SEMANA 7 martes

SEMANA7 SESIÓN 19	Física 2 4.Fenómenos electromagnéticos
contenido temático	•Interacción magnética entre imanes y espiras/bobinas. •Transformación de energía eléctrica en mecánica.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Describe cómo interactúan imanes, espiras y bobinas, por las que circula una corriente eléctrica. N1. Explica el funcionamiento de un motor eléctrico de corriente directa. N2. Procedimentales ·       Realiza actividades experimentales. ·       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 de la información recabada en la indagación bibliográfica. -          De laboratorio: Batería de 9 volts, alambre magneto, brújula,  limadura de hierro
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA                     El Profesor  hace la presentación de las pregunta: ¿Cómo funcionan los motores eléctricos? Realizar por equipo ejercicios considerando secciones rectas de circuitos y electroimanes por los que circula una corriente para determinar las líneas de campo magnético, aplicando la regla de la mano derecha. • Hacer la deducción gráficamente, con la participación de los estudiantes, de cómo es la fuerza que se ejerce entre conductores paralelos por los que circula una corriente utilizando la regla de la mano derecha. • Construcción por equipo de un motor eléctrico. • Análisis y discusión en equipo de su funcionamiento, aplicando la teoría aprendida preguntas ¿Cómo es la interacción magnética entre imanes y bobinas? ¿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? Equipo 6 Respuesta El motor eléctrico es un artefacto que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, de manera que puede impulsar el funcionamiento de una máquina. Esto ocurre por acción de los campos magnéticos que se generan gracias a las bobinas, (aquellos pequeños cilindro con hilo metálico conductor aislado). 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  Fuerza de Lorentz: Si una carga eléctrica q se mueve en una región del espacio en la que coexisten un campo eléctrico de intensidad E y un campo magnético B, actuarán sobre la carga una fuerza eléctrica qE y una fuerza q(vxB) debida al campo magnético; la fuerza total sobre la carga será la suma de ambas y se llama fuerza de Lorentz:  http://elfisicoloco.blogspot.mx/2013/02/fuerza-de-lorentz.html Conectar  el simulador: http://www.walter-fendt.de/ph14s/lorentzforce_s.htm Observar el cambio de flujo eléctrico al invertir  corriente e iman.  INVERTIR CORRIENTE   INVERTIR IMÁN Ley de Faraday la Ley de Faraday o inducción electromagnética, enuncia que el voltaje inducido en un circuito cerrado resulta directamente proporcional a la velocidad con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una dada superficie con el circuito haciendo de borde. https://espaciociencia.com/ley-de-faraday-induccion-electromagnetica/ 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 imán mV máximo mV mínimo Observaciones: Equipo  Campo magnético en Gauss Velocidad de la varilla m/seg. Anotar sus observaciones: 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 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.
Referencias	Fuerza magnética sobre un conductor rectilíneo http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_magnetico/varilla/varilla.htm ---------------------------------------------------------------------------------------- INTERACCIÓN MAGNÉTICA ENTRE IMANES Y ESPIRAS Campo magnético creado entre imanes Los imanes y las corrientes eléctricas constituyen fuentes  generadoras de campos magnéticos. Los campos magnéticos son producidos por partículas cargadas  en movimiento. Campo magnético creado por una espira  Aplicando la ley de Biot y Savart a un conductor con forma de espira  circular de radio    , el módulo del campo magnético en el centro de la  espira es: B=  I 2 R La dirección del campo es perpendicular al plano de la espira, y el sentido  se obtiene aplicando la regla de la mano derecha. Las líneas de campo salen por una cara de la espira, que, a semejanza de  un imán, se llama cara norte, y entran por la otra cara, que será la cara sur. TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN MECÁNICA CORRIENTE ELÉCTRICA GENERADA POR CAMPOS MAGNÉTICOS VARIABLES: LEY DE FARADAY La inducción electromagnética es el proceso por el cual se puede inducir una corriente por medio de un cambio en el campo magnético. LEY DE FARADAY: Relaciona la razón de cambio de flujo magnético que pasa a través de una espira (o lazo) con la magnitud de la fuerza electromotriz $\mathcal{E}$ inducida en la espira. La relación es $\mathcal{E} = \frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}t}$