Conectando en paralelo

Nivel: Primaria (11-12 años) | Autor(es): Material traducido de La main à la pâte | País: Francia | Fecha de publicación: 21/01/2013

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Referencias didácticas

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Propósitos

 

Los estudiantes conectarán componentes en paralelo y analizarán el comportamiento de estos circuitos comparándolos con el sistema hidráulico.
Identificarán cómo cambia la corriente y el voltaje cuando se agregan componentes en paralelo a la batería.


Descripción

La configuración que se prueba ahora es la conexión en paralelo, donde hay tantos caminos de corriente como componentes conectados en paralelo al circuito.
Los estudiantes exploran el comportamiento del voltaje y la corriente eléctrica al quitar o colocar componentes en el circuito.
Siguen existiendo diferentes niveles de profundización en la experimentación, de manera que el profesor o la profesora puede avanzar en la actividad de acuerdo a las características del grupo.
La analogía con el sistema hidráulico sigue utilizándose para construir relaciones entre los componentes de cada sistema y entre las configuraciones de los circuitos.
La actividad para explorar el entorno continúa con la construcción de la analogía entre los sistemas domésticos de agua y electricidad. En esta oportunidad se propone construir un mapa del recorrido de cada elemento por la casa.
La participación de los familiares y amigos es fundamental para el desarrollo de esta serie de ejercicios de contexto.

 

Las siguientes orientaciones disciplinares están escritas para apoyar conceptualmente el trabajo del profesor o la profesora.
La descripción del trabajo con los estudiantes en el aula está descrita en la siguiente sección: Orientaciones Didácticas.
 
Circuitos conectados en paralelo
La principal característica de los circuitos conectados en paralelo tiene que ver con la distribución de la corriente.
En el circuito serie sólo hay un camino de corriente, mientras que en el circuito paralelo hay tantos caminos de corriente como ramas en paralelo se coloquen.
El valor de la corriente en cada rama depende del valor de la resistencia que se hayan conectado en cada una. También se puede calcular mediante la ley de Ohm:
El voltaje, en cambio, se mantiene constante para todas las ramas y su valor es el mismo que el voltaje de la batería.
En los circuitos conectados en paralelo se puede conectar una gran cantidad de componentes, claro está, dentro de los límites técnicos de la batería y de los cables.
A continuación se resumen las configuraciones en conexión paralelo utilizadas en esta actividad:
 

 


Es deseable un espacio de trabajo amplio, bien iluminado y con mesas y sillas dispuestas para trabajar en equipos de 4 estudiantes.
Las actividades de inicio y de cierre se realizan con todo el grupo. Es importante contar con un espacio abierto, organizado en círculo o similar para que todos los participantes puedan verse.

Sugerencias Didácticas

 

La actividad ocurre en cuatro momentos:
El primero para recordar la sesión anterior, de circuitos conectados en serie y la analogía con el sistema hidráulico.
El segundo de exploración de ideas para identificar los referentes previos y seguir construyendo relaciones entre sistemas.
El tercero de experimentación en el que los estudiantes prueban conectando componentes en paralelo.
Y el cuarto de cierre y reflexión en el que se obtienen conclusiones acerca de los circuitos armados.
 
Recordar la sesión anterior
El profesor o la profesora organizará equipos de 4 estudiantes y dará las indicaciones generales para esta actividad.
La actividad empieza con un recuento de lo ocurrido en la sesión anterior, puede apoyarse de las siguientes preguntas:
 
·  ¿Qué ocurre con la corriente eléctrica en un circuito en serie cuando se colocan o se quitan componentes?
·  ¿Por qué en los circuitos eléctricos el interruptor se conecta en serie con el bombillo o con el motor?
·  ¿Cómo representamos un circuito en serie en un sistema hidráulico?
 
También se pueden hacer algunas preguntas sobre la experiencia “para explorar el entorno”:
 
·  ¿Cuáles componentes conforman el sistema hidráulico y cuáles el eléctrico?
·  ¿Los dos sistemas son iguales?, ¿en qué se parecen y en que se diferencian?
 
Exploración de ideas
La exploración de ideas previas puede continuar con la analogía del sistema hidráulico:
·  Piensa en la misma situación del tanque de agua elevado a cierta altura del suelo.
Ahora tiene conectados dos tubos del mismo grosor para la salida de agua.
 
o ¿Qué pasa con el agua que está en el tanque?
o ¿Qué pasa si uno de los tubos es más grueso que el otro?

 

La experimentación
Para empezar cada equipo deberá reasignar los roles de sus integrantes y recordar las tareas que le corresponde a cada uno.
El profesor o la profesora puede sugerir algunas situaciones para que los estudiantes construyan hipótesis sobre lo que pasará en el momento de experimentación.
·  Recuerda nuevamente el circuito sencillo: Batería-Bombillo
(Ayudaría dibujarlo en el tablero).
 
·  ¿Qué pasaría si colocamos otro bombillo al lado del primero, en paralelo? o ¿Cómo sería el camino (o los caminos) de corriente? o ¿qué pasaría con la luz de los bombillos?
·  ¿Y si colocamos otro bombillo más en paralelo? o ¿Por dónde iría la corriente? o ¿Qué pasaría ahora con la luz de los bombillos?
·  ¿Qué pasaría si saco uno de los bombillos de la roseta?
 
Los estudiantes pueden discutir sus hipótesis en el equipo y luego el vocero participa en la charla. Es importante que el profesor o la profesora incentive a los estudiantes para que defiendan sus opiniones con argumentos claros.
Luego de la discusión anterior el profesor o la profesora reunirá a todo e grupo para recordarle las normas de seguridad vistas en las primeras sesiones.
Debe hacerse énfasis en la conexión de las baterías en serie o en paralelo y a los riesgos de corto circuito.
El encargado de los materiales deberá ir por 1 batería, 3 bombillos, 3 rosetas, 1 motor, 1 zumbador y 6 caimanes y llevarlos a su mesa.
Al igual que en la sesión anterior el profesor o la profesora les pedirá a los equipos armar el circuito
simple: Batería y bombillo. Luego les pedirá que conecten otro bombillo en paralelo (al lado del primer
bombillo) y luego otro bombillo más.
El secretario deberá hacer el registro en su cuaderno dibujando los esquemas de los circuitos y los resultados
obtenidos. ¿Qué pasó al conectar el segundo bombillo?, ¿y el tercero?, ¿cómo es la intensidad de la
luz en cada caso?
Los estudiantes deben comparar los resultados obtenidos entre las conexiones serie y paralelo.
El profesor o la profesora deberá aprovechar este momento para hacer algunas preguntas muy precisas,
mientras los equipos siguen experimentado. El vocero del equipo sigue siendo el encargado de responder
después de que el grupo ha discutido las preguntas:
 
·  ¿Por dónde circula la corriente?
·  ¿Cuántos caminos de corriente hay en el circuito?
·  ¿Qué ocurre si desconectamos uno de los bombillos?
·  ¿Por qué el resultado es diferente a la conexión en serie?,
¿Qué diferencias encuentran?
 
El profesor o la profesora deberá indicar al líder de cada equipo que desconecte la batería y la guarde un momento. La intención es ganar más atención en los equipos para que en cada uno se puedan discutir estas
preguntas durante un tiempo. El vocero será el único encargado de anunciar la respuesta del equipo:
 
·  ¿Creen que la corriente cambia cuando se conectan los bombillos en paralelo?, ¿Cómo cambia?
·  ¿Qué pasaría si conectamos: o un bombillo y un motor en paralelo? o un bombillo y un zumbador en paralelo?
o todos los componentes en paralelo?
·  ¿Qué pasará si conectamos dos baterías en paralelo? o ¿Qué precauciones hay que tener?
 
Luego de escuchar las predicciones de los estudiantes, el profesor o la profesora le indicará al líder que puede devolver la batería al circuito para que prueben los montajes que se discutieron antes:
1. Un motor y un bombillo en paralelo (probar frenando el motor con los dedos).
2. Un zumbador y un bombillo en paralelo (tener en cuenta la polaridad del zumbador).
3. Dos baterías en paralelo con otros componentes en paralelo o en serie (comparar lo que ocurre con una sola batería. La segunda batería se puede pedir prestada a otro equipo pero es importante revisar la polaridad antes de conectar. Deben conectarse los polos iguales).
El secretario de cada equipo continuará registrando los esquemas y las conclusiones obtenidas. El profesor o la profesora dará fin a la experimentación cuando todos los equipos hayan terminado y cerrará preguntando al vocero por los resultados:
 
·  ¿Qué ocurre con el motor y el bombillo conectados en paralelo?
·  ¿Qué ocurre cuando el motor se frena?, ¿por qué no se apaga el bombillo?
·  ¿Qué ocurre con el zumbador y el bombillo conectados en paralelo? , y ¿qué ocurre cuando están todos los
componentes?
·  ¿Qué pasa con los bombillos cuando la segunda batería se conecta en paralelo?
·  La corriente de los componentes en paralelo se suma, ¿qué pasa con el voltaje?

 

Materiales de trabajo

  • 1 batería
  • 6 caimanes
  • 3 rosetas
  • 3 bombillos
  • 1 motor
  • 1 zumbador