Hugo Armando Gallego Becerra

13 horas

CODIGO CIE

3-19-5

Leonardo Bohórquez Santiago

Coinvestigador

8 Horas

Diego Fernando Salazar Patiño

Coinvestigador

8 Horas

Sebastián Martínez García

Coinvestigador

8 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2019. Sin Financiación

TIPO DE PROYECTO

Desarrollo Experimental

OBJETIVO(S)

General. Diseñar y construir seis equipos de laboratorio para las prácticas de física relacionados con los fenómenos de campos eléctricos y magnéticos, (Motor eléctrico, líneas equipotenciales, Bobinas de Hellmontz, Carga y descarga del condensador y Circuitos Eléctricos) que permiten la demostración práctica de la teoría de campos eléctricos y magnéticos vista en los cursos de Física. Objetivos Específicos: 1) Diseño y construcción de un motor eléctrico de corriente continua como practica de laboratorio. 2) Diseño y construcción de un equipo de laboratorio para comprobar la Ley de Newton usando elementos resistivos y fuentes de voltaje. 3) Diseño y construcción de un equipo de laboratorio para comprobar la Leyes de Kirchoff. 4) Diseño y construcción de un equipo de laboratorio que permita encontrar las curvas equipotenciales producidas por campos eléctricos, a través de la medición de potenciales eléctricos. 5) Diseño y construcción de un equipo de laboratorio basado en el Selenoide donde se medirá el campo magnético y su comportamiento. 6) Diseño y construcción de un equipo de laboratorio basado en las bobinas de Hellmontz donde se medirá el campo magnético producido por las bobinas y la comprobación del comportamiento del campo magnético con las leyes físicas. 7) Diseñar guías de laboratorio basadas en los estándares de la Universidad y la interacción del software. 8) Crear una interfaz usuario computador que sea interactiva y guíe en el proceso de la experimentación, para permitir comprobar la interacción de campos eléctricos y magnéticos en los laboratorios propuestos. 9) Divulgar los nuevos equipos de laboratorio enfocados a las aplicaciones de campos eléctricos y magnéticos.

RESUMEN

En el ámbito de la enseñanza de la física, se presentan innumerables inconvenientes a la hora de afianzar los conceptos teóricos expuestos en el aula de clase por parte de los docentes. Estas dificultades han ahondado en el problema de la estimulación y el interés de los estudiantes a la hora de su orientación y motivación para estudiar las ciencias básicas, específicamente hablando del área de la física. Dado lo anterior y aprovechando la experiencia del grupo de investigación en el diseño, construcción e implementación de prototipos para la práctica y verificación experimental de leyes físicas. Se planteará a continuación un proyecto que busca complementar el estudio de las leyes físicas, orientando en este caso la temática a los fenómenos eléctricos y magnéticos que se trabajan en diversas áreas de la academia. Estas prácticas experimentales permiten al docente contar con herramientas adicionales, las cuales permiten comprobar de forma didáctica algunas de las leyes físicas expuestas. Propósito con el que se pretende hacer uso de las herramientas tecnológicas que se disponen actualmente gracias a la globalización del conocimiento y a la cantidad de dispositivos y sensores que se tienen a disposición en el mercado. A raíz de lo anterior se propone diseñar, construir e implementar prácticas de laboratorio que permitan verificar experimentalmente la ley de Ohm, las leyes de Kirchhoff, líneas equipotenciales, carga y descargar de capacitores, principio de funcionamiento de un motor, campo magnético de un solenoide y finalmente Bobinas de Hellmontz. Para esto se hará uso de herramientas electrónicas como pantallas táctiles, sistemas micro controlados (Arduino), sensores, y demás configuraciones tanto electrónicas como mecánicas que permitan llevar a un buen fin el desarrollo de este proyecto. Enfocando de igual forma el proyecto al análisis del proceso educativo y las diferentes posibilidades que se tienen en cuanto a la didáctica de la enseñanza y diferentes modelos de aprendizaje.

SÍNTESIS DEL PROYECTO

En este proyecto se diseñaron seis equpos de laboratorio cuyo fin es el de poder utilizarlos en las clases de Física donde se involucren los fenómenos eléctricos y magnéticos de cada tema. Es de notar que estos dispositivos fueron diseñados y construidos con herramienta de actual tecnología, específicamente, recurriendo al Sistema Arduino, con el objetivo de hacer comtrol de algunas respuesta que dieron los equipos, tales como voltaje, corriente, campo magnético, capacitancia etc. además de recurrir a material electrónico, los cuales hacen de los equipos más llamativos y al mismo tiempo motivadores en el momento de su utilización. Estos equipos de laboratorio persiguen mejorar las prácticas de laboratorio que deben de realizarse en los cursos de física, que se enseñan en las instituciones educativas no solo de la región sino tambien a nivel nacional. El hecho de recurrir a las herramientas de nuestra actual tecnología (Sistema Arduino, sensores, pantallas de cristal líquido, programación etc.) hacen que estos equipos sean dispositivos innovadores y motivadores para que los estudiantes comprueben y retroalimenten las leyes físicas y las ecuaciones vistas en esta asignatura. Lo anterior permite hacer una mejor comprobación de la teoría que el docente imparte en su clase, haciéndola más dinámica y mucho más agradable para nuestros estudiantes. Por tanto, cada uno de los equipos, Motor Electrico, Ley de Ohm, Leyes de Kirchhoff, Lineas Equipotenciales, Descarga de un Condensador y Bobinas de Helmholtz fueron diseñados y construidos mediante elementos electrónicos que permiten visualizar las variables y las leyes físicas de una forma muy diferente a cómo se refleja en los actuales laboratorios. Es importante tener en cuenta también que la gran mayoría de Instituciones Educativos, no cuentan con estas prácticas, lo cual hace que este proyecto sea mucho más significativo en el campo de la enseñanza de la Física, aún más, cuando en nuestro medio esta asignatura es catalogada como una asignatura compleja para entender y comprender dichos fenòmenos que se tratan en el curso. Para lograr los objetivos con cada uno de los dispositivos inicialmente se recurrió a hacer un análisis de qué esperimentos podría ser importantes y al mismo tiempo logrables para retroalimentar temas de La Física II, vista en los colegios y Universidades. Una vez escogidos los temas se recurre al diagnóstico de los elementos mecánicos que involucran el equipo, posteriormete su diseño electónico, incluido el hadware necesario para cada uno de los sistems de control requeridos en el diseño. Finalmente se acoplan para la respectiva prueba de rigor, la cual nos exige encontrar resulatos iguales o mejores que en las prácticas realizadas en los laboratorios de Física, si las hay. También se recomienda, dentro del grupo diseñar y construir equipos que no sean muy robustos y por el contrario que estos equipos se puedan trasladar fácilmente de un sitio a otro, esto con el objetivo d epoderlos utilizar en diferentes Instituciones Educativas. Lo anterior también permite que los equipos sean fáciles de guardar y al mismo tiempo fáciles de manejar.Cada uno de los equipos diseñados y construidos por el grupo de investigación deberán tener su respectiva guía d elaboratorio, para su debida utilización y corroboración de las ecuaciones y leyes físicas vista en clase. Estas guías deben ser formuladas de acuerdo a la experiencia que se tiene en las prácticas de nuestra Universidad y con los respectivos items que permitan que el estudiante y los docentes utilicen los equipos sin ninguna dificultad.

ESTADO

Concluye Satisfactoriamente

FECHA DE INICIO

15/01/2019

FECHA DE FINALIZACION

15/01/2021

FECHA DE FIN(PRÓRROGA)

15/07/2021

PRODUCTOS

Bobinas de Helmholtz

Productos tecnológicos certificados y validados

Diseño y construcción de un prototipo autónomo para la práctica experimental del péndulo físico

Capítulo de libro resultado de investigación

URL

Diseño y construcción para la práctica experimental de la Ley de Ohm, Leyes de Kirhhoff y Línes Equipotenciales

Proyecto de grado

Equipo de laboratorio d elas Bobinas De Helmholtz

Circulación de conocimiento especializado

Ley de Ohm y Leyes De Kircchooff

Productos tecnológicos certificados y validados

Líneas Equipotenciales

Productos tecnológicos certificados y validados