Sprinkle: Altavoces En Vasos De Yogurt (Para Aprendizaje Informal) (in English)

Los estudiantes aprenden acerca de la electricidad y el magnetismo mediante la construcción de altavoces

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

El estudio del electromagnetismo es la base de la ingeniería eléctrica. Además, encuentra una amplia aplicación en otras ramas de la ingeniería. Sorprendentemente, los electroimanes se utilizan para hacer altavoces! Un sonido se produce cuando un objeto vibrante mueve las partículas de aire a su alrededor, lo que a su vez, mueve las partículas de aire que les rodean. Un altavoz toma una señal eléctrica y la transforma en vibraciones físicas para crear ondas de sonido. Los altavoces tradicionales hacen esto con un electroimán y con un imán permanente: el electroimán está bajo la influencia de un campo magnético constante creado por un imán permanente. Estos dos imanes interactúan el uno con el otro de la manera habitual: el extremo positivo del electroimán es atraído hacia el polo negativo del imán permanente y repelido por su polo positivo. Una señal de estéreo invierte constantemente el flujo de la electricidad, cambiando los polos norte y sur del electroimán. De esta manera, la corriente alterna invierte constantemente las fuerzas magnéticas entre la bobina de voz y el imán permanente, empujando rápidamente la bobina hacia atrás y hacia delante. Cuando la bobina se mueve, empuja y tira del cono del altavoz. Esto hace vibrar el aire alrededor del altavoz y crea ondas sonoras, que es lo que tu oyes!

Los estudiantes exploran circuitos a través de vasos de yogurt. Esta imagen muestra la bobina conectada en el altavoz creado por el estudiante.
Figura 1. Puesta en marcha de un simple altavoz creado por los estudiantes .
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Copyright © 2005 Center for Engineering and Computing Education, University of South Carolina

Materiales

Cada grupo necesita:

  • 1 imán redondo
  • 10 ft. (3 m) de alambre revestido de calibre 20
  • 12" (30 cm) de cinta aislante
  • 1 ~8 oz. vaso de plástico o contenedor de yogurt (vacío/enjuagado)
  • 1 pila C
  • 3 clips
  • papel de lija

A compartir por los grupos:

  • radio/estéreo con altavoces desmontables

Procedimiento

Revisión General Del Procedimiento

Los estudiantes construyen un electroimán, estudian su interacción con un imán permanente y, a continuación, utilizan este conocimiento para construir un altavoz básico.

Procedimiento

  1. Divide a los estudiantes en grupos de dos.
  2. Pregunta a los estudiantes si alguno de ellos saben cómo y por qué funcionan los altavoces. Tras un tiempo dedicado a la discusión, describe cómo funcionan en realidad (aprovecha la Introducción anterior).
  3. Explica a los estudiantes la diferencia entre un electroimán y un imán permanente.
  4. Informa a los grupos que el desafío de hoy es construir un electroimán y explorar sus propiedades a través de la construcción de un altavoz. Muestrales los materiales disponibles para la actividad.
  5. Distribuye los materiales a los grupos.

Construcción Del Electroimán

Para hacer un electroimán, los estudiantes deberán seguir los siguientes pasos: (atención: sigue cada paso con los estudiantes):

  1. Haz que los estudiantes enrrollen el alambre alrededor de la pila C, dejando dos pulgadas libres en cada extremo.
  2. Con cuidado haz que saquen el alambre de la pila, conservando su forma. Si es necesario, pueden asegurarlo con un pequeño trozo de cinta adhesiva.
  3. Lija el esmalte del alambre en los dos extremos libres, quitando aproximadamente una pulgada del aislamiento.
  4. Haz que los estudiantes sujeten el alambre de manera que cada extremo del alambre toque los dos extremos de la pila - ahora tienen un eletroimán.
  5. Para comprender sus capacidades, da instrucciones a los grupos para que pongan sus electroimanes cerca del imán permanente para ver cómo reacciona.

Construcción Y Prueba Del Altavoz

A continuación, los estudiantes construyen sus altavoces utilizando sus eletroimanes.

  1. Da instrucciones a los estudiantes para que peguen con cinta adhesiva el imán permanente a la parte interior del fondo del contenedor de yogurt/vaso de plástico.
  2. A continuación, los estudiantes deberán pegar el electroimán con cinta adhesiva a la parte exterior del fondo de su vaso (véase Figura 1), de manera que estén lo más cerca posible.
  3. Haz que los estudiantes comprueben que sus imanes permanentes y sus electroimanes están bien asegurados a sus vasos con la cinta adhesiva. Una vez confirmado, están listos para probar sus altavoces.
  4. Permite que los grupos, uno a uno, prueben sus altavoces (véase Figura 2). Une uno de los extremos de sus alambres libres a cada uno de los alambres conectores del altavoz en la parte trasera de la radio. (Atención: Por favor, ten cuidado: los alambres pueden ponerse muy caliente si se mantiene el volumen alto durante demasiado tiempo.)
    El altavoz de yogurt funcionando tras haber sido conectado a la radio/estéreo.
    Figura 2. El altavoz taza de yogurt en acción después de que está conectado a la radio/estéreo.
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    Copyright © 2005 Center for Engineering and Computing Education, University of South Carolina

Conclusiones - Cuestiones a Considerar

  • ¿Por qué utilizaría un ingeniero un electroimán mejor que un imán permanente?
  • ¿Cambiaría el hacer más bobinas en tu electroimán su potencia?

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© 2013 by los Regentes de la Universidad de Colorado

Last modified: April 12, 2018

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