Escuela › Electricidad › 15–16 años
Intensidad, tensión, resistencia y potencia
La corriente como flujo de carga, la ley de Ohm, resistencias en serie y en paralelo, potencia eléctrica y energía en kWh. Con una investigación sobre la resistencia de un hilo.
Lee
La intensidad de corriente es el ritmo al que pasa la carga: I = ΔQ / Δt, medida en amperios (1 A = 1 C/s). Por convenio, la corriente va de + a −, el sentido en que se movería la carga positiva; en los cables metálicos los portadores de carga son electrones, que derivan en sentido contrario. Una corriente constante necesita un aporte continuo de energía, como una pila.[1]
La ley de Ohm: la corriente que atraviesa un conductor es proporcional a la diferencia de potencial entre sus extremos, V = I·R, donde R es la resistencia en ohmios (1 Ω = 1 V/A). Materiales como el cobre y el aluminio son óhmicos: su resistencia no depende de la corriente, al menos a temperatura constante.[2]
Los conductores como los metales tienen electrones libres que dejan que la carga se mueva con facilidad; los aislantes como el vidrio, la goma y el plástico, no. Por eso los cables son de cobre aislado.[5]
Para resistencias en serie, Rs = R₁ + R₂ + …, y por cada una pasa la misma corriente. En paralelo, 1/Rp = 1/R₁ + 1/R₂ + …: el total es menor que la resistencia más pequeña, y cada rama tiene toda la tensión de la fuente. Los aparatos domésticos se conectan en paralelo para que cada uno funcione por separado.[3]
La potencia es el ritmo de transferencia de energía: P = I·V, que con la ley de Ohm da también P = I²R y P = V²/R. La energía consumida es E = P·t. Las facturas de la luz usan el kilovatio hora: 1 kWh = 3,6 × 10⁶ J.[4]
Pruébalo: ¿Cómo influye la longitud de un hilo en su resistencia?
Necesitas
- Unos 1,2 m de hilo de resistencia fino de constantán o nicromo, pegado a lo largo de una regla de un metro
- Una fuente de corriente continua de baja tensión o un portapilas (máx. 3 V) y un interruptor
- Un amperímetro y un voltímetro (o dos polímetros)
- Cables con pinzas de cocodrilo
- Opcional: una resistencia fija para proteger el circuito
Seguridad
Solo baja tensión (máx. 3 V). El hilo de resistencia puede calentarse con longitudes cortas: desconecta entre medidas y no toques el hilo mientras pasa corriente. No conectes nunca el hilo directamente a la fuente sin el amperímetro y el interruptor.
Qué hay que hacer
- Conecta en serie la fuente, el interruptor, el amperímetro y el hilo; conecta el voltímetro entre los extremos del tramo de hilo que se mide (entre las dos pinzas de cocodrilo sobre el hilo).
- Separa las pinzas 20 cm. Conecta, lee rápidamente V e I y desconecta.
- Repite para 40, 60, 80 y 100 cm. Toma cada medida dos veces.
- Calcula R = V / I para cada longitud.
- Representa R (eje y) frente a la longitud L (eje x) y traza la recta de mejor ajuste.
- Describe la relación y explícala.
¿Qué pasa y por qué?
R aumenta en proporción a L: la gráfica es una recta que pasa por el origen (o muy cerca), porque en un hilo más largo los electrones que derivan tienen que atravesar más material. Se lee rápido porque un hilo caliente tiene una resistencia algo mayor. Un pequeño desfase en L = 0 puede deberse a la resistencia de contacto de las pinzas.[2][1]
Juega: Calculadora de circuitos
Calcula cada respuesta y luego elige la casilla correcta. Usa V = I·R, P = I·V y las reglas de serie y paralelo.
Tu mejor puntuación se guarda solo en este dispositivo. No se envía nada.
Cuestionario
Otras edades: 6–7 años · 10–11 años