Circuitos eléctricos básicos
Cuando apretás la llave de luz de tu pieza, la lamparita se enciende al instante. Y si se quema la lamparita del living, la de la cocina sigue prendida. ¿Qué tiene que pasar dentro de los cables para que la lamparita se encienda? ¿Y cómo están conectadas las luces de una casa para que se puedan apagar por separado?
Elementos de un circuito
Una corriente eléctrica es un movimiento ordenado de cargas. En un metal, se mueven los electrones de los cables. En un electrolito (por ejemplo, agua con sal disuelta) se mueven partículas con carga que están disueltas en el líquido. Para que las cargas circulen hace falta un camino completo y algo que las empuje. A ese conjunto lo llamamos circuito eléctrico.
Para dibujar circuitos no hace falta hacer dibujos realistas: se usan símbolos iguales para todo el mundo. Los cables se dibujan como líneas ideales, es decir, que no ofrecen ninguna dificultad al paso de la corriente.
Atención: un solo símbolo de «receptor» representa cualquier cosa que aproveche la energía eléctrica: una lamparita, un motor o un parlante. En un esquema, lo que importa es que está en el camino.
Uní cada elemento de un circuito con su función. Elementos: generador, hilo conductor, receptor e interruptor. Funciones: impulsa las cargas, lleva la corriente de un…
Uní cada elemento de un circuito con su función. Elementos: generador, hilo conductor, receptor e interruptor. Funciones: impulsa las cargas, lleva la corriente de un punto a otro, aprovecha la energía eléctrica y abre o cierra el camino de la corriente.
¿Qué es un receptor eléctrico? Poné tres ejemplos de receptores que haya en tu casa e indicá en qué se transforma la energía eléctrica en cada uno (por ejemplo, la…
¿Qué es un receptor eléctrico? Poné tres ejemplos de receptores que haya en tu casa e indicá en qué se transforma la energía eléctrica en cada uno (por ejemplo, la lamparita la transforma en luz).
Indicá si cada elemento de esta lista es un generador o un receptor: la pila de un control remoto, el motor de un ventilador, la batería de un monopatín, el zumbador de…
Indicá si cada elemento de esta lista es un generador o un receptor: la pila de un control remoto, el motor de un ventilador, la batería de un monopatín, el zumbador de un timbre y una lamparita.
Dibujar y armar un circuito
Antes de armar un circuito conviene dibujarlo. Un buen esquema usa los símbolos, líneas rectas para los cables y cierra el camino: sale de un polo de la pila, pasa por los receptores y la llave, y vuelve al otro polo.
Dibujar es una cosa y montar es otra: el esquema muestra cómo se conectan los elementos, no dónde los ponés sobre la mesa. Dos montajes distintos a la vista pueden tener el mismo esquema.
Cuando todos los elementos están en un único camino, el orden en que los ponés no cambia nada: la corriente pasa por todos igual.
En los esquemas, los elementos del circuito se dibujan con símbolos normalizados, iguales en todo el mundo: la pila son dos trazos paralelos, uno largo y fino y otro…
En los esquemas, los elementos del circuito se dibujan con símbolos normalizados, iguales en todo el mundo: la pila son dos trazos paralelos, uno largo y fino y otro corto y grueso; la bombilla, un círculo con una cruz dentro; el interruptor, un trazo levantado. Estos son los tres símbolos:
Dibujá en tu cuaderno el esquema de un circuito con una pila, un interruptor y una bombilla.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Querés armar un circuito para encender una lamparita con una pila. Hacé la lista de todos los materiales que necesitás y explicá para qué sirve cada uno.
Querés armar un circuito para encender una lamparita con una pila. Hacé la lista de todos los materiales que necesitás y explicá para qué sirve cada uno.
En un circuito de un solo camino hay una pila, un interruptor y una lamparita. Si cambiamos el orden y colocamos primero la lamparita y luego el interruptor, ¿seguirá…
En un circuito de un solo camino hay una pila, un interruptor y una lamparita. Si cambiamos el orden y colocamos primero la lamparita y luego el interruptor, ¿seguirá funcionando igual? Explicá por qué el orden de los elementos no importa cuando hay un único camino.
Dibujá en tu cuaderno, con símbolos normalizados, un circuito con una pila, un interruptor, una lamparita y un timbre, todos en el mismo camino. Si el interruptor se…
Dibujá en tu cuaderno, con símbolos normalizados, un circuito con una pila, un interruptor, una lamparita y un timbre, todos en el mismo camino. Si el interruptor se deja abierto, ¿qué elementos funcionan? Explicalo.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Circuito abierto y circuito cerrado
Explicá con tus palabras la diferencia entre un circuito abierto y un circuito cerrado. Observá los dos montajes de la figura: ¿En cuál de los dos se enciende la…
Explicá con tus palabras la diferencia entre un circuito abierto y un circuito cerrado. Observá los dos montajes de la figura:
¿En cuál de los dos se enciende la lamparita? ¿Por qué?
¿Qué hace un interruptor dentro de un circuito? Relacionalo con los circuitos abierto y cerrado: ¿en qué estado deja el circuito cada posición del interruptor?
¿Qué hace un interruptor dentro de un circuito? Relacionalo con los circuitos abierto y cerrado: ¿en qué estado deja el circuito cada posición del interruptor?
Lucía monta su circuito con una pila, cables y una lamparita, pero no se enciende. Indicá tres causas posibles del fallo y explicá cómo comprobaría cada una para…
Lucía monta su circuito con una pila, cables y una lamparita, pero no se enciende. Indicá tres causas posibles del fallo y explicá cómo comprobaría cada una para encontrar el problema.
Diferencia de potencial, resistencia y ley de Ohm
¿Por qué una lamparita brilla más con dos pilas que con una? Para responder necesitamos tres ideas.
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Diferencia de potencial (o «voltaje»), $V$: es lo que la pila les da a las cargas para que circulen. Se mide en volt ($\text{V}$). Una pila común tiene $1{,}5\ \text{V}$.
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Intensidad de corriente, $i$: indica cuánta carga pasa por segundo. Se mide en ampere ($\text{A}$).
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Resistencia, $R$: es la dificultad que un elemento le pone al paso de la corriente. Se mide en ohm ($\Omega$).
Georg Ohm encontró que, para un mismo receptor, cuanto mayor es la diferencia de potencial, mayor es la corriente. En palabras: si la resistencia es la misma, la intensidad es directamente proporcional a la diferencia de potencial.
Dos pilas de $1{,}5\ \text{V}$ colocadas una detrás de la otra (en serie) dan $3\ \text{V}$: las diferencias de potencial se suman. Con más $V$ pasa más corriente y la lamparita brilla más.
Con una pila de $1,5\ \text{V}$, la lamparita del montaje brilla poco. La figura muestra el montaje con dos pilas colocadas una detrás de la otra: a) ¿Qué voltaje darán…
Con una pila de $1,5\ \text{V}$, la lamparita del montaje brilla poco. La figura muestra el montaje con dos pilas colocadas una detrás de la otra:
- a) ¿Qué voltaje darán dos pilas de $1,5\ \text{V}$ colocadas una detrás de la otra?
- b) ¿Qué le pasará al brillo de la lamparita al cambiar a las dos pilas?
Circuitos en serie
En muchas guirnaldas de luces de Navidad, en cuanto una lamparita se afloja o se quema, se apagan todas. ¿Cómo están conectadas para que el fallo de una frene a todas?
Hay otro efecto: cada lamparita que sumás en serie le agrega resistencia al camino, es decir, hace más difícil el paso de las cargas, que tienen que atravesar una lamparita tras otra. Con la misma pila, la corriente baja y todas brillan menos.
Dos lamparitas están conectadas una detrás de otra, en serie, a la misma pila, como en la figura. a) Si una de las lamparitas se quema, ¿qué le pasa a la otra? b)…
Dos lamparitas están conectadas una detrás de otra, en serie, a la misma pila, como en la figura.
- a) Si una de las lamparitas se quema, ¿qué le pasa a la otra?
- b) Explicalo pensando en el camino que sigue la corriente.
Un pasillo tiene dos lamparitas conectadas en serie. ¿Dónde hay que colocar el interruptor para apagar las dos a la vez: junto a la primera, junto a la segunda o da…
Un pasillo tiene dos lamparitas conectadas en serie. ¿Dónde hay que colocar el interruptor para apagar las dos a la vez: junto a la primera, junto a la segunda o da igual el punto del camino? Justificá tu respuesta.
Una guirnalda de luces de Navidad tiene veinte lamparitas conectadas en serie. a) ¿Por qué se apagan todas cuando se quema una sola? b) ¿Cómo deberían estar conectadas…
Una guirnalda de luces de Navidad tiene veinte lamparitas conectadas en serie.
- a) ¿Por qué se apagan todas cuando se quema una sola?
- b) ¿Cómo deberían estar conectadas para que no pasara?
- c) Proponé un método práctico para localizar la lamparita quemada entre las veinte.
Hugo arma su circuito así: sale un cable de un polo de la pila hasta la lamparita, y de la lamparita otro cable que vuelve al mismo polo de la pila, como en la figura.…
Hugo arma su circuito así: sale un cable de un polo de la pila hasta la lamparita, y de la lamparita otro cable que vuelve al mismo polo de la pila, como en la figura.
- a) ¿Se va a encender la lamparita?
- b) ¿Qué error cometió?
- c) Explicá cómo tiene que quedar el circuito para que la corriente dé la vuelta completa.
Circuitos en paralelo
En tu casa podés encender la tele y apagar la luz de la cocina sin que una cosa afecte a la otra. ¿Cómo van los cables para que cada receptor funcione por su cuenta?
En paralelo, cada lamparita recibe la misma diferencia de potencial que la pila, así que brilla como si estuviera sola. Por eso, si sumás lamparitas en paralelo, el brillo de cada una no baja (la pila tiene que entregar más corriente en total). En cambio, en serie cada lamparita que agregás hace que todas brillen menos.
Para elegir cómo conectar las luces de una casa, el paralelo es mucho más conveniente: se encienden y apagan por separado y una que se quema no afecta a las demás. En una casa, los aparatos se conectan en paralelo al tomacorriente, que podés pensar como una pila de $220\ \text{V}$.
Ahora las dos bombitas están conectadas en paralelo: cada una tiene su propio camino para la corriente desde la pila, como en la figura. a) Si una se quema, ¿sigue…
Ahora las dos bombitas están conectadas en paralelo: cada una tiene su propio camino para la corriente desde la pila, como en la figura.
- a) Si una se quema, ¿sigue prendida la otra?
- b) ¿Cómo creés que están conectadas las lámparas de tu casa, en serie o en paralelo? Razoná la respuesta.
Dos lamparitas están conectadas en paralelo y queremos apagarlas las dos a la vez con un solo interruptor. ¿Dónde lo colocarías: en una de las ramas o en el camino…
Dos lamparitas están conectadas en paralelo y queremos apagarlas las dos a la vez con un solo interruptor. ¿Dónde lo colocarías: en una de las ramas o en el camino común, antes de que el circuito se divida? Dibujá el esquema en tu cuaderno y justificá la respuesta.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Con la misma pila armamos dos circuitos: uno con dos lamparitas en serie y otro con dos lamparitas en paralelo. a) ¿En cuál de los dos brillan más las lamparitas? Razoná…
Con la misma pila armamos dos circuitos: uno con dos lamparitas en serie y otro con dos lamparitas en paralelo.
- a) ¿En cuál de los dos brillan más las lamparitas? Razoná la respuesta pensando en lo difícil que es el camino para la corriente.
- b) ¿Qué pasa en cada circuito si se quema una lamparita?
- c) ¿Cuál de los dos montajes elegirías para las luces de una casa? ¿Por qué?
Querés armar en tu cuarto dos lamparitas que se enciendan y se apaguen por separado usando una sola pila. a) ¿Cómo las conectarías, en serie o en paralelo? ¿Por qué? b)…
Querés armar en tu cuarto dos lamparitas que se enciendan y se apaguen por separado usando una sola pila.
- a) ¿Cómo las conectarías, en serie o en paralelo? ¿Por qué?
- b) ¿Cuántos interruptores necesitás y en qué punto del circuito?
- c) Dibujá el esquema en tu cuaderno.
Podés hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.
Agregamos lamparitas en serie a la misma pila: primero una, luego dos y luego tres. a) ¿Qué le pasa al brillo de cada lamparita al agregar más? b) Explicá la causa…
Agregamos lamparitas en serie a la misma pila: primero una, luego dos y luego tres.
- a) ¿Qué le pasa al brillo de cada lamparita al agregar más?
- b) Explicá la causa pensando en la dificultad que encuentra la corriente para pasar.
- c) Predecí qué pasaría con el brillo si las agregáramos en paralelo en lugar de en serie.
Llaves y pulsadores en la vida cotidiana
Una llave no solo sirve para encender la luz. Hay elementos de control que abren o cierran el circuito de otras maneras.
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El pulsador del timbre cierra el circuito solo mientras lo mantenés apretado. Al soltarlo, un resorte lo vuelve a abrir y el timbre deja de sonar.
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El interruptor de la puerta de la heladera está apretado por la puerta cuando está cerrada (circuito abierto, luz apagada). Al abrir la puerta, se suelta y cierra el circuito de la luz.
El pulsador y el timbre están en serie: en el mismo camino. Por eso, si el pulsador está abierto, el timbre no suena, y al pulsarlo el circuito se cierra.
El timbre de casa solo suena mientras se mantiene pulsado el botón de la entrada. a) ¿Qué tipo de elemento de control es ese botón y qué hace con el circuito al pulsarlo…
El timbre de casa solo suena mientras se mantiene pulsado el botón de la entrada.
- a) ¿Qué tipo de elemento de control es ese botón y qué hace con el circuito al pulsarlo y al soltarlo?
- b) Describí el circuito completo del timbre cuando un visitante pulsa y cuando suelta.
- c) ¿Están el botón y el timbre en serie o en paralelo? Razoná la respuesta.
La luz del interior de la heladera se enciende al abrir la puerta y se apaga al cerrarla. a) ¿Qué elemento del circuito acciona la puerta sin que nos demos cuenta? b)…
La luz del interior de la heladera se enciende al abrir la puerta y se apaga al cerrarla.
- a) ¿Qué elemento del circuito acciona la puerta sin que nos demos cuenta?
- b) Explicá qué les pasa a los circuitos de la luz al abrir y al cerrar.
- c) ¿Por qué es importante, pensando en el consumo de la casa, que la luz se apague sola?
Cortocircuitos y seguridad
Si unís por error los dos bornes de una pila pequeña con un papel de aluminio, enseguida lo sentís caliente. ¿Por qué se calienta tanto un circuito cuando unimos los polos con un cable sin ningún receptor en medio?
El cuerpo también conduce. El cuerpo humano es un conductor: si te tocás con un cable pelado de la red de $220\ \text{V}$ y estás en contacto con el piso, la corriente puede pasar por vos y es muy peligrosa. Por eso:
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No toqués cables pelados ni enchufes rotos.
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No usés aparatos eléctricos con las manos mojadas ni en la pileta.
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No metás objetos metálicos en un tomacorriente.
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Desenchufá un aparato antes de arreglarlo.
Si unimos los dos polos de una pila directamente con un cable, sin ningún receptor, como se muestra en la figura, se produce un cortocircuito: la pila y el cable se…
Si unimos los dos polos de una pila directamente con un cable, sin ningún receptor, como se muestra en la figura, se produce un cortocircuito: la pila y el cable se calientan mucho y la pila se arruina.
- a) Explicá qué le pasa a la corriente cuando no encuentra nada que aproveche la energía.
- b) ¿Por qué puede ser peligroso un cortocircuito en la instalación de una casa?
Volvé al principio: al apretar la llave de tu pieza cerrás un camino completo y las cargas circulan. En las luces de una casa, cada lamparita tiene su propia rama en paralelo: por eso se apagan por separado y, si una se quema, las otras siguen prendidas. En serie, como en la guirnalda, hay un único camino y si falla un elemento se apagan todos.