CORTOCIRCUITOS

¿Qué es un cortocircuito?
Un cortocircuito es un aumento muy fuerte de intensidad en la corriente eléctrica de una instalación cuando conductores de polos opuestos en contacto, generado una descarga. Esta avería es accidental (en la mayoría de los casos) y muy común cuando realizamos instalaciones eléctricas. Se detecta porque el voltímetro marca 0 V del voltaje del cable.

EJEMPLO:

Como podemos observar en la imagen, se está produciendo un cortocircuito, ya que la primera bombilla no se enciende. La explicación de esto es muy simple: los electrones deciden tomar el camino que les resulta más fácil (bordeando la bombilla), por lo que no dejan parte de su energía en ella. Además podemos ver claramente que el voltaje de la bombilla es cero. Este otro factor es también un indicador que nos demuestra que se trata de un cortocircuito.

EFECTO JOULE

¿Qué es el efecto Joule?
El efecto Joule fue descubierto por el físico británico James Prescott Joule. Este efecto se conoce como el fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El movimiento de los electrones en un cable es desordenado; esto provoca continuas colisiones con los núcleos atómicos y como consecuencia una pérdida de energía cinética y un aumento de la temperatura en el propio cable.

Este fenómeno se explica porque una corriente eléctrica es justamente un movimiento de electrones. Éstos tienen masa, y por tener una velocidad, adquieren cierta energía cinética. Pero los conductores no son perfectos, y el movimiento de esos electrones es además desordenado. Como resultado, se producen muchos choques, en donde parte de la energía cinética se transforma en energía calórica, la que termina elevando la temperatura del conductor.

EJEMPLO:
La calefacción. Cuando una corriente de electrones pasa por un material conductor se encuentra cierta resistencia al paso, esto provoca que los electrones pierdan energía útil en forma de calor, subiendo la temperatura de la calefacción. Como esta sólo está en contacto con el aire, el calor se propaga principalmente por convección y radiación.

6º MONTAJE

Elementos: Pulsador na, una bombilla, un motor, un zumbador y una pila de 4,5 V.

Funcionamiento: Este montaje es un circuito mixto, ya que mientras se mantiene presionado el pulsador, la bombilla transforma una parte de la energía eléctrica en energía luminosa, mediante la incandescencia de un filamento, en la bombilla; otra parte se transforma en energía cinética de rotación, en el motor y finalmente, en energía sonora en el zumbador.
Práctica: Utilizamos el voltímetro y la medidas que obtuvimos fueron: 0,08 V en los extremos de la bombilla; 0,04 V en los extremos del motor y 3,8 en los extremos del zumbador.
En la primera foto, tomamos las medidas de la bombilla y en la segunda del motor. ( No hay foto tomando las medidas del zumbador, pero es porque salió borrosa).

5º MONTAJE

Elementos: Interruptor, una bombilla, un motor y una pila de 1,5 V.

Funcionamiento: Se trata de un montaje en paralelo en el que el interruptor nos permite cerrar o abrir el circuito cada vez que lo accionamos. Cuando el circuito está cerrado el motor transforma toda la energía eléctrica de la pila en energía cinética de rotación, el motor comienza a moverse; y la bombilla transforma toda la energía eléctrica de la pila en energía luminosa, mediante la incandescencia de un filamento.

Práctica: Medimos con el voltímetro las medidas de la bombilla y de el motor. En el primer caso (la bombilla), dio 1,15 V y en el segundo (el motor), dio 1,19 V.

En la primera foto, tomamos las medidas del motor y en la segunda de la bombilla.

4º MONTAJE

Elementos: Pulsador na, zumbador pila de 9 V y un motor.
Funcionamiento: Este montaje se trata de un circuito en serie, lo que quiere decir que mientras se mantiene presionado el pulsador, el zumbador transfoma una parte de la energía eléctrica en enérgía sonora y el motor transforma el resto de la energía en energía cinética de rotación.
Práctica: Utilizamos el voltímetro para medir las medidas de los extremos del motor y nos dio que eran 0,05 V.

3º MONTAJE

Elementos: Conmutador, pila de 1,5 V, un motor y un porta bombillas.
Funcionamiento: En este montaje, el conmutador permite desviar la corriente eléctrica por un circuito cada vez que lo accionamos. En posición de reposo, cuando no lo accionamos, la bombilla transforma la energía eléctrica de la pila en energía luminosa, mediante la incandescencia de un filamento y el motor permanece parado.
Pero si accionamos el motor, en vez de transformarse en energía luminosa en la bombilla, se convierte en un movimiento de rotación (energía cinética) y se apaga la bombilla.
Práctica: Cuando realizamos esta práctica, tuvimos que anotar dos medidas que marcaba el voltímetro al conectarlo al circuito. En posición de reposo (cuando la energía se transforma en energía luminosa en la bombilla) conectamos el voltímetro a la bombilla y marcaba 1, 17 V. En cambio, al accionar el conmutador (transformando la energía eléctrica en energía ciética de rotación, en el motor), la medida que marcaba era de 1, 39 V. 

En la primera foto, el conmutador está en posición de reposo, por lo que la bombilla se enciende.
En la segunda foto, hemos accionado el conmutador, por ello, el motor tiene un movimiento de rotación.

2º MONTAJE:

Elementos: Interruptor, pila de 4,5 V y un motor.
Funcionamiento: El interruptor permite cerrar o abrir el circuito cada vez que lo accionamos. Cuando el circuito está cerrado, el motor transforma la energía eléctrica de la pila en energía cinética de rotación, es decir, el motor comienza a moverse.
Práctica: Al conectar el voltímetro comprobamos que la enérgía eléctrica de la pila que se transformaba en energí cinética de rotación era de 4,11 V cuando se cierra el interruptor.
Además, confirmamos que al cambiar la polaridad de la pila, cambia el sentido de giro del motor.