ESTÁNDAR
Entorno físico (Procesos físicos)
- Explico las fuerzas entre objetos como interacciones debidas a la carga eléctrica y a la masa.
Ciencia, tecnología y sociedad:
- Utilizo modelos biológicos, físicos y químicos para explicar la transformación y conservación de la energía.
- Identifico aplicaciones de diferentes modelos biológicos, químicos y físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico; analizo críticamente las implicaciones de sus usos.
COMPONENTE
- Entorno físico (Procesos físicos)
- Ciencia, tecnología y sociedad
INDICADOR DE DESEMPEÑO
De Conocimiento:
- Conozco los elementos involucrados en un circuito eléctrico para optimizarlo.
De Desempeño:
- Resuelvo problemas que incluyan circuitos en paralelo, en serie y mixtos.
METODOLOGÍA/ SECUENCIA DIDÁCTICA
- Unidad didáctica
- Electricidad, conductores, aislantes, corriente, voltaje, resistencia, componentes, nodo, malla, rama, fuente. Ley de Ohm, Ley de Kirchhoff.
- Propósito
- Reconocer los tipos de circuitos eléctricos y resolver problemas que incluyan circuito en serie, paralelo y mixto.
- Desarrollo cognitivo instruccional
Circuitos en Serie
En los circuitos en serie los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente.
Veamos un ejemplo de dos lámparas en serie:
I --> corriente
V --> voltaje
R --> Resistencia
Características Circuitos en Serie
- Este tipo de circuitos tiene la característica de que la intensidad (corriente) que atraviesa todos los receptores es la misma, y es igual a la total del circuito.
It = I1 = I2
- La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias de los receptores conectados en serie.
Rt = R1 + R2
- La tensión (voltaje) total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie.
Vt = V1 + V2
Podemos conectar 2, 3 o los receptores que queramos en serie. Si desconectamos un receptor, todos los demás receptores en serie con él, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente).
Circuitos en Paralelo
Son los circuitos en los que los receptores se conectan unidas todas las entradas de los receptores por un lado y por el otro todas las salidas. Veamos el ejemplo de 2 lámparas en paralelo.
Característica de los Circuitos en Paralelo
- Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito.
Vt = V1 = V2
- La suma de cada intensidad que atraviesa cada receptor es la intensidad total del circuito.
It = I1 + I2
- La resistencia total del circuito se calcula aplicando la siguiente fórmula:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2
Si despejamos la Rt quedaría:
Rt = 1/(1/R1 +1/R2)
- Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador.
- Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando.
Aquí te dejamos un ejemplo de conexión real en serie y en paralelo de 2 bombillas con cables. Fíjate sobre todo en el circuito paralelo que no hace falta hacer ningún empalme en los cables, se unen en los bornes (contactos) de las propias lámparas.
Circuito Mixtos o Serie-Paralelo
Son aquellos circuitos eléctricos que combinan serie y paralelo. Lógicamente estos circuitos tendrán más de 2 receptores, ya que si tuvieran 2 estarían en serie o en paralelo. Veamos un ejemplo de un circuito mixto.
Para ampliar tu compresión sobre esta temática, observa los siguientes videos:
- Desarrollo Metodológico
Ejemplo 1
La imagen muestra la ruta que siguen los electrones en un circuito eléctrico en serie, si el bombillo se funde los electrones no podrían circular.
La imagen muestra la circulación de la corriente en circuito en paralelo, tiene dos rutas para llegar al polo positivo del generador.
Actividad:
- En un circuito se encuentran dos bombillas conectadas en serie. Si una de ellas está fundida, ¿qué ocurrirá cuando se pulse el interruptor?
- No se encenderá ninguna de ellas.
- Se encenderá sólo la bombilla que no esté fundida.
- Se encenderán las dos, pero la fundida lucirá menos.
- Se encenderá la fundida.
- En un circuito se encuentran dos bombillas conectadas en paralelo. Si una de ellas está fundida, ¿qué ocurrirá cuando se pulse el interruptor?
- No se encenderá ninguna de ellas.
- Se encenderá sólo la bombilla que no esté fundida.
- Se encenderán las dos, pero la fundida lucirá menos.
- Se encenderá la fundida.
- Piensa en un circuito en el que se han conectado dos bombillas en serie (una tras otra) a la misma pila. Contesta las siguientes preguntas razonando:
¿La oposición, resistencia total, al paso de los electrones es mayor, menor o igual que si hay una sola bombilla?
¿La intensidad de la corriente que suministra la pila será mayor, menor o igual que si hay una sola bombilla?
¿La intensidad de la corriente será igual en las dos bombillas o será mayor en la primera que en la segunda?
4. Un circuito se compone de una fuente de voltaje (12 V) y de cinco (5) resistencias (R) de igual valor, conectados como se muestra en la siguiente figura.
Según lo que se puede observar en la figura, sobre los valores de las corrientes (I) es correcto afirmar que
- la corriente I1 es menor que I2 e I3, porque solo fluye a través de su resistencia.
- la corriente I3 es igual a la corriente I1, porque tanto I3 como I1 fluyen por una sola resistencia.
- las corrientes I1, I2, I3 e I4 son iguales porque estas corrientes se encuentran en el mismo circuito.
- las corrientes I2 e I3 son menores que I1, porque I1 se divide en I2 e I3
