CIRCUITOS

Análisis experimental de los circuitos eléctricos mediante el simulador virtual Phet-Universidad de Colorado.

INTRODUCCIÓN.

Al momento de abordar la temática relacionada con circuitos eléctricos en las instituciones educativas  donde los docentes se desempeñan como orientadores, surge un problema latente: la ausencia de un laboratorio donde se permita hacer un montaje adecuado relacionado con circuitos eléctricos. Esto conlleva a que el estudio de los circuitos solo se haga desde un análisis algorítmico, prestando poca atención los fenómenos que suceden allí. Por tal razón surge la propuesta de abordar esta temática desde la virtualidad y las simulaciones computarizadas en línea, dando una posibilidad al maestro y al estudiante de hacer una tentativa de como se construyen circuitos eléctricos. Esta experiencia está enfocada a estudiantes de grado once del área de Física programada para una duración de ciento veinte minutos aproximadamente.

PROPÓSITO. 

• Relacionar las variables voltaje, corriente y resistencia en diverso tipos de circuitos eléctricos.
• Diferenciar de forma experimental el voltaje y la corriente eléctrica como aspectos fundamentales para comprender el funcionamiento de un circuito eléctrico.

CONDICIONES INICIALES.

     El laboratorio virtual Kit de construcción de circuitos de Phet, es una simulación en línea que permite la creación de circuitos eléctricos de forma  interactiva, mostrando de manera  los elementos que  un circuito contiene. Esta herramienta  es de fácil acceso debido a que no utiliza elementos muy técnicos propios de la electrónica, lo cual mejora el trabajo con estudiantes de grado once. Para que esta aplicación tenga un funcionalidad optima se debe contar un conexión a internet .  Para encontrar la simulación se debe seguir el siguiente enlace: Phet

En el momento de ingresar a esta aplicación virtual, el estudiante se encontrará con los siguientes elementos para su uso: Diodos, resistencias, bombillas y fuentes de voltaje como pilas, cables, resistencias, entre otros elementos. Además tiene instrumentos de medida como voltímetros y amperímetros. Se aclara que un voltímetro mide voltaje y el amperímetro corriente eléctrica. A continuación se muestra una imagen del ambiente de la plataforma:

Se observa que los elementos de los  circuitos se encuentran en la parte izquierda y son: bombillos, resistencias, pila, alambres e interruptores. Además están los instrumentos de medida(A: Amperímetro, V: Voltímetro) en la parte derecha. Para saber las especificaciones de cada elemento basta con pasar el puntero del mouse por cada uno de ellos y en forma de mensaje aparece la información. Además se visualiza el tablero donde se arma el circuito.. Para borrar circuitos armados se usa la opción de reiniciar.

ESPECIFICACIONES GENERALES SOBRE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN LA SIMULACIÓN.

Baterías: 9V y de alta tensión

Resistencias múltiples

Bombillas: multiples

Voltímetro: V

Amperímetro: A

Alambre
Fusibles

ACTIVIDADES.

Primera actividad.

Construye un circuito similar al que se te mostrará  en la siguiente figura:

¿Qué sucede si retiras uno de los bombillos?_____________________________

Usa el voltímetro para medir el voltaje de la pila y de cada uno de los bombillos, ¿qué puedes decir acerca de esa esta medición? Y además ¿qué conclusiones en relación a la resistencias de los bombillos podemos notar?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ahora, arma otro circuito similar al anterior, pero esta vez usa resistencias variadas, es decir de diversos colores. A continuación te mostramos un ejemplo, no necesariamente este sea el que tú construyas. Recuerda que para limpiar el tablero selecciona  la opción Clean

Llena la siguiente tabla midiendo los voltajes que en ella se te pide suponiendo que utilices tres resistencias, pero de igual forma tienes libertad de hacerlo con la cantidad que desees.

Voltaje de la pila (V)	Voltaje en R1	Voltaje en R2	Voltaje en R3
10,000 V

De la misma manera llena esta otra tabla, pero esta vez midiendo la corriente que pasa por el circuito, utiliza el amperimetro.

Voltaje de la pila (V)	Corriente entre Pila y R1	Corriente entre R1 y R2	Corriente entre R2 y R3
10,000 V

¿Qué puedes decir sobre estas dos tablas?___________________________________________

Luego de esto, te propongo que construyas de nuevo otro circuito similar a el que se ta ha de mostrar a continuación: 

¿Qué sucede si retiras uno de los bombillos?_____________________________

Cambia los bombillos por resistencias diversas y llena las siguientes tablas de nuevo. Anota claramente tus observaciones.

Voltaje de la pila (V)	Voltaje en R1	Voltaje en R2	Voltaje en R3
10,000 V

Voltaje de la pila (V)	Corriente entre Pila y R1	Corriente entre R1 y R2	Corriente entre R2 y R3
10,000 V

¿Qué puedes concluir de todas las actividades anteriores?________________________________

Investiga si es posible llegar a una generalización matemática de los resultados anteriores.Haz una gráfica de voltaje vs corriente y analiza tu gráfica.

¿Qué nombre recibe cada tipo de circuito que armaste anteriormente?