Dos bombillos en un circuito

45 min · DBA 1

Lo que vas a aprender

Conectar dos bombillos en serie y en paralelo, con el docente, y dibujar sus diagramas.
Comparar el brillo de los bombillos en serie y en paralelo con el de un bombillo solo.
Predecir qué bombillos quedan encendidos cuando se afloja uno, en serie y en paralelo.
Explicar por qué las luces de la casa van cada una con su propio camino.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

En diciembre, don Arturo cuelga una tira de luces en el balcón. Un bombillito se afloja y toda la tira se apaga. En cambio, cuando se funde el bombillo del baño, la cocina y la sala siguen iluminadas. ¿Por qué en un caso se apaga todo y en el otro no?

La respuesta está en cómo se conectan los bombillos. En esta lección vas a armar dos bombillos de dos maneras distintas y vas a comparar lo que ves.

Explicación

Los materiales

Para esta práctica, con el docente, se usa un portapilas con dos pilas AA en fila, dos bombillos de linterna iguales, hechos para dos pilas, en sus portabombillos, y cables con caimanes. Primero se conecta un solo bombillo y se mira bien su brillo: es la medida para comparar.

Dos bombillos en serie

En serie quiere decir uno detrás de otro, en un solo camino. La corriente sale de un polo, pasa por el primer bombillo, después por el segundo y vuelve al otro polo. No tiene otra ruta.

Al cerrar el circuito verás dos cosas:

Los dos bombillos brillan menos que el bombillo solo. Con dos filamentos en el mismo camino, a la pila le cuesta más empujar la corriente, y pasa menos corriente por todo el camino.
Los dos brillan igual. Muchos creen que el primero, el más cerca del polo +, brilla más, porque la corriente «se gasta» en él. No es así. En un circuito en serie la corriente es la misma en todos los puntos del camino: la misma antes del primer bombillo, entre los dos y después del segundo. Recuerda la cadena de la bicicleta: por todas partes pasa tanta cadena como por cualquier otra.

¿Y si aflojas uno? Su contacto se separa y el camino queda cortado. Como hay un solo camino, la corriente deja de pasar por todo el circuito y los dos se apagan. Es lo que le pasó a la tira de luces de don Arturo.

Dos bombillos en paralelo

En paralelo quiere decir que cada bombillo tiene su propio camino entre los dos polos de la pila. Es como una calle que se abre en dos: parte de la corriente va por un bombillo y parte por el otro, y después se vuelven a juntar antes de llegar a la pila.

Al cerrar el circuito, cada bombillo brilla igual que el bombillo solo, porque cada uno recibe el empuje completo de la pila. Eso sí, la pila se gasta más rápido, porque ahora alimenta dos bombillos a la vez.

¿Y si aflojas uno? Solo se corta su camino. El otro bombillo sigue conectado a los dos polos y sigue encendido. Quitar un bombillo en paralelo no apaga a los demás.

Dos bombillos iguales con dos pilas en fila. A la izquierda, en serie: un solo camino pasa por A y luego por B; los dos brillan igual, y menos que un bombillo solo. A la derecha, en paralelo: cada bombillo tiene su propio camino entre los polos; los dos brillan como un bombillo solo.

Lo que pasa al aflojar el bombillo B. En serie (izquierda), el camino único queda cortado y A también se apaga. En paralelo (derecha), solo se corta el camino de B; A sigue conectado a los dos polos y sigue encendido.

Dos bombillos en serie, en un solo camino. Afloja uno de los bombillos y mira qué le pasa al otro: el camino queda cortado y se apagan los dos.

Los mismos dos bombillos en paralelo, cada uno con su propio camino. Afloja uno y mira el otro: sigue encendido, porque su camino no se cortó. Si abres el interruptor del cable común, se apagan los dos.

Las luces de la casa

En la casa, cada bombillo tiene su propio camino, como en paralelo, y su propio interruptor. Por eso puedes apagar la luz de la cocina sin dejar a oscuras la sala, y si se funde el bombillo del baño, los demás siguen encendidos. Además, cada bombillo recibe el empuje completo y brilla lo que tiene que brillar. Si las luces de la casa fueran en serie, al fundirse una se apagarían todas.

Cuidados

Todo se arma con el docente, con pilas AA o AAA, bombillos de linterna y cables con caimanes. Nunca el tomacorriente de la pared.
En paralelo, cada camino tiene que llevar su bombillo. Un camino hecho solo con un cable, de un polo al otro, es como unir los dos polos de la pila con un cable solo: el cable y la pila se calientan y te puedes quemar.
Para aflojar un bombillo, desenróscalo un poquito con los dedos y suéltalo; si lleva rato encendido, espera a que se enfríe.

Ejemplo resuelto

Aflojar un bombillo en serie y en paralelo

Lucas arma dos bombillos en serie y Natalia dos en paralelo, con dos pilas en fila. Cada uno afloja su bombillo B. ¿Qué pasa con el bombillo A de cada uno?

Ver la solución paso a paso

En el circuito de Lucas hay un solo camino, que pasa por A y por B. Al aflojar B, el camino se corta.
Sin camino completo, la corriente no pasa por ninguna parte del circuito. A también se apaga, aunque nadie lo tocó.
En el circuito de Natalia, A y B tienen cada uno su camino entre los polos. Al aflojar B, solo se corta el camino de B.
El camino de A sigue completo, de un polo al otro. A sigue encendido, con el mismo brillo.

Respuesta: En serie, el bombillo A de Lucas se apaga; en paralelo, el bombillo A de Natalia sigue encendido.

Ejemplo resuelto

¿Brilla más el primero?

En el circuito en serie de Mariana, el bombillo A está más cerca del polo + que el bombillo B. Su compañero dice que A brilla más, porque «le llega la corriente primero». ¿Cómo lo comprueban?

Ver la solución paso a paso

Miran con cuidado los dos bombillos. Si son iguales, brillan igual: la corriente es la misma en todos los puntos del camino, y por A pasa la misma corriente que por B.
Para estar seguros, cambian de lugar los dos bombillos: B queda ahora más cerca del polo +.
Si un bombillo brillaba un poquito más que el otro, sigue brillando más en su nuevo lugar. Eso pasa porque los bombillos de fábrica nunca salen idénticos, no por el lugar que ocupan.
Conclusión: el orden en el camino no cambia el brillo. La corriente no se gasta en el primer bombillo.

Respuesta: Cambiando de lugar los bombillos: el brillo no depende de cuál va primero, porque en serie la corriente es la misma en todo el camino.

Cierre

En resumen

En serie los bombillos van uno detrás de otro, en un solo camino; en paralelo cada uno tiene su propio camino.
En serie, dos bombillos iguales brillan igual y menos que uno solo; la corriente es la misma en todos los puntos del camino.
En serie, si se afloja un bombillo, el camino se corta y se apagan todos.
En paralelo, cada bombillo brilla como si estuviera solo, y si se afloja uno, los demás siguen encendidos.
Las luces de la casa van cada una con su propio camino y su interruptor.

Vocabulario

En serie: Dispositivos conectados uno detrás de otro, en un solo camino. Si se corta el camino en un punto, todo se apaga.
En paralelo: Dispositivos conectados cada uno en su propio camino entre los polos de la pila. Si se corta un camino, los demás siguen funcionando.
Brillo: Qué tanta luz da un bombillo: fuerte, débil o apagado.
Aflojar: Desenroscar un poco el bombillo de su portabombillo, hasta que deje de tocar uno de sus contactos.

Guía para el docente

Tiempos

Inicio · 5 min — Cuente la historia de la tira de luces de don Arturo y pregunte por qué en la casa no pasa lo mismo cuando se funde un bombillo. Anote las ideas.
Explicación · 15 min — Use un portapilas de dos pilas AA y dos bombillos de linterna iguales hechos para dos pilas (dicen 2,5 V o 3 V), en sus portabombillos. Arme primero un bombillo solo para tener la medida del brillo, luego la serie y luego el paralelo, y afloje un bombillo en cada caso.
Práctica · 20 min — Los grupos arman los dos circuitos con usted. Revise que en paralelo cada camino lleve su bombillo y que ningún cable una los dos polos sin bombillo. En la serie, pida que cambien de lugar los bombillos y comparen el brillo. Después, preguntas y retos.
Cierre · 5 min — Vuelva a la pregunta del inicio y pida que la respondan con las palabras serie, paralelo y camino.

Preguntas para el salón

Si en serie el primer bombillo gastara la corriente, ¿qué le pasaría al segundo? ¿Es eso lo que vemos?
¿Por qué en paralelo la pila se gasta más rápido?
¿Cómo sabrían, sin abrir nada, si dos luces de un aparato van en serie o en paralelo?

Errores típicos

Creer que en serie el primer bombillo brilla más que el segundo porque la corriente se gasta. Pida que cambien de lugar los bombillos y comparen. Recuerde la cadena de la bicicleta: la corriente es la misma en todo el camino.
Creer que en paralelo, si se quita un bombillo, se apagan todos. Deje que lo prueben y pida que sigan con el dedo el camino del bombillo que quedó encendido: va de un polo al otro sin pasar por el que se quitó.
Creer que con dos bombillos en paralelo cada uno brilla la mitad. Compare con el bombillo solo: en paralelo cada uno brilla igual, porque recibe el empuje completo de la pila.
Hacer en paralelo un camino con un cable solo, sin bombillo. Revise los montajes antes de cerrar el circuito y explique que ese cable une los dos polos de la pila y se calienta.

Tarea sugerida

Con un adulto, observar las luces de la casa: encender y apagar varias con sus interruptores y anotar si al apagar una se apagan las otras. Escribir en dos frases si van en serie o en paralelo y por qué. Sin abrir interruptores ni tocar cables.