo gire, se mueva, o realice algún tipo de trabajo. Hoy, los estudiantes utilizan dos tipos de imanes para crear uno de estos motores: un electroimán y un imán permanente. Los estudiantes probablemente conocen el imán permanente - el tipo que se pega a la puerta del refrigerador. Se llama imán permanente por que siempre mantiene un campo magnético. Un electroimán es diferente por que su campo magnético es creado por una corriente eléctrica, es decir, el campo magnético puede ser eliminado apagándo la electricidad.

La fotografía muestra un dispositivo compuesto de una pila D, imán, goma elástica, dos clips y una bobina de alambre rojo.
Motor construído por un estudiante.

Materiales

Cada grupo necesita:

  • corta alambres
  • 12" (30 cm) trozo de hilo
  • 2" x 2" (5cm x 5 cm) pieza de papel de lija 150
  • 3 clips grandes
  • 1 goma elástica ancha
  • 30" (76 cm) de alambre de magneto aislado del calibre 22
  • 1 pila D
  • 1 imán rectangular
  • papel en blanco

Procedimiento

Revision General Del Procedimiento

Trabajando en grupos de tres los estudiantes construyen motores que consisten de tres partes: un imán permanente, un electroimán (la bobina de alambre) y una batería. El alambre está hecho de cobre y, por tanto, no es magnético. Pero cuando la corriente fluye a través de la bobina de alambre genera un campo magnético, permitiendo que funcione como un imán - sus polos quieren alinearse con los polos del imán permanente, haciendo que gire. Juntos, la batería, el imán y el electroimán (alambre) actúan como un motor al convertir la energía eléctrica de la batería en energía mecánica, como se hace evidente por el movimiento de rotación de la bobina. La mitad del aislamiento es eliminada de un extremo del alambre, para que cuando gire y el aislamiento entre en contacto con la batería (a través del clip), no haya corriente y, por tanto, no haya campo magnético. Esto ocurre en el momento en el que los polos del electroimán deberían alinearse con los polos del imán. Si todavía hubiera corriente fluyendo, la atracción de los polos causaría que el electroimán (la bobina de alambre) terminara de moverse. Pero, por el contrario, la inercia de la bobina rotando ayuda al alambre a continuar girando, y trae la parte no-aislada del alambre en contacto con la batería, completando el circuito, reintroduciendo la corriente eléctrica a través del alambre y de los polos magnéticos, causando que la bobina continue girando. Este motor puede ser utilizado para realizar algún trabajo .... tal como levantar un clip!

Construyendo Los Componentes

Atención: realiza todos los pasos junto con los estudiantes como una demostración en clase.

  • Distribuye los materiales a los estudiantes.
    La fotografía muestra una forma cuadrada hecha de alambre, con los extremos del inicio y del final sobresaliendo de la bobina.
    La bobina de alambre.
  • Empezando a 1.5" (3.8 cm) del final, envuelve el alambre 7 veces alrededor de la parte corta del imán dejando ambos "extremos" en partes opuestas del imán.
  • Con cuidado, desliza el alambre fuera del imán, manteniendo la forma rectangular.
  • Deja 3" (7.6 cm) de alambre extra en el segundo extremo (este es el extremo "largo"), y corta el alambre sobrante (ver Figura 2).
  • Envuelve cada extremo del alambre alrededor de su lado de la bobina para que estén ligados juntos; asegúrate de alisar cada extremo de manera que parezcan líneas rectas (ver Figura 2).
  • Lijando los extremos del alambre (atención: ayuda a los estudiantes con estos pasos - si se hacen incorrectamente, el motor no funcionará; ver Figura 3).
    Un diagrama muestra tres círculos grises, representando la sección transversal del alambre, mostrando la presencia de una capa exterior de aislamiento plástico en diferentes momentos de su eliminación; alambre antes de ser lijado, extremo izquierdo sin aislamiento y extremo derecho con la mitad del aislamiento.
    Figura 3. Lijando el alambre.
  • Utiliza el papel de lija para eliminar con cuidado todo el aislamiento del extremo largo del alambre, empezando por la parte superior y llegando hasta 1/4" (0.6 cm) de distancia de la bobina. Pon el extremo corto en una hoja de papel y utiliza la lija para cuidadosamente eliminar el aislamiento únicamente de la parte superior del alambre).
  • Despliega dos de los clips para que se asemejen a la Figura 4.
  • Lija suavemente la superficie de los clips.

Poniendo Todos Los Elementos Juntos

  • Utiliza una goma elástica para sujetar los círculos grandes del clip a cada terminal de la batería (Ver Figura 1).
    El trazado de una línea muestra la amplia forma de una S con un giro de 45 grados en el centro.
  • Asegúrate de que los círculos pequeños del clip están en el mismo lado de la batería y asegúrate de que están al mismo nivel.
  • Pega el imán a la batería entre los círculos pequeños de los clips como muestra la Figura 1; no dejes que los clips toquen el imán.
  • Pon la batería en una mesa con los círculos pequeños colgando del borde; asegúrate de que la bobina no chocará contra la mesa.
  • Apoya la bobina de alambre en los círculos pequeños(ver Figura 1), de nuevo asegurándote de que están al mismo nivel.
  • Da un pequeño empujón a la bobina y mira como gira! Revisa con los estudiantes cómo funciona un motor.

Haciendo Algo De Trabajo

  • Ata el hilo al último clip.
  • Con cuidado haz un círculo pequeño justo al final del extremo largo del alambre.
  • Ata el otro extremo del hilo al círculo.
  • Pon la bobina de alambre de nuevo en los círculos pequeños e intenta que tu motor levante tu clip. Puede que necesite varios intentos, pero funcionará.

Pistas

  • Asegúrate de que el alambre está limpio en la parte que toca a los clips (con el paso del tiempo se ensucia).
  • Intenta ajustar la distancia entre el imán y el alambre y entre los pequeños círculos de los clips.

Conclusiones - Cuestiones a Considerar

  • Cuáles son algunas de las cosas que hicieron ir al motor más deprisa o más despacio? Por qué?
  • Por qué necesita el motor un empujón para comenzar a funcionar?
  • Qué hubiera sucedido si hubieramos eliminado todo el aislamiento de ambos extremos del alambre?
  • Qué hubiera sucedido si aumentáramos o disminuyéramos el número de vueltas en el electroimán?

Copyright

© 2013 by los Regentes de la Universidad de Colorado

Last modified: May 3, 2016

Comments