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Experimento - Medios didácticos para experimentar/Experimento 10+/Las energías renovables/Las energías renovables (Instrucción para los alumnos) (editar)

Revisión del 21:54 16 sep 2021

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====Realización del experimento====
 
====Realización del experimento====
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[[Archivo:Fig 1. La medición con una célula solar.jpg|155px|right|thumbnail|Fig 1. La medición con una célula solar]]
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*Conecten la célula solar con los cables de medición al multímetro (¡atención al polo positivo y el negativo!) y diríjanla hacia la fuente de luz (la luz del sol o el foco de luz), de forma que puedan determinar la máxima tensión (en mV) y la máxima corriente (en mA) que puedan medir.
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*Después intenten conectar las dos células solares disponibles de forma que logren la máxima tensión o la máxima intensidad. Tengan en cuenta que en la conexión en serie el polo positivo de una célula solar está conectado al polo negativo de la otra célula solar y si se trata de una conexión paralela están conectados el polo positivo con el positivo y el negativo con el negativo. Oriéntense en los diagramas eléctricos que figuran en las ilustraciones y sigan los consejos relativos al cableado.
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*A fin de que las dos células solares reciban la misma luz, deberían estar montadas una junto a la otra sobre la tira de cartón, tal como se muestra en la figura 4.
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*Ahora conecten, según la luz que haya, primero una célula solar al gran motor solar. <br>Si todavía no se empieza a mover, entonces conecten dos células solares una detrás de la otra.
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*Cuando el motor se empiece a mover midan los valores relativos a la tensión y la intensidad.
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*En caso de que haya poca luz deberán repetir el experimento con el motor solar pequeño y muy sensible.
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<gallery  mode="packed" heights="195px" cols="2">
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Archivo:Fig 4. Esquema de conexión tensión e intensidad.jpg|Fig 2. Diagrama eléctrico para medir en una célula solar con un multímetro cambiando el campo de medición de la tensión (V) a la intensidad (A).
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Archivo:Fig 3. Funcionamiento del motor solar grande conectado a una célula solar|Fig 3. Funcionamiento del motor solar grande conectado a una célula solar.
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Archivo:Fig 6. Montaje de las células solares en una tira de cartón.jpg|Fig 4. Montaje de las células solares en una tira de cartón con una banda elástica.
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Archivo:Fig 10. Cableado con conexión en serie.jpg|Fig 5. Cableado en la célula solar con conexión en serie.
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Archivo:Fig 6 Diagrama eléctrico de la conexión en serie.jpg|Fig 6. Diagrama eléctrico de la conexión en serie (a la izq.) y paralela (a la der.).
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Archivo:Fig 8. Cableado con conexión paralela.jpg|Fig 7. Cableado con conexión paralela. La segunda célula solar no se debe conectar directamente en la primera, ¡hay peligro de contacto flojo y cortocircuito! En vez de eso conectar el cable a través del punto de cruce.
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</gallery>
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====Observación====
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Determinen los mayores valores de la tensión y la corriente, respectivamente, calculen dichos valores en voltios (V) y amperios (A) y apúntenlos en una tabla.
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====Evaluación====
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La potencia P se calcula a partir de los valores de medición de la tensión U y la intensidad I.
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Potencia P = Tensión U Intensidad I
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Ejemplo para 0,3 V y 0,05 A ⇒ P = 0,3 V ⋅ 0,05 A = 0,015 W
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Calculen a partir de los valores medidos la potencia:
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{|class="wikitable" style="width:80%; margin:1em auto 1em auto; background:#ffffff;"
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|- valign="top"
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|style="width:20%; text-align:center;"|'''Cantidad de células'''
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|style="width:20%; text-align:center;"|'''Conexión'''
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|style="width:20%; text-align:center;"|'''Tensión [V]'''
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|style="width:20%; text-align:center;"|'''Intensidad [A]'''
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|style="width:20%; text-align:center;"|'''Potencia [W]'''
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|- valign="top"
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|1
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|-
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|
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|
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|
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|- valign="top"
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|2
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|conexión en serie
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|
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|
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|
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|- valign="top"
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|2
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|conexión en parelela
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|
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|
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|
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|}
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====Preguntas====
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:a) Nombren la conexión más indicada para obtener la tensión máxima o la intensidad máxima.
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:b) Comparen la potencia calculada con la misma cantidad de células pero con diferentes tipos de conexión (conexión en serie o paralela) y explíquenlo.
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===La energía eléctrica a partir de la fuerza del agua===
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Este experimento lo pueden realizar cuatro grupos de alumnos a la vez.
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====Aparatos y materiales====
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*1 multímetro digital
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*Un balde o un recipiente grande como colector del agua
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*Cinta adhesiva
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*Agua corriente de la llave
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*1 regla
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*1 juego de cable de medición banana/ cocodrilo, en rojo y negro, respectivamente
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*1 clip para plantas, entre otros, como soporte del motor
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*1 hélice (para el motor solar grande)
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*1 motor solar grande, 0,4 V/25 mA
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*1 jeringuilla (inyección cónica), 100 ml
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*1 reloj
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*Si hace falta, una velita de té
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'''Atención:''' Al acabar el experimento, los materiales deben ser devueltos o eliminados siguiendo las instrucciones del profesor.
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====Advertencias de seguridad====
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Los materiales sólo pueden utilizarse según las instrucciones del experimento o las que dé el profesor o la profesora.
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====Realización del experimento====
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*En caso de que nadie haya hecho el experimento antes, deberán doblar la hélice para convertirla en un molino de agua. Mantengan la hélice durante unos 10 segundos sobre la llama de una velita de té. El principio del ala que debe doblarse debería estar aprox. 3 cm por encima de la llama. Utilicen el clip para plantas para doblar el ala caliente de 45 grados a 90 grados. Repitan este procedimiento hasta que las cuatro aspas tengan un ángulo de 90 grados.
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[[Archivo:Fig 8. Doblar la hélice para convertirla en un molino de agua.jpg|195px|center|Fig 8. Doblar la hélice para convertirla en un molino de agua.]]
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*Primero peguen con la cinta adhesiva las aperturas del motor solar de tal manera que sea hermético y no pueda entrar el agua de eventuales salpicaduras.
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*Coloquen el molino de agua sobre el motor solar, que ahora funcionará como generador y conéctenlo con el multímetro.
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*Saquen de la jeringuilla de 100 ml el émbolo, llenen la jeringuilla con 100 ml de agua y cierren el orificio con un dedo.
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*Sus respectivos compañeros o compañeras sostienen el generador con el molino de agua, lo mejor es que lo
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hagan con el clip para plantas, por encima de un recipiente colector y ustedes hacen que corra el agua de la jeringuilla sobre el molino de agua desde una altura de aprox. 30 cm. (No se olviden: ¡La distancia de las palas del molino de agua al orificio del cilindro de la jeringuilla deben medirla con exactitud al principio del experimento y todo el tiempo tiene que ser constante!
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[[Archivo:Fig 9. El molino de agua se mueve debajo del chorro de agua.jpg|195px|center|Fig 9. El molino de agua se mueve debajo del chorro de agua.]]
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*Midan con el reloj durante cuánto tiempo está en funcionamiento el motor. Fig. 9: El molino de agua se mueve debajo del chorro de agua.
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*Repitan el experimento con diferentes alturas, hasta que hayan determinado cuáles son los valores máximos para la tensión (en mV), la intensidad (en mA) y el tiempo de funcionamiento del motor (en segundos).
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*Si tienen a mano dos trípodes pueden fijar el motor y la jeringuilla y regular el chorro de agua sobre el molino de agua.
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[[Archivo:Fig 10. Diagrama eléctrico para mediata la tensión-electricidad.jpg|195px|center|Fig 10. Diagrama eléctrico para medir la electricidad y/la tensión.]]
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====Observación====
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*Apunten los valores máximos para la tensión (en mV), la intensidad (en mA) y el tiempo de funcionamiento del motor (en segundos).
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*Calculen los valores obtenidos en voltios (V) y amperios (A) y coloquen los valores en una tabla siguiendo el siguiente ejemplo:
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{|class="wikitable" style="width:80%; margin:1em auto 1em auto; background:#ffffff;"
 +
|- valign="top"
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|style="width:16%; text-align:center;"|'''altura [cm] '''
 +
|style="width:16%; text-align:center;"|'''tensión [V] '''
 +
|style="width:16%; text-align:center;"|'''intensidad [A]'''
 +
|style="width:16%; text-align:center;"|'''tiempo [s] '''
 +
|style="width:16%; text-align:center;"|'''potencia [W] '''
 +
|style="width:16%; text-align:center;"|'''energía [Ws]'''
 +
|- valign="top"
 +
|style="height:50px;"|
 +
|style="height:50px;"|
 +
|style="height:50px;"|
 +
|style="height:50px;"|
 +
|style="height:50px;"|
 +
|style="height:50px;"|
 +
|}
Carlos Mulul
nuke, Administradores
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