Intensidad, tensión, resistencia y potencia

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Objetivos

Usar I = ΔQ/Δt y distinguir entre corriente convencional y flujo de electrones.
Aplicar V = I·R y las reglas de resistencias en serie y en paralelo.
Calcular la potencia (P = IV, I²R, V²/R) y la energía en J y kWh.
Investigar la resistencia de un hilo y evaluar el método.

Desarrollo de la clase

Tiempo	Actividad
5 min	Inicio: ¿por qué un cargador de móvil indica 5 V, 2 A? ¿Cuál es su potencia?
10 min	Leer el texto; un ejemplo de la ley de Ohm y otro en paralelo.
25 min	Práctica de la resistencia de un hilo por parejas.
5 min	Representar R frente a L; comentar el calentamiento y la resistencia de contacto.
5 min	Cuestionario, o Calculadora de circuitos como deberes.

Material para el experimento

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.

Ideas erróneas frecuentes

El alumnado puede pensar…	En realidad…
La corriente se gasta al recorrer el circuito.	La corriente es la misma en todo un lazo en serie; lo que se transfiere a los componentes es energía.
Añadir resistencias en paralelo aumenta la resistencia total.	La disminuye: hay más caminos para la corriente.
El kWh es una unidad de potencia.	Es una unidad de energía: 3,6 × 10⁶ J.

Respuestas de la ficha

V = I·R. I = 9 / 47 ≈ 0,19 A.
Serie: 50 Ω. Paralelo: 1/Rp = 1/20 + 1/30 = 5/60, así que Rp = 12 Ω.
E = 0,06 kW × 150 h = 9 kWh; 9 × 0,30 € = 2,70 €.
Una recta que pasa (aproximadamente) por el origen: R ∝ L. Errores: calentamiento del hilo (desconectar entre medidas), resistencia de contacto de las pinzas, leer la longitud hasta el borde de la pinza.

Respuestas del cuestionario

Una carga de 30 C pasa por un punto en 10 s. La intensidad es… 3 A. I = ΔQ/Δt = 30/10 = 3 A.[1]
Una pila de 6 V hace pasar 0,5 A por una resistencia. Su resistencia es… 12 Ω. R = V/I = 6/0,5 = 12 Ω.[2]
Dos resistencias de 10 Ω en paralelo tienen una resistencia total de… 5 Ω. 1/Rp = 1/10 + 1/10 = 1/5.[3]
Un hervidor toma 10 A de la red de 230 V. Su potencia es… 2300 W. P = I·V = 10 × 230 = 2300 W.[4]
Un calefactor de 2 kW funciona durante 3 horas. La energía consumida es… 6 kWh. E = P·t = 2 kW × 3 h = 6 kWh.[4]
En un cable metálico, los electrones se mueven… en sentido contrario a la corriente convencional. La corriente convencional tiene el sentido en que se movería la carga positiva.[1]

Para ir más allá

Repite con un hilo más grueso del mismo material. Predice y luego comprueba cómo influye la sección del hilo en R.

Fuentes de esta lección

[1] College Physics 2e AP, 20.1 Current (OpenStax, Rice University): fiabilidad Alta
[2] College Physics 2e, 20.2 Ohm's Law: Resistance and Simple Circuits (OpenStax, Rice University): fiabilidad Alta
[3] College Physics 2e, 21.1 Resistors in Series and Parallel (OpenStax, Rice University): fiabilidad Alta
[4] College Physics, 20.4 Electric Power and Energy (OpenStax, Rice University): fiabilidad Alta
[5] College Physics 2e AP, 18.2 Conductors and Insulators (OpenStax, Rice University): fiabilidad Alta

Lista completa con enlaces y una nota sobre la fiabilidad de cada fuente: echoesof.science/school/es/electricity/sources/

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