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Materiales
¡Haz tus cálculos
iniciales!
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¡Arma tu
circuito!
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Materiales:
Antes de comenzar, repasemos los materiales que necesitamos:
Tablero de madera 60x60
Cinta de aislar
Tijeras o navaja
Pinzas de electricista
1 foco de 40 W
2 focos de 10 W
4 metros de cable calibre 14 AWG
Desarmadores de cruz y plano
3 bases de focos (sockets)
Enchufe polarizado de dos terminales
Calculadora científica
2 Interruptores
Los interruptores deben ser capaces de controlar la corriente máxima. ¿Pero cómo
elegir los correctos?
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¡Haz tus cálculos iniciales!
Calcula la corriente total del siguiente circuito eléctrico mixto para elegir los
interruptores correctos.
² Voltaje de la fuente = 120 V.
² 2 focos conectados en serie.
² Potencia de foco 1 = 10 W / 1440 ohms de resistencia.
² Potencia de foco 2 = 10 W / 1440 ohms de resistencia.
² Segunda malla con foco de 40 W / 360 ohms de resistencia conectado
paralelamente.
² Interruptor 1, que abre o cierra todo el circuito.
² Interruptor 2, que abre y cierra la corriente para el foco 1.
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La medición de corriente total que circula por el circuito presentará variaciones:
una para cuando el interruptor 2 esté abierto y otra para cuando esté cerrado.
De estos dos resultados, toma como referencia el mayor para comprar los
interruptores.
Calcula la corriente total con los valores que aparecen en el recuadro.
1. Primero, identifica cuáles resistencias están conectadas en serie y cuáles en
paralelo.
2. Luego, mide la resistencia equivalente de las resistencias conectadas en serie, con la
fórmula:
3. Mide la resistencia equivalente en el circuito mixto.
Resistencia 1 + Resistencia 2
Es decir, 1440 + 1440.
4. Ahora sustituye en el diagrama las resistencias en serie para formar dos resistencias
en paralelo.
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5. Enseguida calcula la resistencia equivalente con tu calculadora científica, de la
siguiente manera:
1
La primera resistencia es el resultado de sumar las resistencias
en serie. Entonces, ingresa este valor en la calculadora y luego
presiona el botón de recíproco.
El “recíproco” está indicado por el símbolo 1/X o X-1. Para
utilizarlo sólo tienes que presionar este botón después de
ingresar la cifra.
2
3
Después presiona el botón de igual para obtener el resultado de
la sumatoria.
Una vez que la calculadora dé el resultado, vuelve a presionar
el botón 1/X y la pantalla te mostrará el resultado final de la
resistencia equivalente de todo el circuito.
4
Por tanto, para calcular la corriente total sólo necesitamos la
resistencia equivalente de todo el circuito y la fuente de voltaje.
5
Ahora, sólo falta sustituir estos valores en la fórmula.
6. Suma los recíprocos de las resistencias.
7. Calcula el recíproco de esa sumatoria.
Para el cálculo de la corriente total, la resistencia equivalente de todo el circuito y la fuente de
voltaje son todos los valores que necesitamos.
8. Calcula la corriente total para cuando el interruptor 2 está cerrado, es decir, creando
un cortocircuito que impide el paso de la corriente al foco 1.
9. Omite la resistencia del foco 1, y pasa directamente al cálculo de la resistencia
equivalente del circuito paralelo que se forma sólo por el foco 2 y el foco 3.
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10. Ahora utiliza la calculadora científica de la siguiente manera:
Ingresa la resistencia del foco 2: 360.
Presiona el botón de recíproco.
Presiona el botón de más , porque es una sumatoria.
Ingresa la resistencia del otro foco en paralelo: 144.
Vuelve a presionar el botón de recíproco.
Presiona el botón de igual
para obtener el resultado de la
sumatoria.
² Con el resultado, vuelve a presionar el botón de recíproco
y la pantalla te mostrará el resultado final de la resistencia
equivalente.
²
²
²
²
²
²
Con este valor, calcula la corriente utilizando la fórmula:
Corriente es igual a voltaje entre resistencia.
En este caso, la corriente es igual a 120 entre la resistencia
equivalente que acabas de calcular.
11. Compara ambos resultados de corriente. Toma en cuenta el valor de corriente
mayor para elegir los interruptores que vas a utilizar.
12. Completa la tabla con los resultados de tus cálculos de la resistencia equivalente
con el interruptor 2 abierto, así como cuando esté cerrado. Se te van a solicitar en la
plataforma.
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Elemento
Resultados
Resistencia equivalente para el
interruptor 2 abierto.
Resistencia equivalente para el
interruptor 2 cerrado.
Corriente máxima total
del circuito.
Si deseas comprobar tus resultados, aplica la ley de
Kirchhoff: la sumatoria de todas las corrientes es igual a la
corriente total del circuito.
Necesitas obtener la corriente total de la conexión en serie
entre el foco 1 y 2 y la corriente del foco 3; después, súmalas.
El resultado debe ser muy cercano a la corriente total de todo
el circuito con el interruptor 2 abierto.
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¡Arma tu circuito!
Conecta a la madera:
1. Cables:
Toma los 4 metros de cable y con las pinzas de electricista, corta:
6 trozos de 25 cm
1 trozo de 30 cm y
1 trozo más de 50 cm
Guarda el resto del cable en caso de que necesites repuestos.
Retira 2 cm del aislante de la punta de todos los cables.
¡Recuerda no cortar los hilos de cobre que protege el aislante!
2. Enchufe:
Retira la tapa con tu desarmador plano y afloja el tornillo.
Para conectar el enchufe, toma el cable de 30 cm y enrolla una de las puntas
descubiertas en alguna de las terminales.
Cuida que los hilos de cobre se enrollen bien, en el mismo sentido que gira el tornillo, y
apriétalo para darle firmeza.
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Recuerda: este procedimiento puede cambiar dependiendo del modelo de
enchufe. Puede haber terminales cuya forma requiere insertar el cable, no enrollarlo en
un tornillo.
3. Interruptor:
Retira la tapa con el desarmador.
En una de las terminales conecta el
enchufe del mismo modo que el cable
anterior, pero en el otro extremo.
Recuerda aflojar el tornillo, enrollar
la punta y apretar hasta que se sostenga
de manera firme.
En la otra terminal, conecta uno de los cables de
25 cm enrollando en el tornillo una de las puntas
descubiertas.
Coloca nuevamente la tapa.
La punta que quedó suelta es la que irá a la terminal
fase del primer socket.
4. Primer socket:
La punta que va a la base del socket es la terminal fase y
la otra, que va a la rosca, es la terminal de neutro.
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Con otro de los cables de 25 cm, conecta una de las puntas a la terminal de neutro de
este socket y la otra punta a la terminal fase del segundo.
Para finalizar el circuito, toma un tercer cable de 25 cm y conéctalo a la terminal de
neutro del segundo socket.
¡Es hora de volver al diagrama!
Observa que del
nodo señalado sale el
interruptor 2 y una malla
con la resistencia que
representa el tercer foco.
Para añadir esa malla, haz un amarre tipo T en el cable que conecta el interruptor 1
con el primer socket que conectaste.
Retira aproximadamente 4 cm de aislante.
Con las pinzas de electricista, haz dos cortes superficiales, uno en cada extremo de la
parte que se va a descubrir.
Recuerda que no debes cortar los hilos de cobre del interior.
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Con una navaja, retira el aislante por la cara de arriba y luego por la cara de abajo.
Intenta desenredar los hilos descubiertos girándolos un poco y luego haz un ojal entre
ellos para atravesar la punta de otro de los cables de 25 cm.
Cierra un poco el ojal de lado derecho y con los hilos de la punta que salen del otro
lado vas a rodearlo hacia el extremo.
Recuerda que las vueltas no deben empalmarse.
Presiona un poco la última vuelta para que no queden hilos sueltos que perforen el
encintado que pondrás más adelante. Por ahora deja esta conexión así.
De este otro lado del cable conecta el último socket. Ya sabes cómo, en la terminal
fase.
Con el tramo de cable más largo, el que mide 50 cm, conecta una de las puntas a la
terminal de neutro del socket.
Conecta la otra punta a la terminal que quedó libre del enchufe.
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Hace falta:
Conectar la punta suelta del circuito en serie y encintar.
Recuerda que no debes encintar todavía porque harás una
conexión al interruptor 2, el cual hará el cortocircuito del
foco 1.
Toma otro de los cables de 25 cm y amárralo:
Abre el ojal.
Atraviesa.
Enrolla.
Encintado:
Dobla hacia el mismo lado dos de los cables.
Pega antes de donde termina el aislante.
Enrolla hasta llegar al otro extremo.
Una vez que hayas pasado el aislante, regresa a donde comenzaste y corta con unas
tijeras o navaja.
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Esta conexión es para el interruptor 2, de manera que si
queremos que funcione, tenemos que realizar otro amarre
tipo T, pero en el cable que conecta el socket del foco 1 con el
del foco 2.
Amarre tipo T para el interruptor 2:
Retira el aislante a este cable, ya conectado.
Vuelve a hacer los cortes paralelos, pero esta vez a una distancia de 2 cm.
Con la navaja retira la cara de arriba y la de abajo.
Finalmente, haz el ojal.
En esta ocasión, ¡sólo se va amarrar un cable y no dos!
Toma la punta del último cable de 25 cm
y divide los hilos de cobre en dos grupos:
Con uno atraviesa el ojal por la parte
de arriba.
Con otro atraviesa por la parte de
abajo.
Cierra el ojal y enrolla los hilos hacia los
extremos opuestos (uno a la izquierda y el
otro hacia la derecha).
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¡No olvides finalizar apretando con las pinzas y encintando!
Los cables están amarrados y encintados. Es momento
de conectarlos a las terminales del interruptor 2. Recuerda
que para descubrir las terminales hay que retirar la tapa con
ayuda del desarmador y, una vez conectado todo, debes
volver a colocarla.
Cierra el circuito conectando esta punta suelta al cable de 50 cm, que va desde el socket
del foco 3 al enchufe.
Realiza otro amarre en T y encíntalo.
¡Acomoda tu circuito tal como está en el diagrama, para
que lo puedas visualizar mejor!
Enchufa tu circuito y corrobora que todo funcione bien, incluidos los interruptores.
Acciona el interruptor 1 para pasar corriente hacia todo el circuito. Cuando todos los
focos estén encendidos, ¡toma una foto!
Acciona el interruptor 2 para crear un cortocircuito en el primer foco y apágalo. Cuando
esto suceda, ¡también toma una foto!
¡No olvides ingresar los resultados de tus cálculos en las plataformas y
enviar las fotografías que acabas de tomar como evidencia!
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