INICIACIÓN DEL 2do MOMENTO 25-26

 

ELECTRICIDAD Y MOVIMIENTO

        Saludos compañeros estudiantes, en la presente entrada se dejan el plan de evaluación y la guía de electricidad y moviiento correspondiente al primer tema de este último momento pedagógicoo. Espero les sea de utilidad. Buena suerte.

PLAN DE EVALUACIÓN DE ELECTRICIDAD 3er MOMENTO

El Invisible Lazo entre la Electricidad y el Magnetismo

1. Introducción: ¿Por qué se mueve un motor?

Casi todo lo que nos rodea y se mueve —desde el ventilador de una computadora hasta las ruedas de un tren eléctrico— funciona gracias a un fenómeno físico descubierto hace poco más de un siglo. No hay engranajes mágicos; lo que hay es una interacción entre corrientes eléctricas e imanes. El "traductor" que convierte esa electricidad en movimiento es la Fuerza de Lorentz.

2. El Campo Magnético del Cable

Antes de hablar de motores, debemos recordar que un cable no es solo un camino para la energía. Hans Christian Ørsted descubrió que, cuando la Intensidad (I) de corriente atraviesa un conductor, este se comporta como un imán temporal.

• Si acercas una brújula a un cable con corriente, la aguja se mueve.
• Esto sucede porque la electricidad crea su propio "territorio" de influencia, llamado campo magnético.

3. La Relación de los Tres Factores

Para que aparezca la Fuerza de Lorentz, necesitamos que interactúen tres elementos de forma simultánea:

1. La Intensidad (Corriente): Es la cantidad de carga que fluye. A mayor corriente, mayor será la reacción.
2. El Campo Magnético (Imanes): Es la fuerza externa. Un imán permanente (como los de la nevera) tiene líneas de fuerza que van del polo norte al polo sur.
3. La Geometría: La fuerza solo aparece si el cable "atraviesa" las líneas del imán. Si el cable va en la misma dirección que el imán, no ocurre nada. La magia sucede cuando están en direcciones distintas.

La Fuerza de Lorentz en Detalle

4. La Naturaleza de la Fuerza

La Fuerza de Lorentz no es una atracción simple (como un imán pegándose a un metal). Es una fuerza de deflexión. Esto significa que la fuerza empuja al cable hacia afuera del campo magnético.

5. Visualizando la Dirección: La Regla de los Tres Dedos

Como no usaremos fórmulas matemáticas, utilizaremos una herramienta visual humana. Imagina que tu mano derecha representa las tres dimensiones del espacio:

• Dedo Pulgar (Dirección de la Corriente): Apunta hacia donde fluye la electricidad (del positivo al negativo).
• Dedo Índice (Dirección del Campo Magnético): Apunta hacia donde van las líneas del imán (de Norte a Sur).
• Dedo Medio (Dirección de la Fuerza): Si colocas los otros dos dedos en un ángulo de 90 grados, este dedo te dirá hacia dónde saltará el cable.

 

 

 

6. Progresión del Efecto

• Caso A: Si tienes poca corriente y un imán débil, la fuerza es casi imperceptible.
• Caso B: Si aumentas la corriente (más voltaje), el empuje es más violento.
• Caso C: Si inviertes la batería (cambias el sentido de la intensidad), la fuerza cambia de dirección y empuja hacia el lado contrario.

Esta capacidad de controlar hacia dónde empujamos algo simplemente cambiando la dirección de la electricidad es la base de todo el control robótico moderno.

 

Del Empuje al Giro (El Motor Eléctrico)

7. El Concepto de "Par" o Torque

Un motor no se mueve en línea recta; gira. Para lograr esto, los ingenieros doblaron el cable en forma de cuadro o círculo, creando una bobina.

¿Qué sucede cuando una bobina se coloca dentro de un imán?

1. En un lado de la bobina, la corriente "sube". Según la Ley de Lorentz, la fuerza empuja ese lado hacia arriba.
2. En el otro lado de la bobina, la corriente "baja". La Ley de Lorentz ahora empuja ese lado hacia abajo.
3. Un lado sube y el otro baja: La bobina empieza a girar sobre su eje.

8. El Componente Maestro: El Conmutador

Si la bobina girara libremente, al dar media vuelta las fuerzas se opondrían y se detendría. Para que el motor siga girando siempre en el mismo sentido, se usa un interruptor automático llamado conmutador.

Este dispositivo invierte la dirección de la corriente justo en el momento en que la bobina completa media vuelta. Así, el lado que subía ahora baja, y el giro se vuelve perpetuo mientras haya electricidad.

9. Conclusión: Factores que definen la potencia de un motor

Basándonos en la Ley de Lorentz, un estudiante de 4to año puede deducir que un motor será más potente si:

• Se aumenta el número de vueltas de cable en la bobina (más conductores sumando sus fuerzas).
• Se usan imanes más potentes (mayor magnetismo).
• Se aumenta la corriente que circula (mayor intensidad).

 

                                                     

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Resumen Pedagógico: La electricidad genera magnetismo, el magnetismo interactúa con imanes externos mediante la Fuerza de Lorentz, y esta fuerza, aplicada a una bobina, genera el movimiento circular que define nuestra era tecnológica.