ANALOGÍA PARA UN CURSO DE ELECTRICIDAD

ANALOGÍA PARA UN CURSO DE ELECTRICIDAD

Objetivo:

Se plantea la siguiente analogía, la cual podría ser utilizada dentro del tema de potencia en circuitos CA.

Introducción:

Como  producto de aprendizaje del curso " Analogías en Física ", se ha abordado el uso de analogías como una  estrategia didáctica que el docente debe conocer y aplicar.

Se plantea la idea de utilizar las analogías como un recurso  para que el profesor pueda colocarse en una posición de ayuda para los estudiantes y que al ser practicada con frecuencia propiciará en los estudiantes, con base en la imitación y aprendizaje de la misma, una herramienta nueva que les permita enfrentar los problemas que se les presenten en su carrera y en su vida personal.

Desarrollo:

El tema es potencia eléctrica en circuitos de corriente alterna, en donde por experiencia propia se detecta que el concepto de potencia reactiva es difícil de entender, por lo cual éste será el modelo conocido como blanco; la idea es explicar que para tener un cierto monto de potencia real ( que es la que realiza trabajo útil y es la originada por la componente de la corriente que está en fase con el voltaje) es muy probable que aparezca también una potencia reactiva (debido a los elementos reactivos en la red eléctrica, originada por la componente de la corriente que está desfasada 90° respecto al voltaje) que no realiza trabajo , lo anterior hace que la potencia total sea la suma vectorial de ambas potencias . A dicha potencia total se le conoce como aparente y es la potencia total que demanda una carga y  que desarrollan los transformadores y generadores.

Para ello se tratará de explicar teniendo como modelo análogo, la siguiente situación: Suponga que se usa  un GPS para ubicar un punto al que llamaremos “punto B” y queremos dirigirnos a ese punto desde el punto “A”; suponga que el recorrido se hace a pie y resulta que la distancia detectada por el GPS entre los dos puntos es de 1 km y que el punto B se encuentra a una altura de 300 metros desde la referencia “A”  que no podemos detectar por medio del instrumento, de tal que al caminar para avanzar al punto requerido, vamos a la vez, subiendo la pendiente.  Lo anterior requiere recorrer una distancia mayor a 1 km, lo cual no se detectó previamente en el GPS.  Se utiliza este modelo análogo ya que es fácil entender que para llegar al punto B, no bastará con avanzar 1 km, ya que la pendiente obliga a avanzar un poco más, por otro lado se puede obtener con facilidad la distancia final , haciendo uso del teorema de Pitágoras.

Una vez planteados ambos modelos, se establecen las correspondencias explícitas entre variables, conceptos y elementos.

A continuación, se explican las similitudes y las diferencias entre ambos modelos.

Finalmente, se contrastan empíricamente las conclusiones derivadas del punto anterior, indicando los límites de validez del modelo.

Con base en lo anterior se plantea la siguiente propuesta:

POTENCIA REACTIVA Y SU ANALOGÍA CON LA PENDIENTE QUE INTRODUCE UN AUMENTO EN LA DISTANCIA EFECTIVA RECORRIDA ENTRE DOS PUNTOS

[pic 1]

Como se observa en los dibujos anteriores; las correspondencias son las siguientes:

Las similitudes y las diferencias son:

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