Sprinkle: Conducirá La Corriente? (Para Aprendizaje Informal) (in English)

Los estudiantes construyen un probador de conductividad y prueban una variedad de materiales para determinar si son buenos conductores de electricidad.

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

¿Qué significa ser conductivo? Un material conductivo es uno que permite a una corriente eléctrica, compuesta de electrones que se mueven, fluir a través de él. No todos los materiales pueden conducir electricidad. Hoy, los estudiantes van a descubrir qué materiales pueden o no pueden conducir la electricidad. Este conocimiento es importante por que permite a los ingenieros diseñar placas bases que sirven como "cerebros" a ordenadores, juguetes, coches, aviones y electrodomésticos que utilizamos cada día. También permite a los ingenieros manipular electricidad y componentes eléctricos con seguridad - por ejemplo utilizando guantes de goma (un buen aislante) para prevenir una descarga eléctrica.

La fotografía muestra un circuito simple con una pila, bombilla y un clip.

Materiales

Cada grupo necesita:

  • 1 pila AA
  • 1 pila D
  • 3 6" (15 cm) trozos de alambre
  • 2" x 2" (5 cm x 5 cm) tira de papel de lija
  • un portalámparas con bombilla
  • 2" x 12" (5 cm x 30 cm) tira de papel aluminio
  • 1 copia de la hoja de trabajo "Conducirá la Electricidad?"
  • herramienta para cortar alambre

A compartir por la clase (soluciones de prueba preparadas por el instructor):

  • Un conjunto de objetos sólidos de prueba: clavos o tornillos (de varios metales), pasador de madera, cartón duro, goma de borrar, suela de zapato de goma, utensilio de plástico, utensilio de metal viejo, llave de latón, corcho, alambre de cobre, tiza, papel de aluminio, grafito (de un lápiz recargable), bolígrafo de plástico, plumas, poliestireno, etc.
  • 4 vasos de plástico de ~ 12oz.
  • acceso a agua templada (~24 oz.)
  • 1/4 de taza de cada una de las siguientes sustancias: sal, azúcar y bicarbonato de soda
  • cinta adhesiva
  • 1 taza de vinagre
  • rotulador

Procedimiento

Revisión General Del Procedimiento

Los estudiantes trabajan en equipos de tres. El probador de conductividad que los estudiantes construyen hoy es muy simple, pero les permitirá determinar una propiedad importante de diferentes materiales - si los materiales conducen electricidad. Los estudiantes construyen un circuito incompleto que contiene una pila y una bombilla, y tratan de completar el circuito utilizando una variedad de materiales. Los materiales que completan el circuito y permiten a la corriente fluir harán que la bombilla se encienda! Un material que completa el circuito es llamado conductor mientras que el que no completa el circuito es llamado aislante.

Construyendo Un Probador De Conductividad

Mientras los estudiantes estan completando los siguientes pasos, el instructor deberá preparar las soluciones, ya que funcionan mejor si los iones han tenido más tiempo para disolverse. Llena tres vasos diferentes con agua templada. Añade suficiente sal a uno de los vasos para saturar la solución (~ 2 cucharadas grandes (tbsp) de sal); repite el mismo proceso con el azúcar y el bicarbonato. Llena un vaso con el vinagre destilado. Etiqueta los vasos adecuadamente. Las soluciones de sal, bicarbonato y vinagre deberán ser conductoras, ya que contienen iones. La solución de azúcar no conducirá, ya que las moléculas de azúcar no son iones.

  1. Distribuye los materiales y las hojas de trabajo a los estudiantes. Explícales que van a construir probadores de conductividad.
  2. Haz que los estudiantes lijen el aislamiento de los extremos (~ 3/4" o 2 cm del final) de sus alambres con el papel de lija.
  3. Haz que los estudiantes utilicen cinta adhesiva para unir una pieza de alambre a cada polo de la pila AA, a continuación haz que conecten uno de los alambres unido al polo de la pila a un tornillo en el portalámparas.
  4. Pide a los estudiantes que completen el circuito haciendo que los dos extremos libres de los alambres de "prueba" se toquen; si la bombilla se enciende, el probador está listo para comenzar!

Probando La Conductividad De Sólidos

  1. Haz que los estudiantes dejen sus probadores a un lado y miren a los materiales sólidos que van a probar; en la hoja de trabajo, haz que los estudiantes completen los números 1-4. Haz que elijan también varios objetos de su aula para que los prueben.
  2. Después de que han realizado sus predicciones, pide a los estudiantes que prueben la conductividad de los diferentes materiales. Para probar la conductividad, necesitan tocar el objeto con los extremos de los alambres de prueba. Si la bombilla se ilumina, el material es un conductor. Deberán responder la pregunta 5 en la hoja de trabajo mientras hacen esto.
  3. Haz que los estudiantes lleven a cabo una doble verificación de que sus alambres están tocando los polos de la pila. Si la bombilla no se enciende, el material está en realidad actuando como un aislante. Recuerda a los estudiantes que comprueben sus conexiones otra vez, también ayuda el sujetar los alambres apretados contra los polos de las pilas mientras se está haciendo la prueba.
  4. Haz que los estudiantes respondan las preguntas 6 y 7 de sus hojas de trabajo.

Probando La Conductividad De Las Soluciones

  1. Los estudiantes ahora modifican sus probadores para ser capaces de probar la conductividad de las soluciones.
  2. Ayuda a los estudiantes a cortar el alambre entre la pila y la bombilla por la mitad. De nuevo, haz que los estudiantes lijen el aislamiento de estos extremos recién creados, tal y como se explicó anteriormente.
  3. Pide a los estudiantes que unan la pila D entre los nuevos extremos del alambre: las pilas AA y D están ahora conectadas en serie.

Atención: para el siguiente paso pide a los estudiantes que sólo completen el circuito brevemente ya que el alto voltage de las dos pilas quemará la bombilla con bastante rapidez.

  1. Los estudiantes también necesitan colocar papel aluminio en los extremos de los alambres que van a actuar como probadores:
    Una pieza de papel de aluminio cubre un alambre.
  • a. Corta un cuadrado de 2" x 2" para el extremo de cada probador y alísalo sobre la mesa.
  • b. A continuación, envuelve bien el trozo de aluminio alrededor del extremo de cada alambre de pruebas, envolviendo aproximadamente la mitad de la longitud del papel aluminio y dejando que la otra mitad permanezca desplegada (véase imagen superior)
  • c. Entonces, con cuidado dobla el alambre que está bajo el papel de aluminio para asegurarte de que el aluminio está apretado contra el alambre.
  • d. Una vez hecho esto, haz que los estudiantes hagan que las dos piezas de papel aluminio se toquen y vean si la bombilla se enciende - si lo hace, están listos para continuar.
  1. Muestra las cuatro soluciones a los estudiantes: infórmales de que son soluciones de sal, azúcar, bicarbonato y vinagre. Recuérdales que la corriente está formada por el movimiento de electrones. Pídeles que completen las preguntas 8 y 9 de la hoja de trabajo.
  2. Para probar la conductividad de una solución, los estudiantes necesitan introducir ambos extremos cubiertos de papel aluminio en la solución (sin dejar que se toquen) y ver si la bombilla se enciende. Si no lo hace, pídeles que brevemente junten las dos piezas de papel aluminio dentro de la solución para hacer una doble verificación de que los alambres están correctamente conectados a la pila.
  3. Los estudiantes necesitan trozos nuevos de papel aluminio para cada solución evitando así la contaminación cruzada. O, si no hay mucho tiempo, puedes hacer que un grupo pruebe todas las soluciones delante de la clase.
  4. Haz que los estudiantes respondan a la pregunta 10 de la hoja de trabajo mientras van probando las soluciones.

Conclusiones - Cuestiones a Considerar

  • Qué propiedades hacen que un sólido sea un buen conductor?
  • Qué propiedades hacen que una solución sea un buen conductor?
  • Te sorprendió alguno de tus resultados?
  • Por qué necesitamos dos pilas para probar las soluciones pero sólo una para probar los sólidos?

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© 2013 by los Regentes de la Universidad de Colorado

Last modified: May 9, 2016

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