Actividad de Seguridad Safety Smart Energía para Electrones

Actividad de Seguridad
Safety Smart
Energía para Electrones
Introduce a tus estudiantes a la importancia de los conocimientos científicos. Como maestro de ciencias, tú
puedes ayudarlos a establecer conexiones entre la ciencia, la ingeniería, las matemáticas y el idioma. Estas
lecciones les pueden ayudar para brindarles confianza, aumentar su interés y a aplicar su conocimiento
para resolver nuevos problemas. ¿Puedo controlar la energía de los electrones?¡Experimentemos con la
seguridad eléctrica!
LECCIÓN DE SEGURIDAD
Utilizamos la electricidad en alguna forma prácticamente todo el día, todos los días. Es pura energía.
Utilizamos electricidad para hacer funcionar computadoras, luces, televisores y lavaplatos, toda clase de
artefactos. La electricidad es invisible y es poderosa. Tenemos que ser cuidadosos con ella.
Los electrones son partículas muy pequeñas que fluyen a través de cables y circuitos, creando corrientes
de electricidad. Los electrones se mueven desde las partes cargadas en negativo hacia las cargadas en
positivo. Las partes de un circuito cargadas en negativo tienen electrones extras, mientras que las partes
cargadas en positivo buscan más electrones. Los electrones saltan de un sector al otro. Cuando los
electrones se mueven, fluye una corriente eléctrica a través del circuito.
La electricidad puede conducirse a través de metales y otros materiales llamados “conductores”. Los conductores
llevan electricidad. Pero la electricidad no puede desplazarse a través de cosas como la goma, la madera o el
plástico. Estos materiales se llaman “aislantes” porque no permiten que la electricidad pase a través de ellos.
Para ver cómo funciona la electricidad y chequear la conductividad de ciertos materiales vamos a construir
un circuito eléctrico simple (Experimento #1). Luego, investigaremos la importancia de los aisladores en la
seguridad eléctrica (Experimento #2).
MATERIALES
Baterías AA, AAA y C (2 o 3 de cada una)
EXPERIMENTO #1
• 2 Baterías D
• Cinta Adhesiva
• Linterna de trabajo que
se pueda desarmar
(incandescente de dos
baterías)
• Conductores y aisladores:
»» 12” (30 cm) de tiras láminas de
aluminio para trabajo pesado
»» 12” (30 cm) de cable
»» 12” (30 cm) tiras de papel
»» Cordones de zapatos
»» Limpia cañerías
»» Bandas elásticas
»» Clips grandes para papel
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EXPERIMENTO #2
•
•
•
•
Batería de 9 voltios, no recargable (3 o 4)
1 centavo de dólar estadounidense
Bandas elásticas gruesas
Cable de extensión cortado en dos mitades
EXPERIMENTO #1
• Podemos hacer nuestro propio circuito eléctrico seguro porque
las baterías tienen muy baja corriente. Aun cuando podamos
tocar esta corriente eléctrica sin peligro, nunca deberías tocar el
enchufe de una lámpara real.
• Llama a 2 o 3 voluntarios. Sigue los siguientes pasos:
• Desenrosca la linterna y quítale la bombilla.
• Une con cinta adhesiva las dos baterías D, colocando los
extremos negativos y positivos juntos.
• Comencemos con la tira de lámina de aluminio. Envuelve un
extremo alrededor de la rosca de metal sobre la bombilla.
Asegúrala con cinta. No cubras la punta de la bombilla.
• Une con cinta adhesiva el otro extremo de la tira de aluminio en
el extremo plano (negativo) de las baterías apiladas.
• Toca la punta de metal de la bombilla con el extremo positivo de
la pila de baterías.
¿QUÉ OCURRE?
• Pídeles a los niños si ellos pueden explicar cómo la electricidad
(corriente) está fluyendo de la batería a la bombilla.
• La tira de lámina de aluminio provee un paso para la corriente.
La lámina es un conductor de electricidad. La bombilla iluminará
sólo si hay corriente eléctrica fluyendo a través de ella en un paso
completo e ininterrumpido. El conductor conecta la electricidad
desde las baterías hasta la bombilla para que la corriente pueda
fluir a través del conductor y encender la bombilla.
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REPETICIÓN EXPERIMENTO #1
• Llama a 2 o 3 voluntarios diferentes. Repite el experimento con los otros materiales (cable, papel,
cordones, limpia cañerías, banda elástica y clips para papel) y pídele a los estudiantes que predigan
cuales materiales serán conductores y cuales aisladores.
EXPERIMENTO #2
• Ahora que hemos aprendido sobre los beneficios de la electricidad, tratemos este experimento para
lograr el sentido de un posible peligro de electricidad.
• Llama a 2 voluntarios. Sigue los siguientes pasos:
• Compara la batería de 9 voltios con la batería D, advierte la diferencia de donde se encuentran los
extremos terminales negativo y positivo en ambas baterías. Pregunta que es lo que los voluntarios
piensan que ocurrirá si ellos posan la moneda de 1 centavo cruzando los terminales de los 9 voltios.
• Pon la moneda cruzando los terminales de la batería de los 9 voltios. Mantenlo en ese lugar durante
15 segundos. Pide a los voluntarios que describan lo que sienten ¿Pueden explicar por qué sienten
que la moneda se está calentando?
• (Nota: la batería de 9 voltios perderá su energía rápidamente. No dejes la moneda en ese lugar
durante más que unos pocos segundos, sólo lo suficiente como para sentir el calor)
• Explícales a ellos que están creando un simple circuito cerrado al conectar dos terminales con un
conductor. La moneda de 1 centavo de dólar estadounidense está hecha mayormente de cobre y el
cobre es un muy buen conductor de la electricidad. Pide a tus estudiantes si pueden pensar en algo
de sus hogares que este hecho de cobre. (Respuesta: ¡el cableado de la casa y los cables eléctricos de
aparatos!)
• Ahora posa la banda elástica cruzando los terminales.
• Recuérdales a los estudiantes que la goma es aislante. Entonces cuando la banda elástica sea puesta
entre la batería y la moneda, el circuito se rompe y no hay circuito, no hay calor.
• Pídeles a tus estudiantes si pueden pensar en un producto de sus hogares que contenga un aislante
en él. ¡Los cables de los aparatos! Para proteger el ambiente del calor de la electricidad y para
mantener la electricidad en los cables, estos se encuentran envueltos con un material aislante.
• Muéstrales a los estudiantes el cable de extensión dañado y señala el cableado de cobre y el forrado
de plástico. Pregúntales si saben lo que tienen que hacer cuando encuentran en sus hogares cables de
extensión dañados. Tírenlos y reemplácenlos por nuevos.
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CIENCIA SAFETY SMART
Es importante conocer la diferencia entre voltaje y corriente. Un voltio es una medida de fuerza
electromotriz (el voltaje creado por una fuente de energía como una batería). Aquí tenemos una simple
forma de pensar sobre la electricidad: el voltaje puede compararse a la presión que empuja el agua través
de una manguera, en la que el agua es la corriente de electricidad y la manguera es el conductor. En los
primeros tiempos de la historia, la gente pensaba que la electricidad realmente era un fluido, como el agua,
pero nosotros sabemos que la electricidad no es un fluido.
La corriente es el flujo de electrones a través de un circuito. La corriente, no el voltaje, hace el trabajo en un
circuito eléctrico. Por ejemplo, el flujo de agua a través de una turbina es lo que hace que la turbina gire. El
fluido de corriente a través de un circuito eléctrico es lo que ilumina las bombillas, calienta una hornalla o
hace funcionar un motor.
Las baterías vienen en distintos tamaños A, AA, C, D. Pero advierte que no interesa el tamaño de la batería,
todos los rótulos indican que cada una tiene 1,5 voltios, esa es la energía de la batería. De manera tal que
todas las baterías alcalinas tienen una fuerza eléctrica de 1,5 voltios. ¿Cómo puede ser eso?
La cantidad de corriente que una batería alcalina puede entregar es bastante proporcional a su tamaño
físico. Este es un resultado de decrecimiento de resistencia interna a medida que el área de superficie
interna de la célula aumenta. Una regla general es que un batería alcalina AA puede entregar 700 mA sin
un calentamiento significativo. Las baterías más grandes, tal como C y las D, pueden entregar más corriente.
CONSEJOS SAFETY SMART
• El agua es un buen conductor de la electricidad, por ello mantén todo elemento eléctrico alejado del agua.
• Asegúrate de que no estas sobrecargando tus cables de extensión; agrega watts para asegurarte de
que estas seguro.
• No escondas cables eléctricos bajo alfombras o detrás de las cortinas.
• Inspecciona los cables eléctricos, cables de extensión, bases múltiples y otras fuentes para ver si están
dañados.
Si un cable o elemento eléctrico está dañado, la electricidad puede darte una descarga sobre, quemarte
o incluso causar un incendio. Si tocas la electricidad, pasas a ser parte del circuito, lo cual puede ser muy
peligroso. No necesitábamos un aislante en nuestro conductor en el experimento con la linterna porque la
cantidad de electricidad es muy pequeña.
Sin embargo, los artefactos reales del hogar utilizan mucha electricidad, por eso nunca debes tocar un cable
eléctrico dañado. Todo cable dañado debe ser tirado, desechado.
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