Pila, cables y bombillo
Lo que vas a aprender
- Nombrar las partes de un circuito básico (pila, cables y bombillo) y los dos polos de la pila.
- Armar con el docente un circuito que enciende un bombillo, conectando la pila por sus dos polos.
- Decidir si un montaje dibujado enciende o no, y explicar por qué con la idea de camino cerrado.
- Usar un interruptor para abrir y cerrar el circuito.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Es de noche en la vereda y se va la luz. Tu abuela busca la linterna en el cajón, la prende y el cuarto se ilumina. ¿Qué pasa dentro de la linterna cuando mueves el botón? ¿Por qué a veces no prende, aunque tenga pilas?
En esta lección vas a armar tu propio circuito con una pila, cables y un bombillo pequeño, y vas a descubrir que el bombillo solo enciende si hay un camino completo.
Explicación
Las tres partes de un circuito
Un circuito eléctrico es un camino por donde pasa la corriente eléctrica. El circuito más sencillo tiene tres partes:
- La pila. Es la fuente: la que empuja la corriente. Usamos pilas AA, como las del control del televisor.
- Los cables. Son los conductores: por dentro tienen un hilo de metal que deja pasar la corriente. Los nuestros traen en cada punta un caimán, una pinza de metal que muerde una laminita de metal.
- El bombillo. Es el dispositivo: el que da luz cuando le llega la corriente.
Dos polos y dos contactos
Una pila tiene dos polos. En un extremo, una tapita saliente marcada con +: el polo positivo. En el otro extremo, plano, el polo negativo, marcado con −.
Un bombillo de linterna tiene dos contactos: la rosca de metal, abajo del vidrio, y un botoncito de metal en la punta. Por dentro, un hilo muy delgado, el filamento, va de un contacto al otro. Cuando la corriente lo atraviesa, se pone muy caliente y brilla.
En el salón el bombillo va enroscado en un portabombillo, una base pequeña con dos laminitas: una toca la rosca y la otra toca el botoncito. Allí se muerden los caimanes.
La pila va en un portapilas, una cajita con una laminita de metal en cada polo. Un caimán no agarra la pila suelta, porque sus extremos son lisos y resbala: muerde la laminita del polo + o la del polo − del portapilas.
La corriente necesita un camino cerrado
Para que el bombillo encienda, la corriente tiene que hacer un recorrido completo: salir de un polo de la pila, pasar por un cable, entrar al bombillo por un contacto, atravesar el filamento, salir por el otro contacto, pasar por el otro cable y volver al otro polo de la pila.
Si el camino está completo, decimos que el circuito está cerrado, y el bombillo enciende. Si el camino está cortado en algún punto, el circuito está abierto, y el bombillo se queda apagado.
Por eso un solo cable no basta. Con un cable de la pila al bombillo, la corriente no tiene por dónde regresar. Hacen falta dos: uno de ida y otro de vuelta.
Tres montajes con una pila y un bombillo. En A hay un solo cable: no hay camino de regreso y el bombillo no enciende. En B un cable va del polo + a la rosca y el otro del polo − al botoncito: el camino está cerrado y el bombillo enciende. En C los dos cables salen del mismo polo +: el polo − quedó sin conectar y el bombillo no enciende.
La corriente da la vuelta completa
Por costumbre, la corriente se dibuja con flechas que salen del polo + y entran por el polo −. Pero cuidado con tres ideas que suenan bien y son falsas:
- «La electricidad sale solo del polo +.» No. Si el polo − queda sin conectar, el bombillo no enciende, como en el montaje C. La pila necesita sus dos polos conectados al camino.
- «La corriente llega por los dos cables y choca en el bombillo.» Tampoco. La corriente avanza en un solo sentido, como una fila de personas que da vueltas alrededor de la cancha: entra al bombillo por un contacto y sale por el otro. Nada choca.
- «La corriente se gasta en el bombillo y regresa menos.» No. Piensa en la cadena de una bicicleta: cuando pedaleas, toda la cadena se mueve al mismo tiempo, y por arriba pasa tanta cadena como por abajo. La cadena no se gasta en la rueda. Con la corriente pasa igual: la que sale del bombillo es la misma que entra. Lo que se gasta, con los días, es la pila.
El recorrido de la corriente en un circuito cerrado. Las flechas rojas siguen el camino por fuera de la pila: del polo +, por el cable de arriba, a través del bombillo, y por el cable de abajo hasta el polo −. La flecha punteada muestra que el recorrido sigue por dentro de la pila: la vuelta es completa y no se interrumpe en ningún punto.
El interruptor: abrir y cerrar el camino
La linterna tiene un interruptor: una pieza que corta o une el camino de la corriente. Cuando lo cierras, une el camino: el circuito queda cerrado y el bombillo enciende. Cuando lo abres, corta el camino: el circuito queda abierto y el bombillo se apaga.
Para poner un interruptor en el circuito hace falta un cable más: uno de la pila al interruptor, otro del interruptor al bombillo y otro del bombillo de vuelta a la pila.
Cuidados que no se negocian
- Todo se arma con el docente. Solo se usan pilas AA o AAA, bombillos pequeños de linterna y cables con caimanes.
- Nunca se conecta nada al tomacorriente de la pared: su electricidad es mucho más fuerte que la de una pila y es peligrosa.
- Nunca unas los dos polos de la pila con un cable solo, sin bombillo en el camino. El cable y la pila se calientan mucho, te puedes quemar los dedos y la pila se daña.
- Usa un bombillo hecho para una pila (el docente lo revisa). Un bombillo de dos pilas con una sola pila enciende muy débil o no enciende.
El mismo circuito con un interruptor. A la izquierda, la palanca está levantada: el camino está cortado, el circuito está abierto y el bombillo está apagado. A la derecha, la palanca baja y toca el otro contacto: el camino se une, el circuito está cerrado y el bombillo enciende.
Toca el interruptor para abrirlo y cerrarlo. Con el camino cerrado, la corriente sale de un polo de la pila, pasa por el bombillo y vuelve al otro polo: el bombillo enciende. Con el interruptor abierto el camino queda cortado y el bombillo se apaga.
Ejemplo resuelto
El bombillo de Samuel no enciende
Samuel muerde con un caimán la laminita del polo + del portapilas y pone el otro caimán de ese mismo cable en la rosca del bombillo. Su segundo cable lo deja sobre la mesa. El bombillo no enciende. ¿Qué le falta?
Ver la solución paso a paso
Seguimos el camino desde el polo +: la corriente pasaría por el cable hasta la rosca y atravesaría el filamento hasta el botoncito.
Desde el botoncito no hay nada que la lleve de vuelta al polo −. El camino está cortado: el circuito está abierto.
Para cerrarlo, Samuel debe usar su segundo cable: un caimán en el botoncito del bombillo y el otro en la laminita del polo − del portapilas.
Ahora el camino va de un polo, por el bombillo, hasta el otro polo, sin cortes. El circuito está cerrado y el bombillo enciende.
Respuesta: Le falta el camino de regreso: un segundo cable del botoncito del bombillo al polo − de la pila.
Ejemplo resuelto
¿Por qué el interruptor pide un cable más?
Valentina armó un circuito de pila y bombillo con dos cables. Ahora quiere ponerle un interruptor, todo en un solo camino. ¿Le alcanzan los mismos dos cables?
Ver la solución paso a paso
Sin interruptor, un cable va de un polo de la pila al bombillo y otro vuelve del bombillo al otro polo.
El interruptor se pone en el camino, así que parte uno de esos cables en dos tramos: de la pila al interruptor y del interruptor al bombillo.
Cada tramo necesita su propio cable. Por eso hace falta un cable más que sin interruptor.
Respuesta: No le alcanzan: el interruptor parte el camino en un tramo más, y ese tramo necesita otro cable.
Ejemplo resuelto
Los dos cables en el mismo polo
Mariana conecta un cable del polo + a la rosca del bombillo, y otro cable también del polo + al botoncito. El bombillo no enciende. Mariana dice: «Pero si los dos contactos del bombillo tienen cable». ¿Qué pasó?
Ver la solución paso a paso
Es cierto que el bombillo tiene sus dos contactos conectados. Pero miramos la pila: los dos cables salen del mismo polo, el +.
El polo − quedó libre. Para hacer el recorrido completo, la corriente tiene que llegar al otro polo de la pila, y aquí ningún cable la lleva hasta allá.
La solución es pasar uno de los dos caimanes del polo + al polo −. Así la pila queda conectada por sus dos polos y el bombillo enciende.
Respuesta: El circuito no estaba cerrado: la pila tiene que estar conectada por sus dos polos, uno en cada contacto del bombillo.
Práctica
Mira otra vez la figura de los tres montajes A, B y C. ¿En cuál enciende el bombillo?
En A no hay camino de regreso. En C los dos cables salen del polo + y el polo − queda libre. Solo en B la corriente puede salir de un polo, pasar por el bombillo y volver al otro polo.
Tomás dice: «Por un cable sale electricidad del polo +, por el otro sale electricidad del polo −, y las dos chocan en el bombillo. Por eso alumbra». ¿Qué le responderías?
La corriente recorre el circuito en un solo sentido, como la cadena de una bicicleta: entra al bombillo por un contacto y sale por el otro. Los dos polos son necesarios, y la corriente no se gasta en el bombillo: lo que se gasta con el tiempo es la pila.
En la mesa de Mariana hay cuatro montajes con una pila y un bombillo. ¿En cuál enciende el bombillo?
La corriente necesita un camino cerrado de un polo al otro, pasando por el bombillo. Con un solo cable, con los dos cables en el mismo polo o tocando un solo polo, el camino no se cierra.
Andrés quiere ponerle un interruptor al circuito de su bombillo para poder apagarlo sin desarmar nada. ¿Dónde lo pone?
El interruptor tiene que estar en el camino por donde pasa la corriente: así, al abrirlo, corta el camino y el bombillo se apaga; al cerrarlo, lo une otra vez.
En el salón, a dos grupos no les encendió el bombillo porque dejaron un caimán suelto. ¿Por qué no encendió?
Un caimán suelto es un camino cortado, como un interruptor abierto: el circuito queda abierto y la corriente no llega de un polo al otro.
La linterna de Juliana está apagada, con el interruptor abierto. Ella mueve el interruptor una vez. ¿Qué pasa y por qué?
Con el interruptor abierto el camino está cortado. Al moverlo, se cierra: la corriente da la vuelta completa y el bombillo enciende, hasta que lo vuelva a abrir.
En un circuito cerrado con pila, interruptor y bombillo, ¿por dónde pasa la corriente?
La corriente da una vuelta completa: pasa por todas las piezas del camino y regresa a la pila. Si una pieza o un cable falta, la vuelta se corta.
Cada cable de la práctica tiene un caimán en cada punta. ¿Para qué sirven los caimanes?
Los caimanes agarran firme las laminitas del portapilas y del portabombillo. Así el cable queda bien unido y el camino de la corriente no se corta.
Reto
¿Enciende o no enciende el bombillo?
El bombillo enciende si la corriente puede salir de un polo de la pila, pasar por el bombillo y volver al otro polo.
Reto
Abre el candado del circuito.
Cada respuesta es una cifra del código, del 0 al 9.
Reto
El crucigrama del circuito.
Lee cada pista y escribe la palabra. No lleva tildes.
Cierre
En resumen
Un circuito básico tiene una fuente (la pila), conductores (los cables) y un dispositivo (el bombillo).
La pila tiene dos polos, + y −, y el bombillo tiene dos contactos, la rosca y el botoncito.
El bombillo solo enciende si el circuito está cerrado, de un polo de la pila al otro; un solo cable no basta.
La corriente va en un solo sentido, da la vuelta completa y no se gasta en el bombillo.
El interruptor abre y cierra el camino; nunca se unen los dos polos de la pila con un cable solo.
Vocabulario
- Circuito eléctrico
Camino cerrado por el que pasa la corriente eléctrica: sale de la pila, recorre los cables y el bombillo, y vuelve a la pila.
- Pila
La fuente del circuito: empuja la corriente para que recorra el camino. Tiene dos polos, el positivo (+) y el negativo (−).
- Polo
Cada uno de los dos extremos de una pila donde se conectan los cables. El positivo está marcado con + y el negativo con −.
- Conductor
Material que deja pasar la corriente, como el metal de los cables.
- Circuito cerrado
Circuito con el camino completo, sin cortes: la corriente pasa y el bombillo enciende.
- Circuito abierto
Circuito con el camino cortado en algún punto: la corriente no pasa y el bombillo queda apagado.
- Interruptor
Pieza que abre o cierra el camino de la corriente para apagar o encender un aparato.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Muestre una linterna de pilas y pregunte qué tiene por dentro y por qué a veces no prende. Anote las ideas en el tablero sin corregirlas.
- Explicación · 15 min — Partes del circuito, polos y contactos, y camino cerrado con la figura de los tres montajes. Antes de entregar materiales, repase en voz alta los cuidados.
- Práctica · 20 min — En grupos de tres, con pila AA en portapilas, bombillo de linterna de una pila en su portabombillo y dos o tres cables con caimanes: primero intentan con un solo cable, luego cierran el circuito y después agregan el interruptor. Pase por las mesas revisando que ningún cable una los dos polos de la pila sin bombillo. Luego, preguntas y retos.
- Cierre · 5 min — Vuelva a las ideas del inicio y pida que cada grupo explique con las palabras camino cerrado por qué su bombillo encendió.
Preguntas para el salón
- ¿Por qué una linterna con pilas nuevas puede no prender?
- Si la electricidad saliera solo del polo +, ¿qué pasaría al desconectar el polo −? Pruébenlo.
- ¿Dónde está el interruptor en la linterna de su casa y qué hace por dentro?
Errores típicos
- Creer que basta un cable de la pila al bombillo. Deje que lo intenten con un solo cable. Cuando no encienda, pida que sigan el camino con el dedo y encuentren dónde se corta.
- Creer que la corriente sale solo del polo + o que llega por los dos cables y choca en el bombillo. Pida que suelten el caimán del polo − y observen. Use la fila de personas que da vueltas a la cancha: todos avanzan en el mismo sentido y nadie choca.
- Creer que la corriente se gasta en el bombillo y regresa menos. Use la cadena de la bicicleta: toda se mueve a la vez y por arriba pasa tanta cadena como por abajo. Lo que se gasta con el tiempo es la pila.
- Conectar los dos cables al mismo polo de la pila o al mismo contacto del bombillo. Pida que marquen con el dedo el polo +, el polo −, la rosca y el botoncito, y que comprueben que cada cable une un polo distinto con un contacto distinto.
Tarea sugerida
Con un adulto, mirar una linterna de la casa sin desarmarla: dibujar dónde van las pilas, dónde está el interruptor y dónde está el bombillo, y escribir en dos frases por dónde creen que va el camino de la corriente.