Faraday descubrió la manera de
producir una corriente eléctrica a partir del movimiento. 70 años
después lámparas eléctricas se instalaron en las ciudades,
¿cómo se iluminaban entonces?
El primer alumbrado público con gas
tuvo lugar en Londres. El 28 de enero de 1807 pero tardó mucho en
llegar a la gente que se iluminaba con velas.
1. De qué están hechas las velas.
Tradicionalmente se usó todo tipo de
grasa para fabricar lámparas. Sin mecha no arde, ese fue un gran
invento.
Para fabricar una vela necesitamos cera
natural o cera artificial obtenida a partir de las grasas.
Actualmente se emplea parafina obtenida
del petróleo
Experimento:
Intentamos encender el aceite y no
arde, encendemos la mecha y sí.
¿Qué papel juega la mecha?
El aceite sube por capilaridad y se
encuentra la llama y el algodón incandescente.
El aceite se evapora y en estado
gaseosos puede arder combinándose con el oxígeno.
Apagamos la mecha y acercamos la
cerilla al humo, se observa el “carro de fuego”.
Las corrientes de convección creadas
por la dilatación del aire caliente arrastran la llama hacia arriba
y le suministran aire fresco con oxígeno. La corriente de aire frío
mantiene la pared si que se
funda. la cera fundida sube por
capilaridad como si fuera aceite.
Coger una tira de papel de filtro e
introducirla en el agua coloreada, subirá por capilaridad.
Introducir el tubo y se observará
también que sube un poco. La atracción entre el agua y el vidrio
hace que suba, cuanto más fino más sube, ¿por qué?
UN POCO DE MATEMÁTICAS:
La fuerza de la capilaridad depende del
contacto entre el líquido y el sólido (en un tubo es 2PI R)
mientras que el peso de la columna depende del volumen de líquido
V=H PI R
Al aumentar el radio del tubo aumenta
mucho más el peso, por eso en los tubos delgados el líquido sube
más.
3. ¿Cómo se hacen las velas?
MATERIAL. Estufa con parafina fundida,
mechas, hilos de algodón, soporte para colgar las mechas.
Se metía la mecha en cera fundida y se
dejaba enfriar, repitiendo el proceso las podemos hacer tan gordas
como queramos.
A algún visitante se le ofrece un hilo
para que lo moje en parafina y vea cómo se crea la primera capa.
Repetir con diferentes hilos.
4. De dónde sale el color de la
llama.
MATERIAL. Mechero bunsen.
Actuar sobre la entrada de aire para
mostrar las llamas azules y naranjas. Hacer ver el carbón que se
forma. El color de la llama de la vela procede de la mala combustión
ya que se forma carbonilla
incandescente. Las llamas azules no
iluminan porque no contienen carbonilla. Si un quemador en casa da
luz amarillenta llamar al técnico.
Poner sobre el mechero los papelillos
con el cobre. Explicar la emisión atómica. Faraday nunca supo eso y
le hubiera encantado
SALA 2
1. Pila de Volta.
Se monta la pila de Volta para el
público. Conectamos el motor y vemos cómo gira.
Se desmonta.
¿Por qué funciona?
Se muestra una chapa de Zinc oxidada.
El Zinc se oxida y pierde dos electrones, pasa de Zno metálico
(átomos sin 2+carga) a Zn.
Los electrones van al agua que gana
electrones y se descompone formando hidrógeno que no se ve porque se
absorbe en el cobre.
Los electrones que pierde el Zn viajan
por el cable haciendo funcionar el motor.
2. Electrolisis por un tubo.
Los científicos usaron la pila de
Volta para descomponer unas sustancias en otras. La primera fue el
agua que se puede descomponer en Oxígeno e Hidrógeno.
La pila crea un polo positivo y otro
negativo llamado ÁNODO Y CÁTODO. El agua no conduce bien la
corriente porque no tiene apenas IONES. Añadimos un poco de ácido
sulfúrico al agua que produce iones positivos y negativos.
ELECTROLISIS DEL AGUA.
Al pasar la corriente por el agua
gracias al ácido se producen dos reacciones.
En el ÁNODO (+) el agua pierde
electrones y se oxida produciendo OXÍGENO.
En el CÁTODO () el agua gana
electrones y produce HIDRÓGENO.
Se descubrió que se recogía el doble
de HIDRÓGENO que de OXÍGENO. Llegando a la conclusión de que el
agua tenía de fórmula h2o
ELECTROLISIS DE LA SAL COMÚN.
La sal común contiene iones de cloro
() y sodio (+) y se le nombra como CLORURO DE SODIO.
En este caso el agua sigue
transformándose en HIDRÓGENO en el ÁNODO pero en el CÁTODO se
produce un gas, dejar que lo huelan. ¿Qué es? Cloro.
IDEA RESUMEN. Con la pila de
Volta se descubrieron elementos químicos nuevocomo el sodio,
potasio, calcio y cloro.
3. La electricidad y el magnetismo
se conocen.
HASTA ESTE MOMENTO (1820) SE PENSABA
QUE LA ELECTRICIDAD ERA ALGO
DIFERENTE DEL MAGNETISMO, SE CREÍA QUE
HABÍA MATERIALES
ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS.
Acercamos un imán a la brújula y
observamos que se orienta. La brújula es un imán que se orienta en
la dirección del campo magnético de la Tierra. Situamos la brújula
sobre una bobina. Observamos que no ocurre nada. Conectamos la pila y
observamos que la brújula se mueve. Con este descubrimiento se
descubrió que el magnetismo lo creaba la corriente eléctrica.
Aumentando el número de ESPIRAS (vueltas en la bobina) se hace más
intenso el magnetismo. Descubrieron que si se ponía un trozo de
hierro dentro de la bobina el magnetismo aumentaba mucho.
Metemos el hierro dulce en la bobina y
conectamos. La brújula se orienta con más fuerza.
4.CAMPO MAGNÉTICO.
Faraday creó el concepto de “CAMPO
MAGNÉTICO” y “línea de fuerza”.
Situamos el imán bajo la bandeja y
espolvoreamos limaduras de hierro, observamoscómo unas líneas salen
de un polo (NORTE) y entran en otro (SUR). El campo indica una
modificación del espacio que rodea el imán. Apartamos el hierro en
la bandeja.
Ponemos dos imanes ¿cómo serán las
líneas de fuerza?
SALA 3
5. LA IDEA GENIAL DE FARADAY.
Faraday creía que si la corriente
eléctrica creaba un imán, al contrario también debía ocurrir.
Mostramos la linterna y la situamos
horizontalmente. La movemos hasta que el imán quede dentro de la
bobina. NO PASA NADA. Movemos el imán de la linterna y observamos
que la luz se enciende.
Ahora sin imán. Mostramos la bobina
que hay en el tubo de cartón. Situamos la linterna verticalmente
dentro del tubo. Conectamos la bobina a la pila, no pasa nada.
Conectamos y desconectamos. En ese momento luce la bombilla.
6. Inducción electromagnética.
Situamos el imán sobre la bandeja de
aluminio. Pedimos que lo levanten. No pasa nada.
Volvemos a ponerlo y, con mucho teatro,
agitamos con fuerza la bandeja, ¿por qué se queda pegado? El imán
induce un campo magnético en el aluminio (conductor) cuando tratamos
de moverlo, lo transforma en imán.
RESUMEN.
¿Cómo producir corriente sin pilas?
En un conductor se produce una corriente eléctrica cuando se
encuentra en un campo magnético variable.
7. Primeros motores, una curiosidad
científica.
Los campos magnéticos ejercen una
fuerza sobre un conductor, ¿podríamos hacer unmotor?
Los primeros motores carecían de
utilidad práctica, vivían en la era del MOTOR DE VAPOR, sencillo,
potente y fácil de fabricar. Poner en marcha el motor del hilo de
cobre sobre la pila vertical. La corriente va del polo superior al
inferior pasando por el imán. Las líneas de fuerza son
perpendiculares a la corriente y realizan una fuerza en la dirección
del anillo inferior. Cada vez que el anillo toca el imán se pone a
girar. Poner en marcha el motor de la pequeña bobina. La corriente
crea un campo magnético en la bobina (como si fuera una brújula) y
se orienta en la dirección del
imán. Al girar se conecta y
desconecta, recibe empujones que le hacen girar.
8. Electricidad en casa.
Enseñar el altavoz y explicar cómo
funciona. Una pequeña corriente hace vibrar una bobina que mueve la
pantalla produciendo sonido. Todos los reproductores de sonido siguen
funcionando así.
Enseñar las dos bobinas Fundamento de
los transformadores.
La inducción electromagnética permite
cambiar el voltaje de la corriente.
Setransporta a 400.000 v y se utiliza a
220 v en casa o a 4,5 v en muchas aplicaciones (baterías de los
teléfonos)
RESUMEN.
Desde que Faraday encontró la manera
de aprovechar cualquier fuente de energía para producir electricidad
y que ésta tuvo aplicaciones pasaron muchas cosas y mucho tiempo.
Finalmente la electricidad se hizo imprescindible en el mundo
moderno.
SALA 4
Faraday fue un científico
imprescindible para el desarrollo de la electricidad. LEER
EL CARTEL
¿Cómo sería hoy nuestra vida sin
electricidad?
GENERADOR DE VAN DEER GRAAF
La electricidad se conocía desde la
antigüedad pero no se sabía lo que era. ELECTRICIDAD significa
ÁMBAR en griego. Al frotar un boli se carga y se pegan los
papelillos.
Coger unos papelillos y acercarles un
globo o un boli frotados.
¿Por qué se pegan? Los papelillos no
estaban cargados, al acercarles el boli algunos electrones se acercan
o alejan (según la carga del boli)
Conectamos y.... más de 100.000
voltios.¿alguien se quiere acercar? QUE OBSERVEN CÓMO LOS PELILLOS
DE LAS MANOS SE PONEN DE PUNTA.
Situamos encima los moldes de aluminio,
¿qué ocurrirá?
Situamos una “peluca” hecha con
tiras de papel.
En las tormentas las nubes se cargan
por fricción con el aire, al acercarse a tierra se descargan por
inducción, cuidado con las puntas. En las puntas se acumulan las
cargas y facilitan la descarga. Acercar un soporte para rejilla de
laboratorio, por la punta y por el aro.
JAULA DE FARADAY.
Los campos electromagnéticos producen
corrientes eléctricas en los conductores. En este experimento
demostramos que las ondas de los teléfonosson electromagnéticas.
Rodeamos un teléfono con aluminio y le llamamos, no recibe señal
porque el aluminio absorbe esa radiación, la
energía de la onda se disipa en forma
de corriente eléctrica y calor.
MICROONDAS.
En un microondas tenemos radiación
electromagnética de alta frecuencia muy intensa. La puerta tiene una
rejilla para evitar que salga esta onda, sería muy peligrosa. En su
interior las moléculas de agua (que tienen carga positiva y
negativa) rotan al compás del campo electromagnético y
aumentan su temperatura.
¿Por qué no se puede meter ningún
material metálico?
Las ondas electromagnéticas producen
corrientes en los conductores, se calentaría demasiado.
Metemos un CD y le damos un toque, ¿qué
ocurre?
APAGAR ENSEGUIDA QUE SALTEN LAS
PRIMERAS CHISPAS.
Una batería de hidrógeno.
¿Cómo funcionan las baterías?
Una batería es una pila al revés. En
una pila hay una sustancia que se oxida, pierde electrones, y otra
que se reduce, gana electrones.
En las pilas normales se oxida el zinc.
Esa reacción química no se puede volver del revés y la pila NO ES
RECARGABLE.
Las pilas recargables (baterías)
utilizan LITIO como metal que se oxida. Al conectarlo a un cargador
los iones de litio vuelven a transformarse en LITIO metálico.
(Baterías de ión litio)En la pila de combustible quien se oxida y
quien se reduce es el agua.
Al cargar la pila de combustible se
oxida el agua y produce OXÍGENO, también se reduce y produce
HIDRÓGENO.
El oxígeno y el hidrógeno se almacena
en un depósito por separado.Cuando se necesita la energía acumulada
el oxígeno se combina con el hidrógeno y produce agua. En este caso
se oxida el hidrógeno.
