Cortocircuito en una bombilla: qué sucede cuando se pasa por alto una
1 · Predecir
Dos bombillas (lámparaA, lámparaB) están en serie. Un interruptor, cableado en paralelo a través de la lámpara B, está inicialmente abierto. Si lo cierras, creando un atajo de resistencia cero alrededor de la lámpara B, ¿qué sucede con el brillo de la lámpara A?
- La lámpara A se atenúa cuando se cierra el interruptor.
- El brillo de LampA no cambia.
- Al cerrar el interruptor se pasa por alto la lámpara B, por lo que la lámpara A ahora recibe toda la corriente del circuito: se ilumina.
2 · Configurar
- Abra el preajuste de bombilla corta y presione Restablecer. Ambas bombillas comienzan con la misma resistencia (100 Ω); el interruptor comienza a abrirse.
- Habilite la lectura de corriente en ambas bombillas.
- Registre la corriente de la lámpara A con el interruptor abierto, luego cierre el interruptor y regístrela nuevamente.
3 · Recopilar Datos
| Estado del interruptor (0 = abierto, 1 = cerrado) | LámparaA corriente I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Haga un gráfico de barras que compare la corriente de la lámpara A en los casos de interruptor abierto y de interruptor cerrado.
4 · Analizar
- Con el interruptor abierto, ambas bombillas están en serie: I = E/(2R) usando E = 9 V, R = 100 Ω. Con él cerrado, la lámpara B (100 Ω) es anulada por el interruptor 0 Ω, dejando solo la lámpara A: I = E/R.
- Explique por qué un camino de resistencia cero en paralelo con la lámpara B transporta toda la corriente, dejando corriente cero a través de la lámpara B una vez que se cierra el interruptor.
5 · Ampliar
- La potencia de LampA se cuadruplica cuando se cierra el interruptor: la corriente se duplica, y P = I²R crece con el cuadrado de ella (el mismo razonamiento que el de switched-lamp). ¿De dónde viene esa energía extra? ¿La batería trabajó con la misma intensidad en ambos casos?
- Un interruptor real tiene una resistencia pequeña pero distinta de cero cuando está cerrado. ¿Cambiaría eso el resultado cualitativo aquí (brillo de la lámpara A), o solo los números exactos?
La física detrás de este experimento
Poner en corto una sucursal
Una ruta de resistencia cero en paralelo con un componente transporta la corriente en lugar de ese componente (ya que la corriente sigue la ruta de menor resistencia), eliminándola efectivamente del circuito; esto se llama "cortocircuitar" el componente.