Hacer una bombilla con pilas

Lección patrocinada por ALCANCE IEEE. IEEE REACH ofrece una ventanilla única de recursos gratuitos que dan vida a la historia de la tecnología y la ingeniería en el aula.

¿Cuándo fue la última vez que vivió sin luz eléctrica? Quizás una tormenta eléctrica, un huracán o una ventisca causaron un corte de energía en su vecindario. Muchos de nosotros nos sentimos tan incómodos sin electricidad que tenemos a mano generadores de gasolina para minimizar los efectos de una pérdida de energía tan inesperada. Sin embargo, hace apenas 150 años, la mayor parte del mundo vivía su vida normal sin electricidad y sin la luz confiable que esta suministra. Cien años antes de eso, y la vida "normal" era casi lo que había sido durante quizás 5000 años: solo fuego (antorcha, vela, etc.) para iluminar la noche. Ahora tenemos iluminación eléctrica en casi todos los lugares a los que vamos, y con esta actividad podrás crear la tuya propia.

  • Más información sobre ingeniería eléctrica
  • Hacer una bombilla
  • Aprende sobre la historia de la bombilla y su inventor.

Rangos de Edad: 11-18
Horario: 1 hora o menos
Unidad de consulta / plan de lección, PDF de la actividad

Aviso de seguridad: Esta actividad práctica está diseñada para uso exclusivo en el aula, con la supervisión de un maestro, ya que esta actividad práctica, cuando se replica como se describe, genera un circuito eléctrico y creará una explosión de llamas debajo del vidrio.. (Tenga en cuenta que IEEE no será responsable de ninguna lesión o daño relacionado con el uso de estos planes de lecciones o cualquier actividad descrita en este documento).

Materiales de Construcción (para cada equipo)

  • Lentes de seguridad
  • Guantes de seguridad
  • Jarra de vidrio
  • Tubo de cartón para toallas de papel o tubo de papel higiénico
  • O 2 cables largos con pinzas de cocodrilo o 4 cables cortos unidos para formar dos cables largos. (Disponible en Amazon, Home Depot, Loews, Walmart y tiendas de suministros para automóviles, etc.)
  • 8 baterías D (las grandes) (cada batería D es de 1.5 V, conectarlas todas proporcionará 12 V)
  • Mina de lápiz (use 0.5 mm) (se rompen fácilmente, por lo que es posible que desee tener más de una a mano)
  • Cinta eléctrica
  • Tijeras

Sistema completo de Edison
Un aspecto clave del éxito de Edison proviene de su visión de crear un laboratorio de investigación. Es el primer inventor en desarrollar un laboratorio de este tipo para el trabajo inventivo. La financiación de Edison Electric Light Company le permite a Edison expandir su taller, desde la adición de un taller de máquinas más grande y la expansión de sus laboratorios eléctricos y químicos hasta un mayor personal y el desarrollo de una estación eléctrica, Edison crea un sistema completo de luz incandescente que fascina al mundo.

 

Lewis howard latimer
Rara vez se cuenta la historia de Lewis Howard Latimer, sin embargo, su nombre debería ser sinónimo de la historia de la luz eléctrica. Hijo autodidacta de esclavos fugitivos, la carrera de Latimer abarca desde un servicio ejemplar para la Unión en la Guerra Civil hasta la redacción de una patente para el teléfono de Alexander Graham Bell y su trabajo para el famoso inventor Hiram Maxim. Además, viaja por el mundo instalando algunas de las primeras instalaciones de luz eléctrica y termina trabajando para la empresa de Thomas Alva Edison, donde se convierte en el único “Edison Pioneer” afroamericano.

https://reach.ieee.org/multimedia/lewis-howard-latimer/

Patente de Thomas A. Edison para “Accesorio y accesorio para lámparas eléctricas”. Patentado el 18 de octubre de 1881.

https://reach.ieee.org/primary-sources/thomas-alva-edison-patent/

Fotografía de una lámpara eléctrica que se ilumina al pasar una corriente a través del cuerpo de Mark Twain.

https://reach.ieee.org/primary-sources/mark-twain-in-nikola-teslas-lab/ 

Literatura promocional para Westinghouse Electric Co.

https://reach.ieee.org/primary-sources/light-through-the-ages/ 

“Lewis Howard Latimer (1848-1928) ... asistió solo a la escuela primaria y el resto de su educación fue autodidacta ... Tenía un apetito fabuloso por la lectura, el dibujo y el aprendizaje en general. En 1880, Herman Maxim, ingeniero jefe y electricista de la United States Lighting Company, que estaba muy impresionado con el talento de Latimer como dibujante, lo contrató. Latimer aprovechó esta oportunidad para aprender sobre la industria eléctrica.

https://reach.ieee.org/primary-sources/inventor-lewis-latimer-biography-and-patent/ 

Artefactos que dan una idea de lo que se utilizó para la iluminación en la Era Antigua.

https://reach.ieee.org/primary-sources/illumination-during-the-ancient-era/

Reto de Diseño

Usando los materiales enumerados, los equipos de estudiantes construirán una bombilla improvisada. Mire el video de demostración a continuación para ver un ejemplo.

https://reach.ieee.org/multimedia/how-to-make-a-light-bulb-with-cardboard-and-pencil-lead/

  1. Pegue las baterías juntas, en una línea, con cinta aislante. Comience con cinco baterías y agréguelas lentamente hasta que se encienda. Asegúrese de que todos los extremos positivos de la batería estén tocando los extremos negativos de la batería antes de pegarlos, y que permanezcan en contacto cuando todos estén pegados.Aviso de seguridad: Esta actividad práctica está diseñada para uso exclusivo en el aula, con la supervisión de un maestro, ya que esta actividad práctica, cuando se replica como se describe, genera un circuito eléctrico y creará una explosión de llamas debajo del vidrio.
  2. Corte el tubo de cartón de modo que sea lo suficientemente corto como para caber en el frasco de vidrio cuando se coloque el frasco de vidrio sobre él; al mismo tiempo, asegúrese de que el tubo de cartón sea lo suficientemente alto como para llegar hasta la mitad de la parte superior del frasco.
  3. Pega un extremo del primer cable de cocodrilo a la parte superior del cartón cortado, de modo que la pinza de cocodrilo esté colocada sobre el tubo de cartón y de modo que la parte inferior de la pinza de cocodrilo esté bien pegada al tubo de cartón. Asegúrese de poder apretar el cocodrilo para que se abra.
  4. Pega con cinta el segundo cable de cocodrilo al tubo de cartón de la misma manera que se indicó anteriormente, de modo que la pinza de cocodrilo en sí esté casi opuesta a la pinza de cocodrilo que ya está pegada al tubo. Nota: La mina del lápiz se colocará y se sujetará entre las dos pinzas cocodrilo que están pegadas al cartón en la parte superior, así que asegúrese de que el ancho entre las pinzas sea lo suficientemente cerca para permitir que se haga esto.
  5. Levante el tubo de cartón de modo que las pinzas de cocodrilo pegadas queden hacia arriba.
  6. Tome una mina de lápiz y fíjela a cada una de las pinzas de cocodrilo que están pegadas a la parte superior del tubo de cartón. Asegúrese de que la mina del lápiz esté segura y no se rompa. Si se rompe, retire la mina de lápiz rota de la pinza de cocodrilo y vuelva a intentarlo con una nueva mina.
  7. Levante el tubo de cartón, con la mina del lápiz en las pinzas de cocodrilo en la parte superior y los cables extendiéndose a cada lado. Coloque el frasco de vidrio sobre el tubo de cartón, de modo que el fondo del frasco de vidrio quede arriba y cubra el tubo de cartón con la mina de lápiz que está entre y sujeta a las pinzas de cocodrilo.
  8. Apaga las luces.
  9. Póngase guantes de seguridad ya que las pinzas de cocodrilo pueden calentarse mucho durante este paso. Tome las pinzas de cocodrilo en el otro extremo de los cables y, al mismo tiempo, conecte una pinza de cocodrilo al extremo positivo abierto de la batería en las baterías conectadas, y conecte la pinza de cocodrilo del otro cable y conéctela al extremo negativo abierto de la batería de las baterías conectadas. Nuevamente, conecte estos al mismo tiempo. ¡Se iluminará!

Reflexión del estudiante

  1. ¿Cómo era la vida antes de la iluminación eléctrica?
  2. ¿Qué inventos e innovaciones contribuyeron al desarrollo de la luz incandescente?
  3. ¿Cuáles fueron los desafíos asociados con la entrega masiva de iluminación eléctrica?
  4. ¿Cómo se ha utilizado la iluminación eléctrica para cambiar el mundo en el que vivimos?

Modificación de Tiempo

La lección se puede realizar en tan solo 1 período de clase para estudiantes mayores. Sin embargo, para ayudar a los estudiantes a no sentirse apresurados y asegurar el éxito de los estudiantes (especialmente para los estudiantes más jóvenes), divida la lección en dos períodos para que los estudiantes tengan más tiempo para intercambiar ideas, probar ideas y finalizar su diseño. Realice las pruebas y el informe en el próximo período de clases.

Aunque la electricidad generó entusiasmo, y aunque las empresas eléctricas trabajaron arduamente para ganar un mercado interno para la energía, su uso se extendió lentamente, lo que sugiere una resistencia del consumidor ligada al costo, la disponibilidad y las alternativas. La electricidad entró por primera vez en los hogares como baterías para alarmas contra incendios y robos; y los clientes potenciales aprendieron que las luces eléctricas no asfixiarían a las personas ni incendiarían la casa con una llama expuesta.

A principios del siglo XX, la electricidad desempeñó un papel cada vez más complejo y creciente en la vida cotidiana de la sociedad occidental, ya que los consumidores se volvieron gradualmente más dependientes de ella como fuente de energía para la luz, el calor y la energía. En vísperas de la Segunda Guerra Mundial, casi el 80 por ciento de las viviendas residenciales en los Estados Unidos tenían electricidad como su forma principal de iluminación. Sin embargo, más del 20 por ciento continuó dependiendo de la iluminación de queroseno o gasolina y casi el uno por ciento todavía usaba iluminación de gas. La brecha entre quienes usan iluminación eléctrica en las zonas urbanas y rurales de Estados Unidos era mucho más amplia. Según el censo estadounidense de 1940, casi todos los residentes de comunidades urbanas y distritos metropolitanos tenían iluminación eléctrica en sus hogares y las viviendas rurales no agrícolas rondaban el promedio nacional. Sin embargo, casi dos tercios de las viviendas agrícolas rurales continuaron dependiendo de la iluminación de queroseno o gasolina. De hecho, la adopción de nueva tecnología rara vez es un proceso lineal y completo, pero cada vez más personas estaban acostumbradas a ver y usar la electricidad a mediados de siglo. Sin embargo, en la primera década del siglo XX, dependiendo del lugar, la construcción, la disponibilidad y las finanzas personales, se puede encontrar una amplia variedad de fuentes de iluminación en uso, que incluyen: velas; queroseno; gasolina; carbón o gas de agua; carbón incandescente o gas de agua con mantos; luz de arco eléctrico; luz eléctrica incandescente; e iluminación de gas acetileno.

Hoy en día, el mundo desarrollado, y hasta cierto punto el mundo en desarrollo, depende de la electricidad para muchas comodidades diarias, como calentar hogares; elaboración de bebidas por la mañana; refrigerar productos alimenticios; alimentar computadoras; iluminar residencias, oficinas, espacios recreativos y calles; y operar los semáforos que la gente a veces ignora. Esta dependencia se reconoce cuando el servicio eléctrico se interrumpe cuando los rascacielos se vuelven disfuncionales, las ciudades se paralizan y los centros urbanos a veces entran en erupción, lo que resulta en incidentes de disturbios civiles y saqueos que se transmiten en las noticias de la noche. Cuando se corta la energía, las personas también se preocupan por descongelar los refrigeradores y mantener el servicio de luz, calefacción, aire acondicionado y agua en sus hogares y negocios.

Esta unidad explora las conexiones entre la invención, comercialización y adopción de la iluminación eléctrica, así como formas alternativas de iluminación artificial a finales del siglo XIX y principios del XX.

Se anima a los maestros a utilizar las siguientes notas mientras se preparan para esta unidad y consultar los recursos adicionales que se enumeran al final de este documento para obtener más información.

La luz y la energía eléctricas han cambiado para siempre el mundo en el que vivimos. A los veintinueve años, Thomas Alva Edison construye su laboratorio de Menlo Park donde comienza a centrarse en la lámpara incandescente y el sistema eléctrico que le suministra energía. Desde la iluminación de gas y la iluminación de arco hasta la iluminación incandescente, la historia explica brevemente el importante papel de Edison en la solución del problema de la luz incandescente. Se hizo conocido como el "Mago de Menlo Park" por su trabajo en el fonógrafo y poco después juega un papel importante en el desarrollo de la luz eléctrica.

https://reach.ieee.org/multimedia/edison-wizard-of-menlo-park/

Una ilustración de la prueba de la primera lámpara incandescente en el laboratorio de Edison.

https://reach.ieee.org/primary-sources/testing-incandescent-lamp-menlo-park/

Traducción del plan de lección

Certificado de finalización de estudiante descargable