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Circuitos eléctricos y circuito domiciliario

Ciencias Naturales · Unidad 3: Física — Electricidad y calor

Qué aprenderás

Texto de escucha

Explicar un circuito simple y sus magnitudes. Reconocer componentes y protecciones de un circuito domiciliario. Aplicar leyes de Ohm y Joule. Comparar serie y paralelo y explicar eficiencia energética.

En televisores, la síntesis de voz depende del navegador. No se fuerza una voz inglesa sobre explicaciones en español.

1. Circuito simple

Una fuente establece diferencia de potencial y, si existe un camino conductor cerrado, puede circular corriente por una carga.

2. Voltaje, corriente y resistencia

Voltaje se mide en V, corriente en A y resistencia en Ω. Un voltímetro se conecta en paralelo y un amperímetro en serie en el modelo escolar.

3. Ley de Ohm

Para un resistor óhmico ideal: V = I·R. Según la incógnita puedes usar I = V/R o R = V/I. Esta relación se aplica en ejercicios simples identificando primero los datos, la magnitud buscada y las unidades correspondientes.

4. Circuito domiciliario

Los consumos de una vivienda se conectan principalmente en paralelo. Enchufes, interruptores, tablero, conductores y protecciones cumplen funciones diferentes.

5. Protecciones y colores RIC

El automático protege principalmente frente a sobrecorrientes; el diferencial ayuda ante corrientes de fuga; la puesta a tierra complementa la protección. RIC 04 identifica fase 1 azul, fase 2 negro, fase 3 rojo, neutro/tierra de servicio blanco y protección verde o verde/amarillo.

6. Serie y paralelo

En serie hay una trayectoria: la corriente es la misma y el voltaje se reparte. En paralelo hay ramas: el voltaje es el mismo entre nodos y la corriente se reparte.

7. Potencia, energía, Joule y eficiencia

Potencia: P = V·I. Energía: E = P·t. Ley de Joule: Q = I²·R·t. Eficiencia = energía útil/energía suministrada × 100 %.

8. Comprobación experimental segura

Predice y compara circuitos en serie y paralelo usando solo pilas, ampolletas o módulos escolares, cables e interruptor.

Actividad de desarrollo

Redacta un informe breve sobre corriente con pregunta, evidencia, explicación, límites y normas de seguridad cuando corresponda.

Práctica

¿Qué ocurre en un circuito simple con interruptor abierto?
  1. Existe un camino continuo. El resultado no dependería de otras variables del sistema aunque cambien las condiciones físicas del sistema.
  2. La corriente de la rama se interrumpe
  3. La resistencia se vuelve cero siempre. Esa única variable bastaría para predecir cualquier caso sin considerar las demás condiciones del sistema.
  4. El voltaje desaparece de la fuente
Solución: El interruptor abierto rompe el camino conductor de la rama.
¿Qué instrumento se usa para medir corriente?
  1. Voltímetro. La relación se mantendría igual aunque cambien las condiciones de modo que esa única variable determinaría por completo el resultado.
  2. Amperímetro
  3. Termómetro. Una sola observación permitiría establecer la regla general de modo que esa única variable determinaría por completo el resultado.
  4. Barómetro. El resultado no dependería de otras variables del sistema de modo que esa única variable determinaría por completo el resultado.
Solución: La intensidad de corriente se mide con amperímetro, conectado en serie en el modelo escolar.
Si V = 12 V y R = 6 Ω, la corriente ideal es
  1. 6 A
  2. 2 A
  3. 18 A
  4. 72 A
Solución: I = V/R = 12/6 = 2 A. La conclusión se obtiene aplicando directamente la relación física indicada y conservando las unidades correctas.
En una vivienda, las cargas se conectan principalmente
  1. En serie
  2. En paralelo
  3. Sin conductores
  4. Solo con baterías
Solución: El paralelo permite que las cargas reciban la tensión de suministro y operen con independencia relativa.
¿Qué protección actúa principalmente frente a sobrecorrientes?
  1. Termómetro. La relación se mantendría igual aunque cambien las condiciones y esa misma regla se aplicaría a cualquier montaje.
  2. Voltímetro. Esa magnitud sería la única que determina el fenómeno y esa misma regla se aplicaría a cualquier montaje.
  3. Interruptor automático
  4. Imán permanente
Solución: El interruptor automático protege principalmente frente a sobrecargas y cortocircuitos.
Según RIC 04, el conductor de protección se identifica con
  1. Blanco. La relación se mantendría igual aunque cambien las condiciones aunque cambien las condiciones físicas del sistema.
  2. Negro. Esa magnitud sería la única que determina el fenómeno sin considerar las demás condiciones del sistema.
  3. Verde o verde/amarillo
  4. Rojo exclusivamente. El resultado no dependería de otras variables del sistema sin considerar las demás condiciones del sistema.
Solución: RIC 04 reserva verde o verde/amarillo para el conductor de protección.
Ley de Joule para energía térmica disipada en un resistor ideal
  1. Q = V/R
  2. Q = mL
  3. Q = I²Rt
  4. Q = mcΔT
Solución: La ley de Joule puede expresarse como Q = I²·R·t.
Si un dispositivo entrega 80 J útiles por 100 J recibidos, su eficiencia es
  1. 20 %
  2. 100 %
  3. 80 %
  4. 180 %
Solución: η = 80/100 × 100 % = 80 %. La conclusión se obtiene aplicando directamente la relación física indicada y conservando las unidades correctas.

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