PRINCIPIOS LIBRO OK.indd

¿COMO SE UTILIZA ESTE LIBRO?
•
De manera didáctica y amena, se
definen brevemente los conceptos
que vamos a estudiar, además
se presentan a los alumnos unas
cuestiones iniciales que establecen
los conocimientos básicos para
afrontar el desarrollo y aprendizaje
de la materia y un esquema de los
contenidos de la unidad. Se parte
de conocimientos generales para
alcanzar los más complejos.
TRABAJO EN EL TALLER
CON MATERIALES
Y HERRAMIENTAS.
SISTEMAS DE UNIÓN
¿Sabías que, antes de que se
industrializaran los pegamentos actuales,
tus abuelos fabricaban un pegamento,
llamado engrudo, a base de huevo y
harina?
•
El ser humano utilizó sus primeras herramientas hace casi un millón de años: ramas,
huesos y piedras que pronto aprendería a pulir, por frotación o roce, y más tarde a tallar
hasta obtener la forma que necesitaba para
realizar sus labores. Tendrían que transcurrir miles de años hasta obtener las herramientas de metal.
El desarrollo de herramientas cada vez más
complejas fue posible gracias a la perfección
de las técnicas de unión. Las fi bras vegetales
procedentes de la Naturaleza, los tendones y
tripas de los animales que cazaba, etc., fueron los precursores de los procedimientos de
unión que permiten, actualmente, efectuar
uniones casi perfectas.
¿Qué instrumentos conoces que sirven
para taladrar y perforar?
Estructura de contenidos
1. Operaciones de medida y trazado.
2. Métodos y herramientas de sujeción y
doblado.
3. Técnicas y herramientas para cortar.
4. Técnicas y herramientas para perforar y
taladrar.
5. Normas de seguridad.
6. Tipos de uniones.
DESARROLLO
DE LA UNIDAD
Las unidades desarrollan los
contenidos a través de las imágenes,
prácticas y experiencias. Se utilizan
diagramas de flujo, recuadros de
«recuerda» y «sabías que...», consejos,
normas de comportamiento
en el aula y en el taller, lecturas
complementarias, prácticas,
actividades y resúmenes que facilitan
la asimilación de la materia.
7
Todo proceso de fabricación requiere el
empleo de técnicas y herramientas. ¿Crees
que su uso puede entrañar algún riesgo?
1
1
A
EL AULA DE TECNOLOGÍA
Igualmente esta aula suele disponer de un espacio reservado para biblioteca. Ésta suele contener revistas, catálogos, enciclopedias y documentos
al objeto de facilitar a los grupos la búsqueda y ampliación de información
relativa al proyecto así como de otras cuestiones técnicas que puedan ser
de su interés.
Normalmente en el aula de tecnología realizarás dos tipos de tareas o trabajos: por un lado, las puramente académicas como son, entre otras: la
atención a las exposiciones del profesor, el análisis de objetos y problemas,
la búsqueda y diseño técnico que los solucione, etcétera, y, por otro lado,
deberás realizar ciertos trabajos como: serrar, taladrar, unir, encaminados a
la construcción de pequeñas maquetas o proyectos a través de los cuales
puedas comprobar la viabilidad de tus diseños.
Fig. 1.1
Zona de ordenadores
Zona de control y robótica
B
TALLER
Estanterías metálicas
Mesa del
profesor
Lavabo
Pizarra
Pantalla
ZONA DE TALLER
A su vez, dentro de este espacio podemos distinguir tres zonas fundamentales: el almacén de materiales y equipos, lugar en el que se guardan los
materiales así como las herramientas y máquinas-herramientas más delicadas y de uso menos frecuente; el almacén de proyectos, lugar en el que se
guardan los proyectos junto con los materiales que genera día a día cada
grupo de trabajo y, finalmente, la zona de máquinas, que es un espacio
habilitado en el que se ubican pequeñas máquinas eléctricas de uso frecuente pero que requieren un lugar un poco más apartado y seguro tanto
para el usuario como para el resto de compañeros.
Mesas de trabajo
Pupitres
Biblioteca
Estanterías y armarios
Almacen de materiales y equipos
Zona de biblioteca
Fig. 1.3
Detalle de un aula de tecnología de un centro escolar.
Zona de control y robótica y biblioteca (al fondo).
El taller suele estar integrado en el aula de tecnología o en otro espacio próximo a ésta. En cualquier caso, dicho espacio debe encontrarse perfectamente
delimitado. En él hay un mobiliario resistente y adaptado a los trabajos y
técnicas que allí se van a desarrollar como el trazado, aserrado, taladrado,
pegado, etcétera. Así pues, el mobiliario del taller debe contar con bancos
de carpintero y mesas de ensayos eléctricos y mecánicos apropiados.
Almacén de proyectos
AULA
Armarios
Estos espacios suelen quedar reservados únicamente para las tareas anteriormente mencionadas. Por tanto, es necesario contar con un espacio y un
mobiliario distinto que permita experimentar, construir y probar los diseños
generados. Este lugar es el taller.
Por los motivos anteriores los profesores de tu centro, dependiendo de la
superficie y recursos disponibles, suelen organizar el aula de tecnología en
dos espacios totalmente diferenciados, el aula propiamente dicha, y el taller,
espacios en los que, a su vez, es fácil reconocer las distintas zonas de trabajo
al objeto de organizar las tareas que en ellos suelen desarrollarse (véase la
Figura 1.2).
Aula de tecnología.
Lugar en el que podrás desarrollar
todo tu potencial creativo.
ZONA DE AULA
Este espacio suele estar equipado con un mobiliario similar al de un aula tradicional (pupitres y/o mesas de trabajo en grupo, sillas), si bien también suele
encontrarse otro tipo de mesas «especiales» al objeto de ubicar los equipos
informáticos para permitir el desarrollo y experimentación de los contenidos
relativos a las nuevas tecnologías (comunicación, control y robótica).
Habrás comprobado que el aula de tecnología es distinta al resto de las aulas. En ella encontrarás diversos materiales, herramientas, aparatos y objetos
dispuestos en distintos espacios que se han diseñado para que puedas desarrollar al máximo tu potencial creativo. Aquí, tú y tus compañeros podréis
investigar, diseñar y construir todo lo que seáis capaces de imaginar.
Percheros
PRESENTACIÓN
DE LA UNIDAD
•
Zona de
máquinas
Zona de ensayos eléctricos
Fig. 1.4
Mesas de trabajo y zona de
máquinas de uso común.
Paneles de herramientas
Fig. 1.5
Armarios y estanterías para guardar
proyectos, materiales y herramientas de
uso común organizados en paneles y
armarios de fácil acceso.
9
8
Fig. 1.2
CD DEL ALUMNO
Material que el estudiante
dispone como apoyo al estudio y
conocimiento de la materia. Contiene
entre otros: animaciones, actividades
relacionadas con los contenidos del
libro, presentaciones, resúmenes que
sirven de guía para el desarrollo de la
materia, software relacionado con la
materia (Crocodile 3D).
2
El aula de tecnología.
9
N
EXPERIENCIAS
B1
A
Michael Faraday descubrió, en 1831, que al situar un imán en el interior
de una bobina y producir un movimiento relativo de uno respecto a
otro se generaba un flujo eléctrico. Fenómeno que denominó inducción magnética en el que se basa, por ejemplo, el funcionamiento
de la dinamo de una bicicleta y que tú mismo podrás comprobar si
realizas la experiencia descrita en la Figura 9.12.
Fig. 9.12 Construye dos bobinas, conéctalas entre sí,
introduce una brújula en una de las bobinas, desplaza un
imán en la otra bobina. La aguja de la brújula se mueve ya
que, por el conductor se induce (circula) corriente eléctrica.
B2
Fig. 9.7
Las líneas de fuerza de un imán
son capaces de atravesar distintos materiales.
2. En una primera aproximación que nos ayude a comprender cómo funcionan
los imanes, podemos suponer que su interior está formado por partículas
(moléculas) que se encuentran ordenadas según una determinada dirección,
generándose de esta forma los polos del imán.
La corriente que genera un campo magnético.
El electroimán
Este hecho hace que al enfrentar dos imanes se repelan o atraigan en función de
la polaridad que tengan los extremos enfrentados. A igual polaridad se repelen,
y a distinta polaridad se atraen. (Figura 9.8).
E
EXPERIENCIAS
Se componen de prácticas a realizar
para la asimilación de conocimientos
teóricos adquiridos en cada unidad.
Se repelen
Se atraen
Fig. 9.8
Fuerzas de atracción y repulsión
entre imanes.
Aguja
imantada
El ser humano pronto se dio cuenta de que la tierra se comportaba como un
gigantesco imán, estableciendo conclusiones sobre las causas por las que los materiales magnéticos siempre se orientan en una dirección. Acababa de descubrir
la brújula. En la Figura 9.9 se ha representado el procedimiento que debes seguir
para fabricar una brújula. Método que ya conocían los navegantes hace siglos.
O
N
S
E
Tornillo
de acero
MAGNETISMO NATURAL. LOS IMANES
1. Un imán es capaz de atraer un objeto de hierro situado a una distancia conveniente, siempre que el objeto posea un tamaño proporcional a la fuerza del
imán.
Si enrollamos un cable alrededor de un hierro (tornillo, varilla o similar), habremos construido una bobina mucho más potente que la
anterior, ya que el hierro facilita la circulación del campo magnético
por el interior de la bobina. Este diseño se denomina electroimán, y
de él se derivan múltiples aplicaciones, que pueden ir desde un timbre
hasta una grúa industrial. En la Figura 9.13 se muestra el proceso que
has de seguir para la construcción de un electroimán capaz de atraer
pequeñas puntas u objetos de hierro o de desviar, por la acción del
campo magnético, la aguja de una brújula.
Varias capas
de espiras
S
Los chinos inventaron la brújula Fig. 9.6
hace 2 500 años al concebir la
Tierra como un imán de enormes dimensiones.
El ser humano, antes de descubrir la corriente eléctrica como tal y los efectos magnéticos que ésta produce, ya se dio cuenta de que existían sustancias naturales que,
como la magnetita, eran capaces de atraer el hierro, materiales que conocemos
popularmente con el nombre de imanes, y cuyas propiedades magnéticas (nombre
que deriva de la magnetita) analizaremos brevemente.
El imán que genera corriente
S
Con esta bobina podemos hacer dos nuevas experiencias. Por un lado
demostraremos que con un imán se puede generar corriente eléctrica,
y por otro lado construiremos un electroimán.
E
4,5V
N
O
S
Para comprender los sistemas con los que puede obtenerse energía eléctrica, así
como los fenómenos electromagnéticos que rigen el funcionamiento de algunos de
los operadores eléctricos más utilizados, por ejemplo, el motor, el timbre, los electroimanes, etcétera, conviene familiarizarse, previamente, con los principios en los
que se basa el magnetismo natural, mediante el análisis y, en su caso, la realización
de las sencillas experiencias que a continuación se proponen:
Si introducimos una brújula y conectamos el diseño a una pila, observaremos que la brújula se desvía. Acabas de construir un galvanómetro, instrumento que permite detectar la corriente eléctrica que circula
por un conductor. (Figura 9.11).
Fig. 9.11 El campo magnético en el interior de una
bobina siempre se ve reforzado.
Aguja
imantada
EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA.
MAGNETISMO NATURAL
Y ELECTROMAGNETISMO
N
2
O
De igual forma, si en vez de una espira arrollásemos cientos de ellas,
construiremos una bobina, cuyo campo magnético interior se verá
nuevamente reforzado. Para comprobarlo podemos construir una bobina sencilla, empleando para ello un prisma de cartulina sobre el que
arrollaremos varios metros de cable.
+
–
EXPERIENCIAS
–
Varias capas
de espiras
+
B
4,5V
Al activar el pulsador el
electroimán atrae a los
clavos
Fig. 9.9
Brújula de aguja imantada.
MAGNETISMO ARTIFICIAL. ELECTROMAGNETISMO
La corriente eléctrica también es capaz de crear un campo magnético a su alrededor. Para comprobarlo podemos realizar dos experiencias.
+
a
+
b
–
4,5V
Construcción de un electroimán empleando un tornillo de acero y 2 m de cable. Electroimán aplicado a una barrera.
a) y b) Cuando la corriente
eléctrica circula a través de un
conductor, se genera un campo
magnético, que se evidencia en
las limaduras de hierro y en la
brújula. c) Las líneas de fuerza en
el interior de un conductor con
forma de espira se ven reforzadas.
c
–
Limaduras
de hierro
4,5V
4,5V
Fig. 9.13
96
Fig. 9.10
97
–
+
4,5V
PROYECTOS
16
PROYECTOS
PROPUESTAS DE AMPLIACIÓN
C
D
CONSTRUCCIÓN DE PROYECTOS INTEGRANDO
CIRCUITOS ELÉCTRICOS SENCILLOS
DISEÑO, PLANIFICACIÓN Y CONSTRUCCIÓN
DE UNA MÁQUINA DE EFECTOS ENCADENADOS
UTILIZANDO DISTINTOS TIPOS DE ELEMENTOS
ESTRUCTURALES
Ensamblamos todos los
conocimientos adquiridos en todas
las unidades, trasladándolos en
la realización de un proyecto real
donde se ve la utilidad global de
todo lo aprendido en cada una de las
unidades.
Propuesta: Máquina de efectos encadenados
Propuestas de ampliación 1 y 2
Piezas de latón
Como ya hemos visto en las primeras unidades, todo proyecto técnico requiere seguir un proceso. Vosotros, en esta ocasión, os centraréis en el diseño
y planificación, para su posterior construcción, de una máquina de efectos
encadenados cuya secuencia comience a partir de un efecto inicial, como, por
ejemplo, cortar un hilo con una tijera. En la figura se ha representado, a modo
de ejemplo, una posible solución. Observad cómo a partir del instante en el
que se corta el hilo se desencadenan un torbellino de efectos tan variados y
sorprendentes como seamos capaces de imaginar.
Si analizas con detenimiento ambos proyectos podrás reproducirlos sin ninguna dificultad. Intenta introducir alguna modificación en el diseño que selecciones para darle tu toque personal.
Conductores
Nota
Cinta aislante
Juego didáctico de preguntas y respuestas.
Detalle vela
Propuestas de ampliación 3 y 4
Observa cómo el diseño
de la cinta transportadora
incorpora un dispositivo
de parada y señalización
automática, mientras que el
circuito eléctrico de la noria
sólo dispone de un sentido
de marcha. Para conseguir
la inversión de giro en la
noria deberás consultar y
adaptar alguno de los métodos
propuestos en el apartado
anterior de esta unidad
(Detalles y recursos).
Espiral de microfón
Cerilla
Interruptor
Semáforo de accionamiento manual.
Vela
El análisis de los detalles mecánicos y circuitos eléctricos de los proyectos
te servirán de modelo para que, después de adaptarlos a tus necesidades
concretas, puedas realizar su construcción sin ninguna dificultad.
Cinta transportadora
Interpretad
en grupo los efectos y,
posteriormente, diseñad,
planificad y construid una
máquina similar cuya
estructura incorpore distintos
tipos de apoyo y triangulación.
Máquina de múltiples
efectos encadenados cuya
sucesión de efectos se inicia
cuando se corta el hilo con las tíjeras.
Noria
214
215
ACTIVIDADES
DEL CUADERNO DE TRABAJO
ACTIVIDADES
FINALES
9
Realiza las actividades correspondientes a esta Unidad, las denominadas La corriente eléctrica. Efectos I
y II, que se proponen tu cuaderno de trabajo de Tecnología.
BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
1 Busca información en internet sobre la pila de
Leclanché y realiza un trabajo sobre las pilas secas
o primarias.
2 Realiza un informe sobre algún tipo de lámpara
de descarga en gas, por ejemplo, sobre las de vapor
de sodio o vapor de mercurio, alogenuros metálicos…
Utiliza internet como herramienta de búsqueda.
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Al final de la unidad, se dispone de
preguntas ordenadas por grado
de dificultad, de cara a conocer la
asimilación de contenidos, tanto
de forma teórica como práctica;
individual o colectiva.
Electrodo negativo
Electrodo
positivo
1 En el laboratorio, y siempre con la ayuda de vuestro profesor, construid una pila húmeda, en cuyo principio de funcionamiento se basan las baterías. Realizad la experiencia y buscad
información sobre los distintos tipos de pilas, su funcionamiento,
precauciones y los problemas que se derivan de su uso.
Solución ácida
Fig. 9.25
Esquema de una pila elemental.
ACTIVIDADES INDIVIDUALES
1
Define el concepto de corriente eléctrica y cita distintos métodos a través de los cuales puede
generarse.
2
Realiza un esquema que describa el método
para la producción química de la energía eléctrica.
3
Las pilas botón tienen la ventaja de que son
capaces de almacenar grandes cantidades de
energía, pero algunas de ellas utilizan un metal
muy contaminante. ¿Sabrías indicar de qué metal se trata y cuáles son los riesgos que entraña
su uso? Busca información y elabora un pequeño
informe.
4
Define el alternador y cita los elementos básicos que lo caracterizan.
2
Citad los efectos más importantes que se
derivan de la corriente eléctrica y proponed, al
menos, dos aplicaciones de cada uno de ellos.
ACTIVIDADES DE GRUPO
1
Describid el proceso a través del cual un imán
es capaz de generar corriente y, posteriormente,
describid el proceso inverso.
DEBATE EN GRUPO
La dinamo como máquina reversible
1
¿Qué quiere decir que «la dinamo es una máquina reversible»? Solicitad el material necesario a vuestro profesor y realizad la experiencia que se describe en la Unidad.
Posteriormente, buscad información y llevad a cabo una
exposición, seguida de un debate con el resto de compañeros, sobre los principios técnicos en los que se basan ambos
efectos.
b
a
Motor
Generador
–
+
4,5V
105
3