Caracterización matemática de la ley de Ohm usando un simulador de Phet y un círcuito en serie.

A continuación encontraremos un simulador de circuitos de eléctricos que nos servirá como herramienta para reconocer los aspectos característicos de un circuito en serie. A continuación te presentaremos los pasos que debemos seguir para lograrlo:

Aprendizajes esperados

• Observar fenómenos específicos.
• Identificar las funciones de los componentes de un circuito eléctrico.
• Proponer modelos para predecir los resultados de mis experimentos.
• Realizar mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades correspondientes.
• Registrar mis observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas.
• Registrar mis resultados en forma organizada y sin alteración alguna.
• Utilizar las matemáticas como herramienta para modelar, analizar y presentar datos.
• Establezco relaciones entre la información recopilada y mis resultados.

Condiciones de la experiencia

• Descartar la energía disipada a través de calor.
• Las resistencias conservan su valor a pesar de los cambios de temperatura.
• La temperatura del conductor no depende de la temperatura.

Actividad Nº1

Desarrollo de los aprendizajes:

• Observar fenómenos específicos.
• Identificar las funciones de los componentes de un circuito eléctrico.

1. Haga clic en la ventana que lleva por nombre : Laboratorio, interactué con la interfaz durante un tiempo de cinco minutos, familiarícese e identifique las herramientas que le permiten la construcción de un circuito.

Simulación de PhET Interactive Simulations, Universidad de Colorado Boulder, con licencia CC-BY-4.0 ( https://phet.colorado.edu ).

2. Pasados los cinco minutos, utilice el simulador y construya el siguiente circuito en serie.

3. A continuación estudiaremos la correlación entre corriente "I", la resistencia "R" y el voltaje "V". Para iniciar, elegiremos dos magnitudes físicas como variables y una como constante. Este procedimiento es utilizado en la investigación científica para simplificar el estudio de un fenómeno, e incrementar la posibilidad de identificar un patrón que permita caracterizar matemáticamente la correlación entre las respectivas variables. En caso de ser necesario, es posible cambiar las variables iniciales y la constante, y repetir el proceso hasta descartar o encontrar una posible correlación.

Dicho lo anterior, elige dos magnitudes como variables y la tercera será la constate. Escribe tu elección en el cuaderno.

4. Sí elegiste a "V" e "I" como variables, entonces "R" será constante. Esto significa, que en el circuito que realizaste en el simulador, las resistencias quedarán fijas y deberás aumentar y luego disminuir el voltaje de la batería. Realiza este procedimiento tres o cinco veces, observa cuidadosamente qué sucede con "I" al variar el voltaje de la batería y escribe tus hallazgos en el cuaderno.

Repite el procedimiento anterior, pero esta vez deja fijo el voltaje y varía las resistencias del circuito. Realiza este procedimiento tres o cinco veces, observa cuidadosamente qué sucede con "I" al variar la resistencia del circuito y escribe tus hallazgos en el cuaderno.

Actividad Nº2

Desarrollo de los aprendizajes:

• Proponer modelos para predecir los resultados de mis experimentos.
• Realizar mediciones con instrumentos adecuados a las características y magnitudes de los objetos de estudio y las expreso en las unidades correspondientes.

1. De acuerdo a los hallazgos encontrados, ¿qué podríamos hacer para predecir el comportamiento del voltaje y la corriente cuando la resistencia es constante?

2. ¿Qué podríamos utilizar para organizar y analizar la información ?Organizar la información en tablas y luego representarla en diagramas cartesianos para identificar tendencias.

3. ¿Cuál es el instrumento adecuado para medir la corriente?

4. ¿Cuál es la unidad de medida de la corriente?

5. ¿Cómo se utiliza el instrumento que permite medir la corriente en un circuito?

6. ¿Cuál es el instrumento adecuado para medir el voltaje?

7. ¿Cuál es la unidad de medida del voltaje?

8. ¿Cómo se utiliza el instrumento que permite medir el voltaje en un circuito?

Actividad Nº3

Desarrollo de los aprendizajes:

• Registrar mis observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas.
•Registrar mis resultados en forma organizada y sin alteración alguna.
•Utilizar las matemáticas como herramienta para modelar, analizar y presentar datos.
•Establezco relaciones entre la información recopilada y mis resultados.

1. Sí elegiste como variables a "V" e "I", dibuja y diligencia en tu cuaderno una tabla como la siguiente. Para diligenciar la tabla, regresa al circuito inicial y cambia los valores del voltaje de la batería y anota los valores correspondientes de la corriente.

V(voltios)	ingresa el primer dato de voltaje	ingresa el segundo dato de voltaje	ingresa el tercer dato de voltaje	ingresa el cuarto dato de voltaje
I(Amperios)	ingresa el valor de corriente correspondiente	ingresa el valor de corriente correspondiente	ingresa el valor de corriente correspondiente	ingresa el valor de corriente correspondiente

2. Dibuja un diagrama cartesiano de (V vs I) y ubica los datos registrados en la tabla.

3. De acuerdo a los datos registrados ¿Cuál es la tendencia de los datos?

4. ¿Cuál es la función matemática que mejor se ajusta a los datos correlacionados?

5. De acuerdo a la función elegida en la pregunta anterior ¿Qué representa físicamente "b"?

6. De acuerdo a la función elegida en la pregunta anterior ¿Qué representa físicamente "m"?

7. De acuerdo a la información obtenida, escribe la ecuación matemática que modela la correlación entre el voltaje y la corriente.

8. De acuerdo a la información obtenida, ¿Qué sucede con la corriente cuando se dúplica el voltaje y se mantiene la resistencia del circuito constante?

9. De acuerdo a la información obtenida, ¿Qué sucede con la corriente cuando se triplica el voltaje y se mantiene la resistencia del circuito constante?

10.De acuerdo a los hallazgos encontrados en esta experiencia, formula una serie de conclusiones que caractericen la correlación entre el voltaje y la corriente en un circuito en serie.

11. ¿Cuál es el nombre que recibe la correlación que encontraste entre el voltaje y la corriente?