Unidad 3: Eje Física Electricidad y calor

36 horas pedagógicas

Se incorporan algunos conceptos básicos sobre energía eléctrica, como la electrostática y la corriente eléctrica; se espera que los estudiantes puedan electrizar cuerpos con diversos métodos de electrización y que expliquen las interacciones que pueden ocurrir entre dos cuerpos cargados eléctricamente.

Propósito

En esta unidad se incorporan algunos conceptos básicos sobre energía eléctrica, como la electrostática y la corriente eléctrica; se espera que las y los estudiantes puedan electrizar cuerpos con diversos métodos de electrización y que expliquen las interacciones que pueden ocurrir entre dos cuerpos cargados eléctricamente, refiriéndose a la ley de atracción y repulsión entre cuerpos con carga eléctrica. Analizarán circuitos eléctricos simples y aquellos que tienen una disposición en serie y en paralelo, y los compararán en función de características como la potencia y la energía eléctrica que disipan, la intensidad de corriente, la resistencia eléctrica y la diferencia de potencial, considerando las leyes de Ohm y de Joule. Se espera también que comprendan cómo funciona el circuito eléctrico domiciliario, sus características generales, sus mecanismos de seguridad y el uso de dispositivos con consumo eficiente de energía, entre otros. Se incorpora el tema de la producción de energía eléctrica, con explicaciones simples sobre cómo funcionan las pilas y baterías, las celdas fotovoltaicas y los generadores eléctricos o dínamos; la conexión en serie y en paralelo de pilas y baterías; la relación entre el magnetismo y la corriente eléctrica y sus diversas aplicaciones.

También se busca que aprendan sobre calor y temperatura. Se espera que comprendan que el calor es un proceso natural de transferencia de energía térmica entre dos cuerpos bajo ciertas condiciones, presente en algunas percepciones cotidianas (como sentir frío o calor) y en algunos efectos en cuerpos (como el cambio de temperatura, el cambio de fase y la deformación, entre otros); que las personas deben adaptarse, con auxilio de la tecnología, a situaciones con bajas y altas temperaturas; que la temperatura no es lo mismo que el calor y que para medir temperatura hay diversos termómetros y escalas de medición, como las Kelvin, Celsius y Fahrenheit, entre otras.

Se espera que fortalezcan sus habilidades de investigación, tanto las experimentales como las no experimentales o documentales y que participen con ideas y argumentos en problemas simples y cotidianos. Paralelamente, se busca que adquieran las actitudes que les permitan valorar positivamente la actividad científica y la forma en que se construye el conocimiento científico, y que desarrollen una actitud crítica y participativa en torno a problemas que puedan afectartarlos/as individual o colectivamente.

Esta unidad contribuye a la adquisición de algunas grandes ideas para comprender cómo las cargas eléctricas, el funcionamiento de los circuitos eléctricos, el calor y la temperatura se asocian con la composición particulada de la materia, con las interacciones en que participan, con la cantidad de energía disponible, con la necesidad de energía de los organismos vivos; y además, comprendan que el calor y la temperatura se asocian con la composición de la atmósfera y las condiciones necesarias para la vida y las necesidades de los organismos para satisfacer sus necesidades y responder al medioambiente.

Conocimientos previos

• Concepto de fuerza.
• El átomo.
• Circuito eléctrico simple.
• Concepto de circuito abierto y circuito cerrado.
• Función de interruptor y enchufe.
• Distinguir un cuerpo caliente de uno frío.
• Termómetros y algunos usos domésticos.
• Tecnologías utilizadas para el exceso o carencia de calor.

Palabras claves

Fuerza eléctrica, electrización, carga eléctrica, descarga eléctrica, celda fotovoltaica, central eléctrica, pila, batería, corriente eléctrica, circuito eléctrico, voltaje, potencia eléctrica, energía eléctrica, resistencia eléctrica, circuito eléctrico en serie y en paralelo, fusible, energía térmica, calor, temperatura, escalas Celsius, Fahrenheit y Kelvin, equilibrio térmico, dilatación térmica, cambio de fase.