Física y Química 3.º ESO · La corriente eléctrica y el circuito
Recuerda: los elementos de un circuito y sus símbolos
Objetivo: Al terminar, sabrás reconocer los elementos de un circuito (generador, conductores, receptores, elementos de control y de protección), distinguir un circuito abierto de uno cerrado, montar un circuito sencillo, explicar qué es un cortocircuito y dibujar el esquema de un circuito con sus símbolos.
Recuerda
El circuito eléctrico
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos unidos de forma que la corriente puede recorrer un camino cerrado.
- Circuito cerrado: el camino está completo y circula corriente.
- Circuito abierto: el camino está cortado en algún punto (interruptor abierto, cable suelto, bombilla fundida) y no circula corriente por él.
Elementos de un circuito
| Tipo | Función | Ejemplos |
|---|---|---|
| Generador | Proporciona la energía que mueve las cargas | Pila, batería, fuente de alimentación |
| Conductores | Unen los elementos y dejan pasar la corriente | Cables de cobre |
| Receptores | Transforman la energía eléctrica en otra forma de energía | Bombilla y LED (luz), motor (movimiento), timbre (sonido), resistencia de una estufa (calor) |
| Elementos de control | Abren o cierran el circuito | Interruptor, pulsador, conmutador |
| Elementos de protección | Cortan la corriente si es demasiado grande o si se escapa por donde no debe | Fusible, diferencial y automáticos del cuadro de casa |
Símbolos
Para dibujar un circuito se usa un esquema con símbolos normalizados. Los cables se dibujan como líneas rectas con esquinas en ángulo recto.
| Elemento | Cómo se dibuja su símbolo |
|---|---|
| Cable | Una línea recta |
| Pila | Dos rayas paralelas, perpendiculares al cable: la larga es el polo positivo (+) y la corta, el negativo (−) |
| Bombilla | Un círculo con un aspa (X) dentro |
| Resistencia | Un rectángulo pequeño |
| Motor | Un círculo con una M dentro |
| LED | Un triángulo con una raya en su punta y dos flechitas que salen de él |
| Interruptor abierto | Un trozo de línea inclinado, levantado, que no llega a tocar el otro extremo |
| Interruptor cerrado | El mismo trozo de línea, bajado, tocando el otro extremo |
| Fusible | Un rectángulo atravesado a lo largo por una línea |
| Amperímetro / voltímetro | Un círculo con una A / con una V dentro |
El cortocircuito
Si los dos polos de la pila se unen con un cable sin ningún receptor en medio, o un cable une los dos extremos de un receptor, la corriente va por ese camino fácil, casi sin resistencia. La intensidad se hace muy grande, los cables y la pila se calientan y el receptor deja de funcionar. Es un cortocircuito, y es peligroso: puede provocar un incendio. Para eso están los fusibles y los automáticos, que abren el circuito.
El LED tiene polaridad
Un LED solo deja pasar la corriente en un sentido: su patilla larga (+) debe ir hacia el polo + de la pila. Si se conecta al revés, no luce (pero no se estropea). Además, se le pone una resistencia en el mismo camino para que no pase demasiada corriente y no se queme.
Montar un circuito en el laboratorio
- Dibuja primero el esquema.
- Monta los elementos con el interruptor abierto.
- Recorre con el dedo el camino de la corriente desde el polo + hasta el polo −: tiene que ser un camino cerrado que pase por el receptor.
- Comprueba que no hay ningún cable que una directamente los dos polos (cortocircuito).
- Cierra el interruptor. Si no funciona, revisa: conexiones flojas, pila gastada, bombilla fundida o LED al revés.
Puntos clave
- Solo circula corriente si el circuito está cerrado.
- Elementos: generador, conductores, receptores, elementos de control y elementos de protección.
- Los receptores transforman la energía eléctrica en luz, movimiento, sonido o calor.
- En el esquema, cada elemento se representa con su símbolo y los cables con líneas rectas.
- En el símbolo de la pila, la raya larga es el polo + y la corta, el polo −.
- Cortocircuito: los polos del generador quedan unidos sin receptor; la intensidad se dispara y los cables se calientan. Fusibles y automáticos protegen.
- El LED tiene polaridad (patilla larga hacia el +) y necesita una resistencia en su camino.
Errores frecuentes
ErrorDibujar el esquema como un dibujo realista de los aparatos.
Cómo corregirloUn esquema usa solo símbolos y líneas rectas; no hace falta que se parezca al montaje, sino que muestre bien qué está conectado con qué.
ErrorPensar que basta un solo cable de la pila a la bombilla.
Cómo corregirloLa corriente necesita un camino de ida y vuelta: cada receptor debe estar unido a los dos polos de la pila (directamente o a través de otros elementos).
ErrorPensar que en un cortocircuito «no pasa corriente» porque la bombilla se apaga.
Cómo corregirloPasa muchísima corriente, pero por el cable y no por la bombilla. Por eso se calientan la pila y los cables.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1. El esquema de una linterna del montaje real al esquema
Una linterna sencilla tiene una pila, un interruptor y una bombilla. El polo + de la pila está unido al interruptor; el interruptor, a la bombilla; y la bombilla, al polo − de la pila. a) Clasifica cada elemento. b) Describe cómo se dibuja el esquema. c) ¿Cuándo luce la bombilla?
Resolución
a) Pila: generador. Interruptor: elemento de control. Bombilla: receptor (transforma la energía eléctrica en luz y calor). Los cables que los unen: conductores.
b) Se dibuja un rectángulo de líneas rectas:
Lado del rectángulo Elemento que se dibuja en él Izquierdo Pila (dos rayas paralelas; la larga, arriba, es el +) Superior Interruptor (trozo de línea inclinado) Derecho Bombilla (círculo con un aspa) Inferior Solo cable, de la bombilla al polo − c) Luce solo cuando el interruptor está cerrado: entonces el circuito es un camino cerrado y circula corriente.
Ejercicios
De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.
1. Fácil
Clasifica estos elementos en generador, conductor, receptor, elemento de control o elemento de protección: batería del coche, timbre, pulsador, cable de cobre, fusible, motor de un ventilador, interruptor de la luz, LED, fuente de alimentación, diferencial del cuadro eléctrico.
Ver solución
Generadores: batería, fuente de alimentación. Conductor: cable. Receptores: timbre, motor, LED. Control: pulsador, interruptor. Protección: fusible, diferencial.
- Generadores: batería del coche, fuente de alimentación.
- Conductor: cable de cobre.
- Receptores: timbre (sonido), motor del ventilador (movimiento), LED (luz).
- Control: pulsador, interruptor de la luz.
- Protección: fusible, diferencial.
2. Fácil
En el circuito de una linterna (pila, interruptor y bombilla en un solo camino), di si la bombilla luce y por qué: a) el interruptor está cerrado y la pila es nueva; b) el interruptor está abierto; c) el interruptor está cerrado, pero un cable se ha soltado del polo − de la pila; d) el interruptor está cerrado, pero el filamento de la bombilla está roto.
Ver solución
a) Luce. b) No. c) No. d) No. En b), c) y d) el circuito está abierto.
a) Luce: circuito cerrado y generador funcionando. b) No luce: el interruptor abierto corta el camino. c) No luce: el cable suelto deja el circuito abierto. d) No luce: el filamento roto corta el camino por dentro de la bombilla (bombilla fundida).
3. Media
Dibuja el esquema de este circuito: el polo + de una pila está unido a un interruptor; el interruptor, a un motor; y el motor, al polo − de la pila. ¿Qué transformación de energía hace el motor?
Ver solución
Esquema en forma de rectángulo con pila, interruptor y motor (círculo con M). El motor transforma energía eléctrica en energía de movimiento (cinética).
Esquema: un rectángulo; en un lado, la pila (raya larga = +); en el siguiente, el interruptor; en el siguiente, el motor (círculo con una M); el último lado es solo cable hasta el polo −.
El motor transforma la energía eléctrica en energía cinética (movimiento); una parte se pierde en forma de calor.
Para practicar más
1. Fácil
Dibuja el esquema del circuito que describe esta tabla de conexiones (cada elemento va unido a los dos que se indican):
Elemento Un extremo unido a Otro extremo unido a Pila fusible (polo +) bombilla (polo −) Fusible pila interruptor Interruptor fusible bombilla Bombilla interruptor pila ¿Para qué sirve el fusible?
Ver solución
Rectángulo con pila, fusible, interruptor y bombilla en un único camino. El fusible protege el circuito: se funde y lo abre si pasa demasiada corriente.
Los cuatro elementos forman un solo camino: pila (+) → fusible (rectángulo atravesado por una línea) → interruptor → bombilla (círculo con aspa) → pila (−).
El fusible es un elemento de protección: tiene un hilo fino que se funde si pasa una intensidad demasiado grande (por ejemplo, por un cortocircuito); así abre el circuito y evita que los cables se calienten y provoquen un incendio.
2. Media
Piensa en una lámpara de escritorio enchufada a la red. Identifica: a) el generador (¿de dónde viene la energía?); b) los conductores; c) el elemento de control; d) el receptor y la transformación de energía que hace; e) un elemento de protección (pista: está en el cuadro eléctrico de casa).
Ver solución
a) La red eléctrica (a través del enchufe). b) Los cables del flexo y de la instalación. c) El interruptor del flexo. d) La bombilla: energía eléctrica → luz (y algo de calor). e) Los automáticos o el diferencial del cuadro.
a) La energía llega de la red eléctrica por el enchufe (las centrales hacen de generador). b) Los cables de cobre del flexo y de la instalación de casa. c) El interruptor del flexo. d) La bombilla (o el LED): transforma energía eléctrica en luz y algo de calor. e) Los interruptores automáticos (magnetotérmicos) y el diferencial del cuadro eléctrico.