Contextualización

La física impregna todas las áreas de nuestras vidas y, en nuestro día a día, nos encontramos con conceptos que son explicados por ella. Uno de esos conceptos es el de la resistencia eléctrica y, en particular, los resistores en paralelo. Los resistores son componentes y dispositivos que tienen la función de ofrecer una oposición al flujo de corriente eléctrica, un concepto que llamamos resistencia eléctrica.

El circuito paralelo es uno de los circuitos más comunes en nuestras vidas. Permite que el flujo de electricidad continúe incluso si uno de los componentes falla. Esto se debe a la naturaleza del circuito paralelo: en un circuito paralelo, la corriente eléctrica tiene la posibilidad de seguir más de una ruta. Por lo tanto, cuando un componente falla, la corriente eléctrica tiene otras rutas para seguir, lo que permite que los otros componentes sigan funcionando.

La comprensión de los conceptos asociados a los resistores en paralelo es crucial para entender muchas cosas a nuestro alrededor. Desde dispositivos simples como un cargador de celular hasta circuitos complejos en grandes equipos industriales, la física está en todo lo que hacemos.

Introducción

Es fundamental que entendamos el comportamiento de los resistores en paralelo en un circuito eléctrico. Para empezar, primero debemos comprender qué significa que un resistor esté en paralelo. En un circuito paralelo, los puntos de entrada (es decir, el inicio del resistor) están conectados al mismo punto, y los puntos de salida (es decir, el final del resistor) están conectados al mismo punto. Esto significa que la misma tensión se aplica a todos los resistores en un circuito paralelo.

El siguiente paso es entender cómo se comporta la corriente en un circuito paralelo de resistores. La corriente eléctrica en un circuito paralelo se divide entre los resistores. La cantidad de corriente que recibe cada resistor es inversamente proporcional a su resistencia. Por lo tanto, un resistor con mayor resistencia recibirá menos corriente, y un resistor con menor resistencia recibirá más corriente.

Por último, vamos a aprender cómo calcular la resistencia total en un circuito paralelo de resistores. A diferencia de los circuitos en serie, donde simplemente sumamos las resistencias, en un circuito paralelo, el inverso de la resistencia total es la suma de los inversos de las resistencias individuales. Esta fórmula solo es válida para circuitos paralelos y es una de las varias formas en que los circuitos paralelos se diferencian de los circuitos en serie.

Actividad Práctica

Título de la Actividad: Construyendo y Analizando un Circuito Paralelo de Resistencias

Objetivo del Proyecto:

Este proyecto tiene como objetivo que los alumnos construyan un circuito paralelo de resistencias, realicen medidas y análisis sobre el funcionamiento del circuito y comparen los resultados experimentales con las predicciones teóricas. Esto se logrará mediante la combinación del aprendizaje de Física y Matemáticas, enfatizando la interdisciplinariedad y el trabajo en equipo.

Descripción detallada del proyecto:

El proyecto será realizado por grupos de 3 a 5 alumnos y deberá completarse en un período de 2 semanas, permitiendo más de doce horas de trabajo por estudiante.

Los grupos serán responsables de crear y probar un circuito eléctrico con resistencias en paralelo. Calcularán previamente la corriente y la tensión en cada resistor y en la fuente de alimentación, y luego confirmarán sus predicciones con medidas experimentales. Los alumnos deberán identificar los efectos de diferentes resistencias en la corriente total y en la tensión en sus circuitos, y analizar el papel de la resistencia en el reparto de energía eléctrica.

Es importante que los alumnos comprendan completamente el motivo de cada paso del experimento. Por lo tanto, deberán consultar fuentes de información confiables, participar en discusiones en grupo e incluso buscar ayuda externa, si es necesario.

Materiales necesarios:

• Resistencias (valores variados)
• Multímetro
• Cables
• Batería o fuente de alimentación
• Conectores

Paso a paso detallado para la realización de la actividad:

1. Cada grupo debe diseñar un circuito eléctrico que incluya al menos tres resistencias en paralelo.
2. Calcular la resistencia total del circuito y la corriente en cada resistor utilizando las ecuaciones apropiadas.
3. Construir físicamente el circuito diseñado.
4. Utilizando el multímetro, medir la tensión en cada resistor y la corriente que pasa por cada uno de ellos. Registrar los datos.
5. Comparar los datos experimentales con los resultados teóricos calculados anteriormente.
6. Evaluar el impacto de cambiar la resistencia en una de las resistencias. Realizar cálculos y mediciones después del cambio.
7. Registrar todas las observaciones, cálculos y mediciones en un cuaderno de laboratorio.
8. Discutir los hallazgos con el grupo y sacar conclusiones.

Entregables del Proyecto:

1. Informe: Cada grupo deberá producir un informe documentando el trabajo realizado, los descubrimientos realizados, las fuentes consultadas y las conclusiones obtenidas.

   • Introducción: Contextualizar el tema, su relevancia y aplicación en el mundo real, así como el objetivo de este proyecto.

   • Desarrollo: Explicar la teoría detrás de las resistencias en paralelo, explicar la actividad en detalle, indicar la metodología utilizada y, finalmente, presentar y discutir los resultados obtenidos.

   • Conclusiones: Debe retomar los puntos principales del informe, destacar los aprendizajes obtenidos y las conclusiones extraídas sobre el proyecto.

   • Bibliografía: Indicar las fuentes en las que se basaron para trabajar en el proyecto como libros, páginas web, videos, etc.

2. Presentación: Además del informe, se invitará a los alumnos a presentar sus resultados a la clase, donde deberán explicar lo que hicieron, mostrar su circuito funcionando y discutir sus resultados y conclusiones.