El documento proporciona instrucciones para una sesión sobre motores eléctricos. Se instruye a los estudiantes a revisar el planeamiento de la sesión, reproducir imágenes de cómo funciona un motor eléctrico, y elaborar modelos de motores eléctricos. Luego, los estudiantes trabajarán en grupos para construir pequeños ventiladores impulsados por motores eléctricos siguiendo ciertos parámetros. Finalmente, probarán y validarán los prototipos construidos.

1. Revisa el planeamiento y secuencia de esta sesión.
Reproduce imágenes de cómo funciona un motor
eléctrico (Anexo 1).
Elabora un modelo (o modelos) de un motor eléctrico
(Anexo 2). Si eres docente en una I. E. que cuenta con
Educación Secundaria, podrás emplear los modelos de
motores eléctricos del módulo de Física.
Antes de la sesión
Indagamos cómo actúa la electricidad y
el magnetismo en el funcionamiento de
los motores eléctricos
Modelo de motor eléctrico elaborado por el docente.
Materiales diversos que traerán los grupos de estudiantes, como pilas,
alambre de cobre esmaltado, imperdibles, imanes, bloques de madera,
cartulina, pegamento fuerte (por ejemplo, de silicona caliente) y alicates.
Fotocopias de anexos o su trascripción en papelotes.
En un motor eléctrico interactúan campos magnéticos provenientes de
fuentes de energía magnética (un imán) o electromagnética (una bobina) que
se transforman finalmente en energía mecánica. De esta manera, el motor
se integra a un sistema tecnológico y se convierte en una fuente de energía
mecánica, necesaria para que el sistema funcione. Evidenciarlo es el reto de
esta sesión. Los estudiantes observarán un motor sencillo e identificarán los
campos magnéticos de un imán y una bobina. Una vez que hayan concluido
su construcción, la integrarán en un pequeño sistema tecnológico para
ponerla en uso bajo ciertos parámetros que se fijarán de antemano.
Materiales o recursos a utilizar
Segunda Parte
Descubrimos el funcionamiento de un motor eléctrico
mientras hacemos funcionar un sistema tecnológico sencillo
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QUINTO Grado - Unidad 6 - Sesión 18

2. 70minutos
DESARROLLO2.
Planteamiento del problema tecnológico
Momentos de la sesión
10minutos
INICIO1.
COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES
Diseña y produce prototipos
tecnológicos para resolver
problemas de su entorno.
Planteamiento del problema
tecnológico.
Formula preguntas relacionadas
con situaciones prácticas sobre
el uso de la energía eléctrica para
conseguir energía motriz.
Planteamiento de soluciones. Reconoce posibles soluciones al
problema planteado.
Área curricular de Ciencia y Ambiente
Competencia(s), capacidad(es) e indicador(es)
a trabajar en la sesión
En grupo clase
Coméntales que en su vida cotidiana se han topado con múltiples
aparatos que funcionan con electricidad y que la gran mayoría
posee un motor que los impulsa. Hoy en día, es especialmente
importante saber cómo es un motor y cómo funciona, dado que
la tecnología utiliza motores de distinta potencia y complejidad
y, además, el diseño de un sistema tecnológico innovador puede
demandar un motor que lo ponga a funcionar.
En grupo clase
Saluda a los estudiantes y recuerda con ellos que en la sesión
anterior estudiaron algunos fundamentos de cómo funciona un
motor eléctrico. Comprueba a través del diálogo si han logrado
captar algunos rudimentos de este aprendizaje. A continuación,
procede a pegar esquemas del funcionamiento de un motor
eléctrico (Anexo 1).
Pregúntales al respecto: ¿qué observan en estas imágenes? (se
espera que los estudiantes reconozcan cómo funciona un motor).
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Quinto Grado - Unidad 6 - Sesión 18

3. Traten de construir un pequeño ventilador que sea movido por un
motor bajo los siguientes parámetros técnicos:
• El ventilador debe funcionar como mínimo por dos minutos.
• El motor debe funcionar con una pila tipo D.
• El motor debe ser capaz de hacer girar la hélice del ventilador.
• Al girar la hélice, el motor debe producir una pequeña corriente
de aire, como lo haría cualquier ventilador.
• El motor y la hélice deben ser construidos por el estudiante.
En grupos pequeños
Indica que para buscar las soluciones al problema planteado, deben
conocer, previamente, algunas características de un motor similar al
que construirán. Para ello, procede a enséñales el modelo de motor
que has elaborado y muéstrales su funcionamiento.
Sobre este asunto, invítalos a resolver el siguiente problema práctico:
Planteamiento de soluciones
Luego de escuchar las preguntas de los niños y las niñas,
invítalos a realizar un conjunto de pruebas. Pide que dos
estudiantes pasen repetidamente uno de los extremos del
imán por un lugar donde haya tierra; observarán que el
imán recoge pequeños fragmentos de un material oscuro.
Indícales que junten una buena porción de este material oscuro para
llevar a cabo las siguientes pruebas:
• Pongan un imán debajo de una hoja de papel (mejor si el papel
es traslúcido). Rieguen el material que recogieron de la tierra
encima del papel y den pequeños golpes al papel. Luego de un
momento, verán que el material se distribuye como en la figura
A, en la que se visualiza el campo magnético del imán.
• Inserten la bobina del motor en la hoja de papel, como
se muestra en la figura B, y conéctenla a la batería. Luego
rieguen sobre el papel el material que recogieron de la tierra,
den pequeños golpes al papel y verán cómo se distribuye el
material, al igual que en la figura B, donde se visualiza el campo
magnético de la bobina.
• Desconecten la batería de la bobina y den nuevos golpes al
papel. Observarán que el material ya no se distribuye como
antes y que solo lo hará cuando la bobina se conecte a la
batería.
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Quinto Grado - Unidad 6 - Sesión 18

4. A continuación solicita a los grupos que coloquen sobre la mesa de
trabajo sus materiales. Conversa con ellos sobre los nombres de las
piezas y para que servirán en el funcionamiento del motor. Cuando
sea necesario, corrige nombrando correctamente el material. Indica
que dibujen y anoten en su cuaderno cada parte. De esta manera,
los estudiantes aprenderán la utilidad de cada pieza durante la
construcción y funcionamiento de su motor.
Diseño y construcción del prototipo
Conversa con los estudiantes sobre lo ocurrido e indícales que, como ya
saben por lo aprendido en la sesión anterior, el motor funciona gracias
a la interacción entre los campos magnéticos del imán y la bobina.
Explica que esta vez han podido visualizar los campos magnéticos, que
muestran cómo se distribuyen las fuerzas magnéticas del imán y la
bobina.
Campo magnético de un imán
Figura A Figura B
Campo magnético de un bobina
Pídeles a tus estudiantes que vuelvan
a usar sus esquemas de construcción
del modelo de motor de la sesión
anterior y plantea las siguientes preguntas: ¿cómo construirán el
motor?; ¿cómo construirán la hélice de cartulina?, ¿qué tamaño
tendrá?; ¿cómo sabrán si funciona el ventilador?
Si alguno de los grupos desea variar su propuesta inicial, permítelo.
Finalmente, solicita que revisen lo escrito por los otros grupos
y pregunta a continuación: ¿coincidieron en materiales y
procedimientos? Los estudiantes darán sus apreciaciones.
Después, con tu acompañamiento y guía permanente, los grupos
iniciarán el armado de su motor eléctrico.
Cuando terminen el armado, entrégales el Anexo 2, a fin de que
prosigan con su proceso tecnológico.
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5. En grupos pequeños
Indica cómo se conectan los polos de la pila para generar el
movimiento del rotor que contiene la bobina y precisa que esta debe
recibir un pequeño impulso.
Procede, junto con los estudiantes, a comprobar el funcionamiento del
motor. Para ello, deben cumplir el siguiente protocolo:
Indícales que deben anotar todo lo que observan en su cuaderno de
experiencias. Formula las siguientes preguntas: ¿qué pasó cuando se
desconectó el motor de la pila?, ¿y qué sucedió cuando se retiró el
imán?; ¿qué pasó cuando se cambió de posición el imán?; ¿hubo algún
cambio en el movimiento cuando se colocó un imán más potente o
una bobina con más vueltas de alambre?
Validación del prototipo
• Que observen qué ocurre cuando se retira el imán del motor
(alejar el imán del conjunto) y qué ocurre cuando se invierte el
imán (rotarlo 180 grados).
• Igualmente, qué ocurre cuando se corta el flujo de electricidad
(desconecta el motor de la fuente) y qué ocurre cuando se
invierte la polaridad de la batería (invierte la batería de manera
que la posición de los polos cambie).
Sugiere a los estudiantes que elaboren un cuadro de doble entrada
en el que anoten lo que sucede durante el funcionamiento de su
prototipo. La siguiente tabla es un ejemplo de ese tipo de cuadro.
Con base en el cuadro, los estudiantes pueden declarar, entre otras,
las siguientes apreciaciones: el movimiento de la bobina se detiene
cuando el paso de corriente de la pila cesa, aun cuando el imán
continúe ahí; cuando se retira el imán, cesa el movimiento de la
bobina, por más que la batería se encuentre conectada, etcétera.
Acción Efecto
Se conecta el motor a la pila.
Se desconecta el motor de la pila.
Se retira el imán del motor.
…
En grupos clase
Los grupos intercambian ideas y plantean preguntas en relación con
la información obtenida de la experiencia. Esto promoverá su interés
y curiosidad para formular preguntas como las siguientes:
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6. Orienta a los estudiantes para que usen la terminología e ideas
aprendidas. Por ejemplo: el imán es importante porque genera el
campo magnético; la bobina es importante porque genera el campo
electromagnético; se requiere la pila porque el flujo de la corriente que
almacena genera el campo electromagnético cuando pasa por la bobina.
Pídeles que muestren sus resultados. Guíalos para que efectúen
su comparaciones, cuantificaciones, lean tablas y gráficos, y
establezcan relaciones de orden y de magnitud. Esto los llevará a
extraer conclusiones iniciales, como las siguientes:
• Transformar la energía calórica en energía mecánica. Esto quiere
decir que el calor causa el movimiento de un objeto.
• Transformar la energía eléctrica en energía mecánica. En otras
palabras, la electricidad permite el movimiento del objeto.
• Transformar la energía luminosa en energía mecánica. Es decir,
que la luz hace posible que el objeto se mueva.
• Transformar la energía magnética en energía mecánica. Esto es,
que un imán dé movimiento a un objeto.
• El grupo 1 podría establecer que sin imán, no se produce el
campo magnético que hace girar la bobina.
• El grupo 2 puede declarar que cuando se invierte la pila, el
motor gira en sentido contrario.
Indícales que la evaluación del producto se rige por el cumplimiento
de los parámetros fijados de antemano. Esa evaluación puede
llevarse a cabo utilizando la siguiente tabla:
Evaluación y comunicación
Parámetro
Cumplimiento
(Sí/No)
¿El ventilador funciona como mínimo dos minutos?
¿El motor funciona con una pila tipo D?
¿El motor es capaz de hacer girar la hélice del ventilador?
¿Cuando la hélice gira, produce una pequeña corriente de
aire como cualquier ventilador?
¿El motor y la hélice han sido construidos por el estudiante?
En grupos pequeños
Ahora, pídeles que terminen el armado del ventilador insertando la
hélice en el eje del motor.
Comprueba con los datos de funciona-
miento si los motores elaborados en
clase funcionan.
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7. • El imán genera un campo magnético y la bobina también.
• El rotor gira debido a las repulsiones entre los dos polos
magnéticos iguales del imán y la bobina.
• La corriente que alimenta la bobina genera el campo
electromagnético.
En grupos pequeños
Pide que un representante del grupo lea y justifique sus
conclusiones. Guía a los estudiantes para que puedan obtener las
siguientes ideas generales:
Oriéntalos para que lleguen a la conclusión de que la corriente eléctrica
es la fuente de energía que se transforma en energía magnética cuando
genera el campo magnético en la bobina o rotor; asimismo, que el
imán da la polaridad opuesta y rechaza el rotor, de modo que produce
el movimiento mecánico rotatorio del motor. Este motor puede hacer
funcionar aparatos como la hélice del ventilador y la licuadora.
Al final del desarrollo de su proyecto tecnológico, pide que
compartan sus reflexiones a partir de las siguientes preguntas:
• ¿Pueden sugerir otros procesos que permitan obtener mejores
resultados?
• ¿Qué podrían efectuar para perfeccionar la construcción?
• ¿Sus resultados se podrían aplicar en el funcionamiento de otros
mecanismos?
• ¿Qué han aprendido a hacer hoy?
• ¿Cómo han aprendido a realizarlo?
• ¿Qué pueden demostrar con lo que han producido?
• ¿Les gustó desarrollar esta actividad?, ¿por qué?
• ¿Hubo dificultades?, ¿cuáles fueron?; ¿las superaron?, ¿cómo lo
consiguieron?
Felicítalos por el trabajo realizado y pídeles que guarden sus
modelos para demostrar su funcionamiento en el Día del Logro.
A continuación, solicita que respondan las preguntas de la reflexión
metacognitiva:
5minutos
CIERRE (valoración del aprendizaje)3.
Tarea a trabajar en casa
Encárgales que completen la ficha experimental sobre el
funcionamiento de su motor eléctrico.
Pídeles que sugieran las mejoras que podrían efectuar al
modelo elaborado en grupo para aumentar su potencia.
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8. Anexo 1
Funcionamiento de un motor eléctrico
¿COMO FUNCIONA UN MOTOR ELÉCTRICO?
Cuando el polo su del electroimán se acerca al polo
sur del imán comienzan a repelerse mutuamente,
A partir de este momento las fuerzas de repulsión
serán más importantes que las fuerzas de atracción.
Ampliación del colector
y las escobillas
el circuito está cerrado,
circula corriente.
FUERZAS DE
REPULSIÓN
FUERZAS DE
ATRACCIÓN
imán permanente
Colector
Escobillas
¿COMO FUNCIONA UN MOTOR ELÉCTRICO?
Cuando el polo norte del imán se acerca al polo sur
del imán comienzan a atraerse mutuamente, A partir
de este momento las fuerzas de atracción serán más
importantes que las fuerzas de repulsión.
Ampliación del colector
y las escobillas
el circuito está cerrado,
circula corriente.
FUERZAS DE
REPULSIÓN FUERZAS DE
ATRACCIÓN
imán permanente
Colector
Escobillas
Anexo 2
Ficha para que el docente construya su modelo
de motor eléctrico casero
Materiales necesarios
• Una pila alcalina de tipo D o una pila de petaca
• Cinta adhesiva.
• Dos imperdibles.
• Un imán (como los usados en las neveras).
• Cable de cobre esmaltado grueso (sin funda de plástico).
• Un tubo de cartón de papel higiénico o de cocina (de diámetro pequeño).
• Papel de lija fino.
• Opcionalmente, pegamento y bloque pequeño de madera para la base.
Los motores eléctricos son máquinas que transforman la ener-
gía eléctrica (obtenida de una fuente de tensión o pila) en
energía mecánica, la cual origina movimiento. El experimento
consiste en la atracción y la repulsión entre dos imanes, uno
natural y otro electromagnético, inducidos por la corriente de
la pila con el fin de originar movimiento.
El campo electromagnético inducido en la bobina se debe a la corriente que circula por la
espiral de cable y que genera un imán artificial; mientras que en el imán dicho magnetismo
le es propio debido a su naturaleza magnética.
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9. Instrucciones
Enrolla el cable de cobre alrededor del tubo de cartón, diez vueltas o más (espiras
paralelas), pero deja al menos 5 cm de cada extremo sin enrollar y perfectamente
recto. Retira el tubo, ya que este solo se utiliza para construir la bobina. También se
En la imagen se observa el aspecto final del motor eléctrico que se
obtendrá de esta experiencia.
Ingresa al siguiente enlace y mira el video del proceso de elaboración del motor casero:
https://www.youtube.com/watch?v=unJFzgfH8zI
puede enrollar el cable con cualquier objeto cilíndrico, por ejemplo, la misma pila del tipo D.
Los extremos deben coincidir, es decir, quedar perfectamente enfrentados, ya que serán los
ejes del motor. Se puede utilizar una gota de pegamento entre cada espira o dar dos vueltas
con el cable de los extremos a la bobina para evitar que se deforme. Recuerda que cuanto más
delgado es el cilindro, mayor número de vueltas debe realizar.
Utiliza la lija para retirar completamente el esmalte del cable de uno de los extremos de la
bobina, pero deja al menos 1 cm sin lijar en la parte más próxima a la bobina. Coloca la bobina
sobre una superficie lisa y lija el otro extremo del cable, por uno de los lados (no hay que dar
la vuelta a la bobina). Deja al menos 1 cm de la parte más próxima a la bobina sin lijar.
Fija el imán en uno de los lados de la pila con el pegamento. Los huecos de los imperdibles
servirán para colgar de ellos la bobina. Utiliza la cinta adhesiva para fijar los imperdibles a
cada uno de los extremos de la pila y sitúa dichos extremos en el mismo lado del imán.
Si la bobina no gira de inmediato, debes impulsarla levemente.
Recuperado de Anónimo (2005).
“Motor eléctrico casero”. Portal web Ciencia Popular.com. Consulta: 18 de julio de 2015.
<http://www.cienciapopular.com/experimentos/motor-electrico-casero>
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