Identificar y comparar las características de
los materiales conductores y no conductores de
electricidad a través de su empleo en un
circuito eléctrico.
Determinar la relación entre voltaje,
intensidad de corriente y resistencia
Reconocer las características de los
circuitos en serie y en paralelo.
Recurso educativo desarrollado para el plan de estudios de la ENP de la UNAM. Versión 1.0.0
Allier, A., Martínez, J., Meléndez, J. y Padilla, J. (2006). Física III. México: Universidad Nacional Autónoma de México, Escuela Nacional Preparatoria.
Giancoli, D., Sears, F.W., Zemansky, M.W., Young, H.D. y Freedman, R.A. (2010). Física II. México: Pearson Educación.
Hewitt, P. (2007). Física conceptual. (10a ed.). México: Pearson Educación.
¿Cuál es la relación entre el voltaje y
la intensidad de corriente?
A medida que el voltaje en un circuito en serie
aumenta, la intensidad de corriente
. Si el voltaje disminuye entonces la
intensidad de corriente
también.
¿Cuál es la relación de intensidad de
corriente y voltaje con la potencia eléctrica?
El voltaje y la intensidad de corriente están
relacionados de manera
,
proporcional con la potencia. En este caso
podemos relacionar la potencia eléctrica con la
intensidad del brillo del foco del circuito, por
lo tanto la energía eléctrica se convierte en
.
El foco de 100 W se logró iluminar de manera
óptima en el circuito con un voltaje de
volts.
La corriente pasa con más facilidad por los
focos cuya resistencia es
,
por lo tanto la corriente en cada rama es
.
La corriente total en el circuito es igual a la
de las corrientes en sus ramas paralelas.
Hay materiales que son mejores
conductores que otros.
Los metales (oro, plata, cobre, fierro,
aluminio, mercurio y bronce) tienen mayor
capacidad para mover sus electrones libres,
por lo que son buenos conductores; es decir,
tienen mayor conductividad. Recuerda que la
corriente eléctrica es un flujo de electrones
debido a una diferencia de potencial (V). El
grafito es un no metal semiconductor de
electricidad; su conductividad se debe a que
tiene electrones que no están ligados a los
átomos, pero en menor cantidad si se compara
con los metales.
¡Bien! El foco presenta una resistencia al
paso de la corriente. Entre más potencia tenga,
presenta menos resistencia al paso de la corriente y
su brillo aumenta gradualmente. La gráfica muestra
la relación inversa que existe entre la resistencia
y la corriente. A medida que aumenta la
resistencia, disminuye la corriente y viceversa.
¡Bien! En este caso, como el circuito tiene una
resistencia constante, un incremento en el
voltaje produce un incremento en la intensidad
de corriente. La gráfica muestra la correlación
positiva que hay entre intensidad y voltaje;
cuando una aumenta o disminuye, la otra también
lo hace.
La potencia indica la rapidez con la que se
puede realizar un trabajo. En este caso
podemos relacionar la potencia eléctrica
con la intensidad del brillo del foco del
circuito. El voltaje y la intensidad de la
corriente que fluye por un circuito
eléctrico, son directamente proporcionales
a la potencia, es decir, si uno de ellos
aumenta o disminuye su valor, la potencia
también aumenta o disminuye de forma
proporcional.
Cuando la energía eléctrica es transportada
por la corriente y llega al foco, se
convierte en otra forma de energía como
calor o luz, entonces se dice que el
circuito o elemento disipa energía.
¿Qué ocurrió con el foco?
El foco sometido a 95 Volts no llega a su
potencia total y por eso el su brillo es
más tenue. Al ir aumentando el voltaje la
intensidad del foco va aumentando. El foco
está diseñado para ser utilizado en un
circuito con un voltaje de 120 V y ahí su
intensidad es mayor. Al aumentar el voltaje
a 130 V obtiene una potencia mucho mayor y
se funde.
¡Bien! La adición de más resistencias
en paralelo equivale a proporcionar más vías
por las que puede fluir la corriente.
Los focos añadidos ofrecen resistencia al flujo
de la corriente, pero disminuyen la resistencia total,
debido a que proporcionan rutas adicionales disponibles
para que la intensidad de corriente fluya.
Las ramas adicionales significan que el circuito
puede soportar una mayor intensidad de corriente.
En un circuito en paralelo, la corriente se divide
en ramas separadas de tal manera que en una puede
haber más corriente que en otra, dependiendo
de la resistencia que encuentre. Si la resistencia
es menor, la corriente es mayor y viceversa.
Cómo pudiste observar al colocar un
interruptor en una rama paralela del circuito,
una interrupción en cualquiera de las
trayectorias o ramificaciones no interrumpe el
flujo de la corriente hacia las otras
trayectorias. Cada elemento funciona en forma
independiente a las demás.
¿Seguro? Haz de nuevo el experimento y revisa
el amperímetro.