Cargas, corriente y circuitos
2.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Relacionar carga, corriente y diferencia de potencial sin confundir corriente convencional y movimiento electrónico.
- Distinguir circuitos en serie y en paralelo por el número de caminos y predecir fallos sencillos.
- Aplicar la relación V = I·R a un elemento óhmico en condiciones constantes.
Antes de empezar
- Reconocer una cadena de transformación energética.
- Resolver ecuaciones de una operación.
- Usar voltios, amperios y ohmios como unidades distintas.
La corriente necesita un camino cerrado
La carga eléctrica es una propiedad de la materia. En un circuito metálico cerrado, una diferencia de potencial mantenida por una fuente produce una corriente: un flujo ordenado de carga.
Por convenio, la corriente se representa desde el polo positivo al negativo por el circuito exterior. En los metales, los electrones móviles derivan en sentido opuesto. Las dos descripciones no se contradicen: una es el convenio para el sentido de corriente y la otra describe portadores negativos.
Tres magnitudes
- V, I y R
- La diferencia de potencial V se mide en voltios (V), la intensidad I en amperios (A) y la resistencia R en ohmios (Ω). Para un elemento óhmico mantenido en condiciones aproximadamente constantes, se relacionan mediante V = I·R.
Serie y paralelo
En serie existe un único camino: la misma corriente atraviesa todos los elementos y si el camino se abre, se interrumpe todo el circuito. En paralelo hay ramificaciones conectadas entre los mismos dos nodos: la corriente total se reparte y una rama puede dejar de funcionar mientras las otras siguen cerradas.
La imagen muestra topología, no un plano doméstico para montar. En la red eléctrica real intervienen tensiones peligrosas y protecciones; los experimentos escolares se realizan solo con fuentes de baja tensión y material previsto para ello.
Resolver con la ley de Ohm
- Identifica qué magnitud se pide y escribe V = I·R.
- Comprueba que los datos están en V, A y Ω; convierte prefijos si es necesario.
- Despeja antes de sustituir: I = V/R o R = V/I.
- Calcula y conserva la unidad correspondiente.
- Verifica el sentido: para la misma R, mayor V produce mayor I; la relación no se aplica sin más a cualquier componente ni si cambian mucho sus condiciones.
Intensidad en una resistencia
Una resistencia de 12 Ω tiene 6 V entre sus extremos. Calcula la intensidad.
- Despejamos I = V/R.
- Sustituimos I = 6 V / 12 Ω.
- Dividimos y escribimos amperios.
I = 0,5 A.
La pila no reparte siempre el mismo voltaje a cada lámpara
Dos lámparas reciben automáticamente la mitad del voltaje tanto en serie como en paralelo.
En paralelo cada rama conecta los mismos dos nodos; en serie el reparto depende de los elementos.
Confundir topologías borra la diferencia funcional. Primero se identifican nodos y caminos; después se aplican relaciones eléctricas adecuadas.
Qué debes conservar
- La corriente requiere un circuito cerrado y una diferencia de potencial.
- Corriente convencional y deriva electrónica tienen sentidos opuestos en metales.
- Serie significa un camino; paralelo, varias ramas entre nodos comunes.
- V = I·R se usa con unidades y bajo condiciones de comportamiento óhmico.
Compruébalo ahora
Si una lámpara se retira y deja el camino abierto, ¿qué ocurre en el circuito izquierdo y en el derecho de la imagen?
Ver solución explicada
Respuesta: En el izquierdo se apagan ambas; en el derecho se abre una rama, pero la otra puede seguir encendida.
El circuito izquierdo tiene un único camino. El derecho dispone de dos ramas independientes entre nodos comunes.
Un elemento óhmico de 20 Ω tiene una diferencia de potencial de 10 V. Calcula la intensidad.
Ver solución explicada
Respuesta: 0,5 A.
I = V/R = 10 V / 20 Ω = 0,5 A.
En un conductor metálico, ¿cómo se relacionan el sentido convencional de corriente y la deriva de electrones?
- Coinciden siempre.
- Son opuestos porque los electrones tienen carga negativa.
- No puede definirse ningún sentido.
Ver solución explicada
Respuesta: Son opuestos porque los electrones tienen carga negativa.
La corriente convencional sigue el sentido asignado al movimiento de carga positiva; los portadores móviles metálicos son electrones negativos.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque C: naturaleza eléctrica de la materia, circuitos, corriente y obtención y uso de energía eléctrica. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
Cuando lo tengas claro
Practicar esto: Montar y leer circuitos en serie y en paraleloPracticar esto: Aplicar la ley de OhmLa energía se transforma, no se fabricaFuentes renovables y no renovables