SECUENCIA DIDACTICA ElectricidadSeptimo.doc

Material con conceptos basicos de electricidad y electronica para estudiantes de basica primaria.

1. 1
ELECTRICAL
WORKSHOP
Grade7th Perio
d
1st
Teacher's name Student´s name
Derechos básicos de aprendizaje o estándar general
Estándar General: Reconocer como la electricidad es
definida desde su generación, transmisión y distribución,
aplicando herramientas, principios científicos, componentes
de los circuitos eléctricos y teniendo en cuenta las normas de
seguridad para el manejo y uso de la misma.
Derechos Básicos: N.A.
Indicadores de Desempeño
Cognitivo
(Saber –
Saber)
Comprender las herramientas y dispositivos
electrónicos en el taller de electricidad para la
elaboración de circuitos electrónicos
impresos.
Procedimenta
l
(Saber
Hacer)
Realizar diseños electrónicos en placas de
cobre, montajes de pruebas eléctricas en
protoboard, y estañado de dispositivos
electrónicos con soldadura blanda y cautín.
Formativo
(Saber Ser)
Aplica los principios orientadores de las micro
comunidades en la convivencia social
Temas del periodo académico
1.Normas de seguridad en
el taller
2.Historia de la electrónica
3.Electricidad vs
Electrónica.
4.Herramientas para
electrónica
5.Elaboración de plaquetas
electrónicas.
6.Soldadura blanda.
7.La resistencia eléctrica.
Pregunta problematizadora
¿Cómo reconocer las partes fundamentales de un circuito
electrónico que ha permitido el desarrollo tecnológico de los
dispositivos móviles, robots, cómputo, autónomos, y otros?
INTRODUCTION
Bienvenidos a este curso de electrónica. El propósito de esta
guía es dar a conocer a los estudiantes conceptos básicos de
electrónica. Podremos viajar a través del tiempo, reconociendo
los diferentes inventos, y artefactos electrónicos y eléctricos.
Conoceremos las principales características, con las cuales
pretendemos diferenciar entre electrónica y electricidad.
También haremos varias prácticas, en las que podemos hacer
circuitos, y mecanismos eléctrico-electrónicos para poner a
prueba nuestra creatividad, habilidades y paciencia. Además,
mediante simulación, y prácticas de diseño de circuitos
eléctricos-electrónicos, lograremos entender su funcionamiento.
CONTEXTUAL EXPERIENCE
Crean batería de grafeno plegable, de carga rápida y más
duradera.
Fabrican un dispositivo para almacenar energía que puede
doblarse hasta 180º y que tras 5.000 ciclos de carga retiene el
97,8% de su capacidad. Tardará unos años en comercializarse.
Hace 15 años dos investigadores de la Universidad de
Manchester, Andre Geim y Konstantin Novoselov, utilizaron
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tiras de celofán para separar capas de carbono de sólo un
átomo de espesor a partir de pedazos de grafito. Ese carbono
ultrafino, el grafeno, resultó ser flexible, buen conductor del
calor y la electricidad, más ligero que el papel y 200 veces más
fuerte que el acero.
El hallazgo les valió el premio Nobel en 2010 y reveló al mundo
la existencia de un nuevo material para el que los científicos
imaginaron cientos de aplicaciones potenciales. Pero tras una
primera etapa de estudio y catalogación, la investigación
alrededor del grafeno comenzó a estancarse. Desde entonces,
los usos prácticos están tardando en llegar, en gran parte
porque uno de sus principales atractivos, su dureza, lo
convierte también en un material difícil de trabajar.
Sin embargo, a lo largo de este último año el grafeno ha vuelto
cobrar protagonismo. En 2018 el equipo del español Pablo
Jarillo-Herrero en el Instituto Tecnológico de Massachusetts
(MIT) descubrió que combinar dos hojas de este material,
inclinadas en un ángulo pequeño, propiciaba una nueva gama
de comportamientos desconocidos, gracias a cambios en sus
propiedades eléctricas.
Actividad 1: Realizar una consulta acerca de la
TWISTRONICA y explicar con tus palabras, ¿cuál es su
importancia en la actualidad?
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
Actividad 2: Complete el siguiente glosario.
Grafeno:
Ultrafino:
Acero:
Carbono:
MIT:
Celofán:
Ángulo de doblado:
THEORETICAL FRAMEWORK AND THEMATIC
DEVELOPMENT
Tema 01: Normas de seguridad en el taller
La señalización del taller debe informar, avisar y prever de los
posibles riesgos que puedan existir en el taller. La señalización
de seguridad ayuda a evitar accidentes.
La señalización empleada en los talleres es común para todos
y se encuentra normalizada.
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Las señales empleadas tienen distinta forma, composición y
color, según el tipo de indicación. La señalización más
empleada es la siguiente:
Señales de prohibición
Se emplean para prohibir actuaciones que tienen riesgo o
peligro importante.
Las señales de prohibición son redondas con un borde y la
banda transversal de color rojo, el fondo de la señal es blanco y
el símbolo de la prohibición o pictograma de color negro.
Señales de obligación
Las señales de obligación se colocan en zonas donde es
obligatorio un comportamiento o indumentaria, por ejemplo,
emplear guantes, cascos, etc.
Las señales de obligación tienen forma redonda, el fondo es de
color azul oscuro y el pictograma es de color blanco.
Señales de advertencia
Las señales de advertencia se colocan para advertir o informar
de posibles riesgos o peligros, por ejemplo, en un cuadro
eléctrico de 230-400 V se coloca en el panel y de forma visible
la señal de riesgo eléctrico. Las señales de advertencia tienen
forma triangular con el borde y pictograma de color negro, el
fondo es de color amarillo. La señal de materias nocivas e
irritantes tiene el fondo anaranjado.
Señales de salvamento o socorro
Las señales de salvamento informan del lugar donde se
encuentran las salidas al exterior o de emergencias, los
equipos de primeros auxilios y de la dirección o camino para
evacuar el taller.
Señales contra incendios
Las señales contra incendios informan del lugar donde se
encuentran los equipos de extinción (mangueras y extintores) y
del camino para llegar al equipo. Las señales tienen forma
cuadrada con fondo rojo, el pictograma indicativo es de color
blanco.
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Actividad: Diríjase al siguiente Link de Youtube
https://www.youtube.com/watch?v=20yyyBAq1Q8,
revise el video, y la información de la norma de
seguridad. Luego, haga una historieta de su autoría,
donde pueda plasmar la importancia de cumplir las
normas de seguridad eléctricas en su entorno.
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Tema 02: Historia de la electrónica
XIX: La luz se propagaba por un medio no observable, éter,
como una onda transversal (vibraciones perpendiculares a la
dirección de avance).
1873: James Clerk Maxwell en su Tratado sobre electricidad y
magnetismo enuncia la naturaleza electromagnética de la luz.
Hacía innecesaria la suposición de la existencia del éter,
concepto Newtoniano de un marco absoluto de referencia
espacio-temporal. (Físico británico).
1887: Heinrich Rudolf Hertz corrobora la teoría de Maxwell y
descubre las ondas electromagnéticas, estableciendo la base
técnica para la telegrafía sin hilos. (Físico alemán).
1896: Guillermo Marconi logra enviar una señal sin hilos desde
Penarth a Weston-superMare (Inglaterra). Cuatro años más
tarde estas señales cruzaron el Océano Atlántico. (Ingeniero
italiano).
XIX -: Albert Abraham Michelson y Edward Williams Morley. El
experimento de Michelson eliminaba la suposición de la
existencia del éter. Velocidad de la radiación electromagnética
en el vacío es una cantidad invariante, que no depende de la
velocidad de la fuente de radiación o del observador. (Físico
estadounidense y Químico estadounidense).
1900: Max Planck demostró que la emisión y absorción de
radiación se produce en unidades finitas de energía
denominadas cuantos. (Físico alemán).
1904: John Ambrose Fleming inventa el tubo de vacío de dos
elementos, diodo. (Físico británico). Albert Einstein explica
algunos resultados experimentales sorprendentes en relación
con el efecto fotoeléctrico externo, postulando que la radiación
electromagnética puede comportarse como un chorro de
partículas. (Matemático estadounidense).
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1906: Lee de Forest consigue el tubo de vacío de tres
elementos, tríodo. (Ingeniero estadounidense). Primera emisión
de radio en USA.
1920: Creación de varias emisoras y estaciones de radio en
USA.
1923: Se fundó en el Reino Unido la British Broadcasting
Corporation, BBC.
1925: Louis de Broglie desarrolló el concepto paralelo que
implica que la materia también puede presentar características
ondulatorias además de corpusculares. (Físico francés).
1948: Bardeen, Brattain y Shockley idean una forma de
controlar el paso de corriente en un dispositivo semiconductor
alejado de la emisión termoiónica descubierta por Edison.
Crearon lo que hoy se conoce como Transistor. (Físicos
estadounidenses).
1958: Jack S. Kilby idea una forma de introducir en una oblea
de Silicio resistencias, diodos, condensadores, etc. Sentó las
bases de lo que hoy son los circuitos integrados. (Físico
estadounidense).
Actividad 1. Complete las siguientes afirmaciones.
Fue inventor del triodo:_________________________
Fueron creadores del
transistor:____________________________________
Fue inventor de la televisión:__________________
_________________fue creador de la radio, gracias
al uso de las patentes de Nicola tesla.
Este componente electrónico está compuesto por
miles de transistores diminutos, y recibe el nombre
de__________________________________________
Actividad 2. Consulta un pionero de la electrónica durante
el siglo XX, toma una fotografía, y pégala en tu guía de
estudio. Explica brevemente cuales fueron sus aportes en
clase con tus compañeros.
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Tema 03. Electricidad vs Electrónica
Actividad: 1. Teniendo en cuenta las instrucciones del
docente. Clasificar los siguientes aparatos como eléctricos
y/o electrónicos.
2. Haz una lista de las principales ramas de la electrónica.
Para ello observa el siguiente video de Youtube
https://youtu.be/wi8tHD8m2Ag.
3. Luego encuentra las palabras dentro de la sopa de
letras.
Tema 04. Herramientas para Electricidad y Electrónica.
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Herramientas de corte
Estas herramientas se utilizan para eliminar ciertas partes de
materiales de una pieza de trabajo mediante operaciones como
deformación, torneado o conformado.
Herramientas de perforación
El proceso de perforación implica hacer agujeros con la ayuda
de herramientas giratorias. El taladrado simplemente empuja el
material hacia un lado sin quitarlo mientras la perforación
separa el material para dejar un agujero.
Además, la perforación se realiza a alta velocidad con un par
bajo, por lo que se elimina un poco de material en cada
revolución, mientras que la perforación necesita poca velocidad
y un alto par ya que tiene un radio mayor. Estas herramientas
incluyen:
Taladro eléctrico portátil:perforaciones en chasis de
plástico o metal con brocas
Mini taladro:agujeros de perforación en placas de circuito
impreso
Archivos metálicos: Contienen crestas estrechas,
puntiagudas y paralelas en un extremo al que se puede
colocar un mango.
Herramientas de soldadura
Al trabajar con placas de circuitos impresos y placas de prueba,
es necesario utilizar algunas herramientas de soldadura para
conectar los circuitos con cables y componentes. Para esto,
hay herramientas de soldadura de la siguiente manera:
Herramientas de medición
Con casi todos los proyectos electrónicos, uno necesita medir
ciertos parámetros asociados con el dispositivo o circuito como
voltaje, resistencia, corriente o algunas señales, etc. Para este
propósito, se requiere que uno tenga las siguientes
herramientas:
Herramientas de creación de prototipos
Al tratar con componentes electrónicos, los principiantes
tienden a cometer muchos errores debido a la falta de
experiencia en la conexión de cables. Por lo tanto, en casi
todos los proyectos, especialmente para los principiantes, se
recomienda el uso de tablas de pruebas y tablas cero para
establecer conexiones. Estas herramientas de creación de
prototipos incluyen:
Actividad 1: Explica las partes de cada uno de los
siguientes dispositivos (Usa líneas y flechas).
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Tema 05. Elaboración de plaquetas electrónicas
Es sin duda la forma más perfeccionada y que ofrece el
acabado más fiable de todos para la elaboración de circuitos
impresos. Por el contrario, exige un proceso más laborioso.
Existen placas a simple cara y a doble cara. Como se puede
observar, se refiere a cuáles de las caras lleva cobre. Dentro de
que sean a simple o a doble cara, existen a su vez diferentes
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tipos de placa. 
Dependiendo del material de que está hecha la placa se puede
distinguir tres tipos fundamentales:
1.Baquelita
2.Fibra de vidrio
3.Teflón
La más utilizada es el tipo fibra de vidrio, por su calidad y
economía. La baquelita está en clara recesión, puesto que es
más frágil que las otras y de peor calidad.
Las placas de teflón son realmente buenas, pero también muy
caras. Son de resistencia mecánica alta, y lo mejor de todo, no
tienen esa tendencia a absorber la humedad que tienen los
otros tipos (higroscopía) y que, dada las distancias tan cortas
entre pista y pista, puede ocasionar algún problema de
conductividad indeseable. Por otra parte, el teflón es un
buen dieléctrico, lo que implica que es un buen aislante. No en
vano se utiliza como aislante en conductores de cierta calidad.
Las de fibra de vidrio son las más utilizadas, puesto que
ofrecen buena resistencia mecánica y aislamiento, y son
relativamente económicas.
Dependiendo del proceso de obtención de las pistas, podemos
dividir las placas en dos tipos más:
1.Placa "normal"
2.Placa fotosensible
Para obtener las pistas de cobre, hay que atacar la placa con
las sustancias adecuadas, que se encargará de eliminar la
parte de cobre que no forme parte de las pistas. Esto se
consigue protegiendo de la corrosión dichas partes. Para ello,
se utilizan tintas especiales, barnices o adhesivos.  Las tintas
especiales son los rotuladores de tinta indeleble o permanente,
tipo "lumocolor" o similares, que son fáciles de obtener en
papelerías o tiendas de electrónica. Los barnices forman parte
de las placas fotosensibles, y los adhesivos se suministran en
forma de pegatinas con forma de pads y pistas de diferentes
tamaños y grosores.
La placa normal es aquella que se dibuja directamente la pista
sobre el cobre. Podemos dibujar con rotulador indeleble, o bien
mediante pegatinas adecuadas.
La placa fotosensible tiene un barniz que es sensible a la luz,
que se impresiona mediante una insoladora o cualquier otro
foco luminoso adecuado. Normalmente, es más sensible a la
luz que contenga UVA (ultravioleta tipo A) que es el que tienen
los rayos de sol. Por tanto, la insolación puede hacerse
exponiendo a la luz del sol, pero tiene el inconveniente de su
imprecisión, pues dependerá del ángulo de incidencia (hora del
día), el tiempo atmosférico (nubes), estación del año en la que
nos encontremos, así como latitud geográfica. 
Para la exposición, se prepara una transparencia de las pistas,
que puede ser en negativo o en positivo, aunque ésta última es
la más utilizada. Tras la exposición, se introduce la placa en
un líquido revelador que destruirá el barniz que no forma parte de las
pistas, de forma que el restante  actúa de protector contra la corrosión.
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PLACA NEGATIVA: Las partes insoladas conservarán el barniz en el
proceso de revelado, por lo que la transparencia también será negativa. La
imagen muestra una transparencia negativa, en la que las pistas
(transparentes) dejarán pasar la luz y por tanto el barniz insolado
(fotosensible negativo) se protege y no será eliminado en el proceso de
revelado. 
PLACA POSITIVA: Las partes insoladas perderán el barniz
durante el proceso de revelado, y por tanto la transparencia
será también positiva. La imagen muestra una transparencia
positiva, en la que las pistas van en negro para proteger el
barniz de la insolación, que en este caso permanecerá tras el
proceso de revelado de la placa.
Actividad 1: Consultar, y exponer uno de los cinco
métodos de fabricación de circuitos expuestos por el
docente. Métodos manual, plancha, serigrafía, etc.
Actividad 2: Explicar el paso a paso del diseño del circuito
impreso fabricado en el taller.
Paso 1:
Paso 2:
Paso 3:
Paso 4:
Paso 5:
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Tema 06. Soldadura blanda
La soldadura con estaño es la base de todas las aplicaciones
electrónicas porque permite la realización de conexiones entre
conductores y entre éstos y los diversos componentes,
obteniendo rápidamente la máxima seguridad de contacto.
Consiste en unir las partes a soldar de manera que se toquen y
cubrirlas con una gota de estaño fundido que, una vez enfriada,
constituirá una verdadera unión, sobre todo desde el punto de
vista electrónico.
Ésta es una tarea manual delicada que sólo se consigue
dominar con la práctica. Recuerda que tu habilidad para soldar
con efectividad determinará directamente el buen
funcionamiento del montaje a lo largo del tiempo. Una
soldadura mal hecha puede causar que el producto falle en
algún momento. Esto es como aprender a andar en bicicleta,
una vez que se domina ya nunca se olvida.
En estas páginas primero aprenderemos a manejar el soldador,
los materiales y las herramientas que van a ser necesarias.
Para ello, realizaremos algunas figuras con hilo de cobre, en
las que podremos practicar la soldadura y probar los tiempos
de calentamiento, las cantidades de estaño a aportar, la forma
de colocar las piezas... De esta forma conseguiremos una
cierta "experiencia" inicial.
Más adelante, se entrará en la soldadura de componentes
sobre una placa de circuito impreso, tarea que requiere un
mayor cuidado y precisión, pero que con la práctica resultará
sencilla.
El soldador utilizado en Electrónica
En Electrónica se suelen utilizar soldadores de potencia
reducida, ya que generalmente se trata de trabajos delicados.
Se trata de una útil herramienta que tiene un enorme campo de
aplicación, ya sea para realizar nuevos montajes o para hacer
reparaciones. El soldador debe permitir las operaciones de
soldadura con estaño correspondientes a la unión de dos o
más conductores, o conductores con elementos del equipo.
Debido a su frecuente empleo, el soldador deberá presentar,
entre otras características, una gran seguridad de
funcionamiento y durabilidad.
En general, se trata de una masa de cobre (punta), que se
calienta indirectamente por una resistencia eléctrica conectada
a una toma de energía eléctrica (generalmente el enchufe de
120v ó 220v). Los tipos que se encuentran generalmente en el
mercado pueden clasificarse en soldadores comunes o "de
lápiz" y soldadores de pistola.
Tipos de soldadores
Éste es el clásico soldador de tipo lápiz, de 30w. Su
calentamiento es permanente y posee una alta inercia
térmica. Tanto en el momento de la soldadura como en
las pausas de esta labor, el soldador permanece
conectado a la corriente eléctrica. Resulta adecuado
para trabajos repetitivos y numerosos.
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El soldador de la
derecha es de pistola. La
punta se calienta por el
efecto de una gran
corriente que pasa por
ella (el abultado mango
lleva dentro un
transformador que la
produce). Resulta útil
para trabajos
esporádicos ya que se
calienta
instantáneamente. No se
usa mucho en
electrónica porque la
punta no suele resultar
lo bastante fina y
precisa.
Tipos de soportes
Ya que el soldador mantiene la punta caliente (a unos 250~300ºC), se hace
necesario el uso de un soporte donde dejarlo durante el tiempo que no se
usa, para evitar quemar la mesa de trabajo. Aquí se ven algunos ejemplos:
* Soporte típico para soldadores de poca potencia. Tiene
esponja.
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* Soporte JBC que permite colocar el soldador de dos formas
distintas. Tiene esponja.
* El soporte más sencillo. Puede construirse con un trozo de
chapa y una tabla de madera.
* Soldador con todas las puntas que se le pueden acoplar:
punta fina, punta gruesa, punta para desoldar circuitos
integrados e incluso accesorio para desoldar, con pera de
goma incluida.
* Punta fina, ideal para la soldadura en Electrónica.
La soldadura con estaño
Consiste en unir las partes a soldar de manera que se toquen y
cubrirlas con una gota de estaño fundido que, una vez enfriada,
constituirá una verdadera unión, sobre todo desde el punto de
vista electrónico.
Primero vamos a aprender a soldar hilos de cobre
construyendo formas geométricas, para familiarizarnos con el
soldador, el estaño, el soporte, el desoldador, las herramientas
de trabajo, etc... Después nos introduciremos en la soldadura
con estaño orientada al montaje de circuitos impresos, que es
nuestro objetivo principal.
El estaño
En realidad, el término "estaño" se emplea de forma impropia
porque no se trata de estaño sólo, sino de una aleación de este
metal con plomo, generalmente con una proporción respectiva
del 60% y del 40%, que resulta ser la más indicada para las
soldaduras en Electrónica.
Para realizar una buena soldadura, además del soldador y de
la aleación descripta, se necesita una sustancia adicional,
llamada pasta de soldar, cuya misión es la de facilitar la distribución
uniforme del estaño sobre las superficies a unir y evitando, al mismo tiempo,
la oxidación producida por la temperatura demasiado elevada del soldador.
La composición de esta pasta es a base de colofonia (normalmente llamada
"resina") y que en el caso del estaño que utilizaremos, está contenida dentro
de las cavidades del hilo, en una proporción del 2~2.5%.
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Aquí se observan las 3
cavidades que forman el
"alma" de resina del
estaño. La resina resulta
de una gran ayuda
durante la soldadura.
Éste es un rollo de estaño
típico de 500 gr., aunque hay
rollos más pequeños, ya que
no suele resultar muy
cómodo sujetar un peso de
medio kilo mientras hacemos
soldaduras.
Proceso para soldar
Antes de iniciar una soldadura hay que asegurase de que:
* La punta del soldador esté limpia. En ningún caso se raspará
la punta con una lima, tijeras o similar, ya que puede dañarse el
recubrimiento de cromo que tiene la punta del soldador (el
recubrimiento proporciona una mayor vida a la punta).
* Las piezas a soldar deben estar totalmente limpias y de ser
posible preestañadas.
* Utilizar un soldador de la potencia adecuada. En Electrónica,
lo mejor es usar soldadores de 15~30w., nunca superiores,
pues los componentes del circuito se pueden dañar si se les
aplica un calor excesivo.
Actividad: Realizar el estañado de los grabados del circuito
realizados en el taller, identificando los componentes
electrónicos correspondientes.
Actividad 1: Explicar el paso a paso del diseño del circuito
impreso fabricado, y estañado en el taller.
Paso 1:
Paso 2:
Paso 3:
Paso 4:
Paso 5:
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Actividad 2: Realizar el plano eléctrico-electrónico definido
por el docente, teniendo en cuenta las normas
institucionales.
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Tema 07. La resistencia eléctrica.
CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS DE
PRECISIÓN CON 5 BANDAS
Actividad: Observando la tabla anterior, la fórmula y la
explicación del docente. Complete el valor de resistencia
(Ohmios) para los siguientes diagramas.
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BIBLIOGRAPHY AND WEBGRAPHY
[1]Video observado en . https://www.youtube.com/watch?
v=ySYeSiAEpiY. Fecha de consulta, 25 de marzo de 2017
[2]Tomado de COLEGIO DISTRITAL LA SALLE. U nidad
Didáctica Energía –Electricidad. DOCENTE: ANA REGINA
CHARRIS G.
[3]Efectos de la electricidad. Tomado de
http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema8/index8.ht
m
[4]Taller tomado de Taller elaboración de empalmes entre
cables, Electricidad-okar (consultado 19 de Julio del 2010)
http://electricidad- okar.blogspot.com/2008/08/taller-
elaboración-de-empalmes- entre.html
[5]Cautingelectricougma.blogspot.com. Aplicaciones con
cautín. Fecha de consulta 19/11/2019. Hora 11:44 pm
[6]Batería de grafeno plegable. Fecha de consulta 17/03/2020
Hora 11:44 pm
[7]Línea de tiempo. Historia de la Electricidad. Fecha de
consulta: 07/04/2020.
https://www.epec.com.ar/docs/educativo/institucional/historia.pd
f
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