Sabers del currículum

1.6 Muntatge d’esquemes i circuits elèctrics o electrònics, físics o simulats. Interpretació, càlcul, disseny i aplicació en projectes. [E]

Sabers concretats

• Reconeixement de les característiques i les aplicacions tecnològiques de l’electricitat. [ESS]
• Interpretació del corrent elèctric com el moviment d’electrons lliures que es dona simultàniament en tots els punts d’un circuit tancat, impulsats per una diferència de potencial elèctric. [ESS]
• Diferenciació bàsica entre corrent continu (CC), propi de piles i bateries, i corrent altern (CA), present a la xarxa elèctrica domèstica. [ESS]
• Reconeixement dels components bàsics d’un circuit elèctric: generadors, conductors, receptors i elements de control. Primera aproximació a les seves funcions en circuits senzills. [ESS]
• Interpretació qualitativa de les magnituds elèctriques bàsiques (voltatge, intensitat i resistència) i la seva relació a partir de circuits elèctrics físics o simulats. [ESS]
• Identificació dels tipus de circuits (en sèrie i paral·lel) i anàlisi de les seves característiques a partir de circuits elèctrics físics o simulats. [ESS]
• Disseny i muntatge de circuits elèctrics físics o simulats, d’acord amb la funció esperada. [ESS]
• Reflexió sobre l’ús responsable i segur de l’electricitat, i reconeixement d’elements de protecció bàsics en l’entorn quotidià.

Justificació de la proposta

Per comprendre el funcionament del corrent elèctric i dels circuits elèctrics, és essencial tenir nocions sobre la naturalesa de l’electricitat i com aquesta influeix en el comportament dels diversos components d’un circuit elèctric, impactant en el comportament del corrent elèctric i els seus efectes.

Descripció de l’activitat

En aquesta activitat, l’alumnat ha d’actuar com a element d’un circuit elèctric. La majoria seran conductors (fils elèctrics), però alguns actuaran com a fonts, d’altres com a interruptors, d’altres com a resistències i d’altres com a receptors. Cal disposar de peces petites (femelles, cargols… que puguem trobar al taller de tecnologia, per exemple). Aquestes simularan els electrons en moviment (corrent elèctric).

L’activitat s’inspira en la proposta del professor Víctor Grau en el marc del projecte “Recerca en Acció” (L’ensenyament de l’electricitat), basat en l’analogia “els penics com a analogia dels electrons”.

Detall de l’activitat

Posem l’alumnat en cercle. Decidim qui farà de font, qui d’interruptor, qui de resistència i qui de receptor.

La font (o bateria) anirà aportant peces que aniran circulant. És important comprendre que els electrons en moviment ja són als fils conductors (no surten de la bateria), per tant, cada alumne ja ha de tenir una peça a les mans en començar, que agafarà amb una sola mà (no pot fer servir l’altra). Quan la font “empeny” una nova peça, la persona just al costat la vol agafar, però necessita deslliurar la mà, així que li passa la seva peça a l’altra persona del costat i així successivament… Forcem la circulació de les peces (els electrons es mouen).

Ara hi podem anar afegint elements. Per exemple, si posem un interruptor, li demanarem que, quan estigui obert, s’aparti del cercle: no podrà agafar ni passar cap peça, per tant, els electrons ja no es mouen. A les resistències els demanem que, per exemple, donin una volta abans de passar i agafar les peces: això alentirà la velocitat del moviment de les peces. Als receptors podem demanar-los que, a banda de girar, facin soroll.

Es poden anar afegint variacions: fer circuits en paral·lel i comparar-los amb el circuit inicial (hi podem fer circular el doble d’electrons perquè tenim 2 camins possibles), etc. 

Recomanacions

Aquesta activitat inicial ha de servir com a referència per a les següents activitats fetes amb relació als circuits elèctrics. Hem d’ajudar a connectar l’alumnat entre el que hem fet físicament (fent d’elements d’un circuit elèctric) i el que veuran posteriorment en simulacions, muntatges de circuits elèctrics al taller o instal·lacions elèctriques reals. Per tant, a cada sessió posterior podem anar fent referència a aquesta activitat inicial per comprendre de què parlem. Podem decidir si en aquesta sessió inicial ja posem nom a les coses (als elements dels circuits, a com anomenem la velocitat dels electrons (intensitat), etc.) o ho deixem per a més endavant, sempre connectant amb allò que van veure el primer dia (“Recordeu que aleshores les peces es movien més lentament?”).

Com amb qualsevol treball amb simulacions o analogies, cal deixar molt clar a l’alumnat les limitacions del model (que fem girar un alumne per fer de resistència no vol dir que les resistències girin, per exemple).