Experimentos Didácticos Introductorios al Electromagnetismo

El texto presenta una propuesta experimental y didáctica que complementa los procesos de aprendizaje de una de las ramas de la física que mas dificultades da a la hora de apropiar sus principales leyes y aplicaciones en el contexto universitario. Es así como muchas investigaciones muestran que apropiarse de conceptos del electromagnetismo no resulta tarea sencilla, por las numerosas abstracciones mentales que deben hacer los estudiantes a la hora de explicar los fenómenos relacionados con la electricidad y el magnetismo; esto exige, por parte de los maestros, acudir a múltiples recursos didácticos y pedagógicos a la hora de enseñar esta disciplina de la Física.

Desde esta perspectiva el libro combina prácticas de aula con el uso de simulaciones físicas, útiles para describir fenómenos de la naturaleza y para una mejor comprensión. Se ilustra la propuesta en dos capítulos y un apartado de anexos.

En el capítulo uno, encontraremos una introducción a los conceptos de carga eléctrica, en el que se destaca una experiencia en electrostática que describe la interacción entre cargas eléctricas en reposo, descrita cuantitativamente con la Ley de Coulomb. El trabajo a realizar en el aula es en la modalidad de observación, por cuanto el trabajo cuantitativo requiere de instrumentación de laboratorio especializada, sin embargo, se puede acudir a simuladores virtuales de la página phet.colorado.edu/es para realizar experimentación cuantitativa. 

En el siguiente apartado, se busca conocer los principales instrumentos de medida de uso común en un laboratorio de electromagnetismo, identificar sus escalas y normas de seguridad, importantes a la hora de desarrollar trabajos prácticos. Se hace énfasis en multímetros digitales, fuentes de corriente continua, resistencias eléctricas. A partir de una experiencia de circuito simple se comprueban leyes físicas de suma importancia como la conservación de la carga y la energía, se orienta la realización de otras prácticas importantes como la medida de la resistencia interna de amperímetros y voltímetros, determinación de superficies equipotenciales con varias configuraciones que permiten conocer el concepto de potencial eléctrico y desde ahí calcular campos eléctricos uniformes.

El texto también incluye una práctica de la ley de Ohm, fundamental para relacionar la corriente y el voltaje, y desde ahí calcular valores de resistencias eléctricas experimentalmente en forma individual, en conexiones de resistores en serie y paralelo. Se complementa con orientaciones de prácticas del puente de Wheatstone, importante en aplicaciones de la ciencia y la Tecnología; leyes de Kirchhoff, importante para comprobar la conservación de la carga y la energía, determinación de la conductividad y la resistividades de un conductor. Se orientan también actividades con capacitores eléctricos en sus configuraciones en serie, paralelo y mixto, carga y descarga de un capacitor. Todas las actividades experimentales se realizan con recursos compuestos por experimentos de aula y simuladores virtuales. Se finalizan las orientaciones experimentales con propuestas para hacer observaciones de experimentos relacionados con efectos magnéticos y electromagnéticos. Las actividades totales del texto cubren en gran medida los temas a recorrer en un curso clásico de electromagnetismo.

En el segundo capítulo, se muestran algunos resultados obtenidos con estudiantes de la Licenciatura en Matemáticas de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, con sede en Tunja. Se espera que el material sirva de guía de trabajo para los docentes orientadores de un curso de electromagnetismo y para los estudiantes, por cuanto disponen de un material de consulta relacionado con la comprensión y análisis de un experimento.

Finalmente, en los anexos se contemplan las herramientas básicas estadísticas del ajuste de curvas más frecuentes en física experimental, análisis dimensional y uso del graficador científico Origen. La mayoría de las actividades experimentales se fundamentan en modelos matemáticos, por lo que se hace necesario un soporte matemático y estadístico, acorde con los niveles universitarios.

Por último, la invitación es a utilizar el libro y su contenido, citándolo en las diversas investigaciones que se realizan en el campo de la didáctica de la física, en particular la enseñanza del electromagnetismo u otra ciencia que requiera de los temas presentados en el texto; al igual que su adquisición contribuye al desarrollo de temas complementarios y mejora de su contenido, en una próxima edición.

ISBN: 978-958-660-388-1

(Dewey 530 /21).

Encuentre este libro en el repositorio institucional de la UPTC dando clic a este enlace: https://repositorio.uptc.edu.co/handle/001/3256

El libro se encuentra disponible en el catálogo de la Editorial UPTC en el siguiente link: https://editorial.uptc.edu.co/gpd-experimentos-didacticos-introductorios-al-electromagnetismo-9789586603881.html