Energía Potencial en el campo eléctrico, Potencial eléctrico y diferencia de potencial, Corriente eléctrica y la recapitulación de estas mismas.

Energía Potencial en el campo eléctrico.

La energía potencial se puede definir como la capacidad para realizar trabajo que surge de la posición o configuración. En el caso eléctrico, una carga ejercerá una fuerza sobre cualquier otra carga y la energía potencial surge del conjunto de cargas. 

Por ejemplo, si fijamos en cualquier punto del espacio una carga positiva Q, cualquier otra carga positiva que se traiga a su cercanía, experimentará una fuerza de repulsión y por lo tanto tendrá energía potencial. La energía potencial de una carga de prueba Q en las inmediaciones de esta fuente de carga será:

Dónde: U: es la  electricidad

K: es la constante de Coulomb.

En electricidad, normalmente es más conveniente usar la energía potencial eléctrica por unidad de carga, llamado expresamente potencial eléctrico o voltaje.

SEMANA5 SESIÓN 13	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.7 Energía Potencial en el  campo eléctrico.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Identifica el trabajo sobre una carga dentro de un campo eléctrico como el cambio en la energía potencial eléctrica del sistema. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas. ·       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: -          Indagaciones bibliográficas del tema elaboradas por los alumnos. -          De laboratorio: Regla de plástico, paño de algodón, chorro de agua.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          El Profesor  hace la presentación de las preguntas: Preguntas ¿Cómo se define un campo eléctrico? ¿Cómo se define  el Potencial en un campo eléctrico? ¿Cuál es la relación entre campo y fuerza? ¿Cuál es el trabajo realizado por el campo eléctrico? ¿Cuál es la relación entre campo eléctrico y diferencia de potencial? ¿Cómo es la energía potencial entre cargas? Equipo 1 3 2 6 5 4 Respuesta Las cargas eléctricas influyen sobre la región que se encuentra a su alrededor, la región de influencia recibe el nombre de campo eléctrico este es invisible y las cargas eléctricas siempre se encuentra rodeadas por uno Se define como una partícula con carga que  aumenta cuando se realiza un trabajo para empujar contra un campo eléctrico de algún otro objeto cargado. La relación está en que la fuerza eléctrica y el campo eléctrico son proporcionales y la dirección de la fuerza y el campo siempre serán el mismo. El trabajo que realiza el campo eléctrico sobre una carga q cuando se mueve desde una posición en el que el potencial es VA a otro lugar en el que el potencial es VB es El campo eléctrico realiza un trabajo W cuando una carga positiva q se mueve desde un lugar A en el que el potencial es alto a otro B en el que el potencial es más bajo. Si q>0 y VA>VB entonces W>0. El campo eléctrico realiza un trabajo cuando una carga negativa q se mueve desde un lugar B en el que el potencial es más bajo a otro A en el que el potencial es más alto. Son dos formas distintas de caracterizar el campo eléctrico. La relación matemática entre ambos conceptos se expresa diciendo que el campo es igual al gradiente (negativo) del potencial, y esto, limitando el análisis a una sola componente espacial, x, se reduce a:  La energía potencial de una carga de prueba Q en las inmediaciones de esta fuente de carga será: Donde k es la constante de Coulomb. En electricidad, normalmente es más conveniente usar la energía potencial eléctrica por unidad de carga, llamado expresamente potencial eléctrico o voltaje. -          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: Procedimiento: Por equipo: Medir el potencial eléctrico producido por la carga de una regla de plástico sobre un chorro de agua... Frotar la regla de plástico sobre un paño de algodón, acercar cuidadosamente la regla de plástico al chorro de agua y medir la distancia de desviación del chorro de agua. Tabular y graficar los datos (equipo-distancia de separación) de desviación Equipo 1 2 3 4 5 6 Desviación cm 1cm 1cm 1 cm 1cm 0.9 cm 2 cm  *                   5.7 Energía Potencial en el campo eléctrico.                     http://www.cco.caltech.edu/~phys1/java/phys1/EField/EField.html 5.8 Potencial eléctrico y diferencia de potencial.  phet.colorado.edu/sims/efield/efield_es.jnlp Equipo 1(una carga) Equipo 2 (dos cargas) Equipo 3 (tres cargas) Equipo 4(cuatro cargas) Equipo5  (cinco cargas) Equipo 6 (seis cargas)  Con el simulador de campo eléctrico generar en 3D el campo generado por la carga: Los equipos registran sus datos y los grafican, analizan la información y generan sus 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.

Potencial eléctrico y diferencia de potencial.

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.



Considérese una carga puntual de prueba positiva, la cual se puede utilizar para hacer el mapa de un campo eléctrico. Para tal carga de prueba localizada a una distancia r de una carga q, la energía potencial electrostática mutua es:

De manera equivalente, el potencial eléctrico es

*

Diferencia de Potencial eléctrico

Considérese una carga de prueba positiva en presencia de un campo eléctrico y que se traslada desde el punto A al punto B conservándose siempre en equilibrio. Si se mide el trabajo que debe hacer el agente que mueve la carga, la diferencia de potencial eléctrico se define como:

*

El trabajo puede ser positivo, negativo o nulo. En estos casos el potencial eléctrico en B será respectivamente mayor, menor o igual que el potencial eléctrico en A. La unidad en el SI para la diferencia de potencial que se deduce de la ecuación anterior es Joule/Coulomb y se representa mediante una nueva unidad, el voltio, esto es: 1 voltio = 1 joule/coulomb.

Usualmente se escoge el punto A a una gran distancia (en rigor el infinito) de toda carga y el potencial eléctrico esta distancia infinita recibe arbitrariamente el valor cero.

SEMANA5 SESIÓN 14	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	5.8 Potencial eléctrico y diferencia de potencial. 5.9 Corriente eléctrica

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Explica la corriente eléctrica a partir de la diferencia de potencial eléctrico y clasifica a los materiales de acuerdo a su facilidad para conducir cargas eléctricas. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas ·       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 en Power Point; examen diagnóstico, programa del curso. -          De laboratorio: Multimetro, conectores de caimán, laminillas de zinc y cobre, frutos cítricos.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor  hace su presentación de la cuestión: Preguntas ¿Qué es la corriente eléctrica? ¿Cuáles  son los  Tipos de corriente eléctrica? ¿Qué instrumento  se utiliza para medir la corriente eléctrica? ¿Cuáles son las unidades de corriente eléctrica? ¿Qué instrumento  se utiliza para medir  el  voltaje? ¿Cuáles son las  unidades  del  voltaje? Equipo 1 4 3 5 6 2 Respuesta Es un movimiento de las cargas negativas a través de un conductor, se origina por el  movimiento o flujo electrónico a través del conductor, el cual se produce debido a que existe una diferencia de potencial, circulan de una terminal negativa a una positiva. La corriente eléctrica es el flujo de electrones o cargas dentro de un circuito eléctrico cerrado. Corriente continua (C.C.): a esta también se la conoce como corriente directa (C.D.) Corriente alterna (C.A.) Galvanómetro, cuando se calibra en amperes se le llama amperímetro.  Las unidades de la electricidad definidas por el Sistema Internacional para las magnitudes relacionadas por la ley de Ohm son: el voltio para la tensión; el amperio para la intensidad; y el ohmio para la resistencia. Voltímetro, un resorte en espiral mantiene la aguja en el valor cero de la escala, por lo que solo sirve para medir los voltajes conectados con la polaridad señalada en los bornes positivo y negativo del aparato durante la conexión. Voltios -          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: Con el multimetro, realizan la medición de corriente eléctrica y voltaje de los diversos frutos cítricos:                                 Observaciones: Equipo 1 2 3 4 5 6 cítrico Toronja mandarina Limón guayaba piña fresa Volt V Amp A V A V A V A V A V A Medición 0.55 0.06 .085 0 0.0 0.0 1 o l 0 .16 0.015  ** Tabulan y grafican los datos obtenidos para obtener sus Conclusiones: Equipo 1:Con el experimento se observo el diferente voltaje y amperaje de las diversas frutas y se pudo ver que el que tiene más es la toronja y el de menor la fresa Equipo 2: Con este experimento se identificó que el voltaje de la guayaba y la piña son iguales y mayores que la mandarina y la fresa, así como el mayor amperaje lo posee la toronja y el menor, la fresa.  Equipo 3: con este experimento pudimos identificar que el limón tiene el menor voltaje y amperaje entre todas los demás cítricos 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.                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.

Corriente eléctrica.

Se denomina corriente eléctrica al flujo de carga eléctrica a través de un material sometido a una diferencia de potencial.

Históricamente, se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son electrones, con carga negativa, y se desplazan en sentido contrario al convencional.

A partir de la corriente eléctrica se definen dos magnitudes: la intensidad y la densidad de corriente. El valor de la intensidad de corriente que atraviesa un circuito es determinante para calcular la sección de los elementos conductores del mismo.

*

La intensidad de corriente (I) en una sección dada de un conductor (s) se define como la carga eléctrica (Q) que atraviesa la sección en una unidad de tiempo (t):

Si la intensidad de corriente es constante, entonces

La densidad de corriente (j) es la intensidad de corriente que atraviesa una sección por unidad de superficie de la sección (S). 

Y LA RECAPITULACIÓN DE LAS MISMAS...

 

SEMANA5 SESIÓN 15	Física 2 UNIDAD 5: FENÓMENOS ELECTROMAGNÉTICOS
contenido temático	RECAPITULACION 5

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Comprenderá las características del potencial eléctrico y características de los tipos de corriente eléctrica. ·         Procedimentales ·       Elaboración de resúmenes ·       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: -          Información generada de las dos sesiones anteriores.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA  - Cada equipo realizara una autoevaluación de los temas aprendidos en las dos sesiones anteriores. 1. ¿Qué temas se abordaron? 2.  ¿Que aprendí?  3. ¿Qué dudas tengo? Equipo 1 2 3 4 5 6 Respuesta Energía potencial en el campo eléctrico, potencial eléctrico y diferencia de potencias y corriente eléctrica 2. todas las cargas tienen un campo eléctrico, la corriente eléctrica va negativa a positiva y que cada material tiene un voltaje e intensidad diferente. 3. ninguna   1. Los temas que abordamos fueron los siguientes: Energía potencial en el campo eléctrico; Potencial eléctrico y diferencia de potencias y Corriente eléctrica. 2. Aprendimos que un objeto tiene energía potencial en virtud de su posición, digamos en un campo de fuerza; en el campo eléctrico la ‘’altura’’ se denomina potencial eléctrico y las cargas tienden a ‘’caer’’ desde los potenciales más altos a los más bajos desarrolladles un trabajo y que la corriente eléctrica es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz. 3. Ninguna duda. 1. Los temas que abordamos fueron: Energía potencial en el campo eléctrico, potencial eléctrico, diferencia de potencial y corriente eléctrica. 2. Aprendimos qué es la energía potencial en el campo eléctrico, cual es la diferencia de potencial y qué es la corriente eléctrico. 3. Ninguna. 1)Energía potencial en el campo eléctrico, potencial eléctrico y diferencia de potencial, corriente eléctrica. 2)La fuerza de atracción entre 2 masas es conservativa del mismo modo se puede demostrar la interacción entres cargas. La corriente eléctrica es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre al polo negativo al polo positivo. 3) Ninguna. 1.-Abordamos los temas: Energía potencial en el campo eléctrico, potencial eléctrico, diferencia de potencial y corriente eléctrica. 2.- Aprendimos que en una energía potencial en el campo eléctrico se realiza un trabajo cuando una fuerza desplaza un objeto en la dirección de la fuerza y que en el campo gravitatorio, las cargas gravitatorias son las masas. También que la corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad del tiempo que recorre un material. 3.- Ninguna 1) Energía potencial , potencia eléctrica, corriente eléctrica. 2) La corriente eléctrica es un movimiento de las cargas negativas atreves de un conductor. La energía potencial es la capacidad para realizar trabajo. 3) ninguno. FASE DE DESARROLLO - Les solicita que un alumno de cada equipo  lea el resumen elaborado. ·         - El Profesor pregunta acerca de las dudas que tengan acerca de los temas vistos en las dos sesiones anteriores, características de los tipos de corriente eléctrica y el potencial eléctrico. FASE DE CIERRE  ·         El Profesor concluye con un repaso de la importancia de las características de los tipos de corriente eléctrica. Revisa el trabajo a cada alumno y lo registra en la lista. Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, solicitándoles que incluyan fotos de los experimentos en el Blog que contendrá su información, asimismo 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. 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.

SEMANA 5

10, 12, 13.02.2015

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/elepe.html

http://lafisicaparatodos.wikispaces.com/Potencial+Electrico

http://lafisicaparatodos.wikispaces.com/Corriente+Electrica