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Circuitos eléctricos: investigación sobre circuitos en serie y en paralelo

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Página 77 de Libro de Ciencias Naturales – Quinto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024
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Respuesta rápida

  1. Independiente: tipo de circuito. Dependiente: si las ampolletas encienden. 2) En serie una falla apaga todo; en paralelo las demás siguen encendidas.
📚 exercise ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 77

Libro de Ciencias Naturales – Quinto Básico | Texto del Estudiante MINEDUC – Descargar PDF · 2024

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Ejercicio 1

¿Cuáles son las variables experimentales involucradas?

  1. Variable independiente: el tipo de conexión del circuito (en serie o en paralelo). Es lo que se cambia a propósito.
  2. Variable dependiente: el funcionamiento de las ampolletas, es decir, si encienden o no y con qué brillo. Es lo que se mide u observa.
  3. Variables controladas: se mantienen constantes el número de pilas (4 pilas de 1{,}5\,\text{V}, es decir 6\,\text{V} en total), el voltaje de cada ampolleta (1{,}5\,\text{V}), el tipo de ampolletas, los cables y el estado inicial de los circuitos.
  4. Variable a manipular en el paso 3: la condición de una ampolleta (buena o dañada), que actúa como una resistencia que se interrumpe o se altera.
Respuesta

Independiente: tipo de circuito (serie/paralelo). Dependiente: si las ampolletas encienden (funcionamiento). Controladas: número y voltaje de pilas, tipo de ampolletas y cables.

2
Ejercicio 2

Formulen una predicción a la pregunta planteada.

  1. En un circuito en serie todos los componentes están en un único camino: la corriente pasa por una ampolleta y luego por la otra.
  2. Si una ampolleta se daña y abre el camino, la corriente no puede circular y todas las ampolletas se apagan.
  3. En un circuito en paralelo cada ampolleta tiene su propio camino entre los mismos puntos; si una se daña, su rama se interrumpe, pero las otras ramas siguen conectadas.
  4. Por lo tanto, en paralelo las ampolletas restantes continúan encendidas (con brillo similar).

Paso 1

Monten el modelo del circuito A y ciérrenlo (circuito en serie).

  1. Unan con cable de timbre: borne positivo de la pila → interruptor → portalámparas 1 → portalámparas 2 → borne negativo de la pila, formando un solo camino cerrado.
  2. Coloquen las ampolletas en los portalámparas y cierren el interruptor.

Respuesta orientativa: Ambas ampolletas encienden con el mismo brillo, porque la misma corriente recorre un único camino.

Paso 2

Monten el modelo del circuito B y ciérrenlo (circuito en paralelo).

  1. Conecten cada ampolleta con su propio par de cables a los mismos dos puntos del circuito (bornes de la fuente), formando dos ramas independientes.
  2. Cierren el interruptor general.

Respuesta orientativa: Las dos ampolletas encienden; cada una recibe el voltaje completo de la fuente a través de su propia rama.

Paso 3

Desconecten una de las ampolletas en cada uno de los circuitos.

  1. En el circuito A (serie), al retirar una ampolleta se abre el único camino: la corriente se interrumpe y la ampolleta que queda se apaga.
  2. En el circuito B (paralelo), al retirar una ampolleta se abre solo esa rama; la otra rama sigue completa y su ampolleta continúa encendida.
  3. Conclusión: una ampolleta dañada (resistencia que se abre) deja sin funcionar todo el circuito en serie, pero no afecta a las demás ramas en paralelo.

Respuesta: Serie: al desconectar una ampolleta se apagan todas. Paralelo: las ampolletas restantes siguen encendidas.

Respuesta

En serie, al dañarse una ampolleta todas se apagan; en paralelo, las demás siguen encendidas porque cada ampolleta tiene su propio camino de corriente.

Contenido de la página

Taller de habilidades científicas

Circuitos eléctricos

En grupo, realicen la siguiente actividad:

Observar y preguntar

Arturo y Josefina se plantearon la siguiente pregunta de investigación:

¿Cómo afecta al funcionamiento de circuitos en serie y en paralelo una resistencia dañada?

  1. ¿Cuáles son las variables experimentales involucradas?
  2. Formulen una predicción a la pregunta planteada.

Planificar y conducir una investigación

Consigan los materiales y armen los circuitos que representan estos esquemas:

Materiales

  • 4 ampolletas de 1{,}5\,\text{V}
  • 4 pilas de 1{,}5\,\text{V}
  • 2 interruptores
  • 4 portalámparas
  • cable de timbre
  • cinta adhesiva
  • tijeras
  • tabla o plumavit
  1. Monten el modelo del circuito A y ciérrenlo.
  2. Monten el modelo del circuito B y ciérrenlo.
  3. Desconecten una de las ampolletas en cada uno de los circuitos.

El esquema A muestra dos ampolletas conectadas en serie con una pila y un interruptor. El esquema B muestra dos ampolletas conectadas en paralelo con una pila y un interruptor.

Unidad 4 · La energía eléctrica — Página 76

Ejemplos resueltos

Si se conectan 4 pilas de 1{,}5\,\text{V} en serie, ¿qué voltaje total entregan al circuito?

En serie los voltajes se suman: V_{total} = 4 \times 1{,}5\,\text{V} = 6\,\text{V}. Por eso las ampolletas de 1{,}5\,\text{V} pueden encender con buen brillo al repartirse el voltaje.

Tablas (2)

Material Cantidad Característica
Ampolletas 4 1{,}5\,\text{V}
Pilas 4 1{,}5\,\text{V}
Interruptores 2 —
Portalámparas 4 —
Cable de timbre — conductor
Cinta adhesiva — aislante/fijación
Tijeras 1 —
Tabla o plumavit 1 base de montaje
Aspecto Circuito A (serie) Circuito B (paralelo)
Caminos de la corriente Uno solo Dos ramas
Voltaje en cada ampolleta Se reparte Completo en cada rama
Si una ampolleta se daña Se apagan todas Las demás siguen encendidas

Diagramas (2)

graph LR
  P[Pila 6 V] --> I[Interruptor]
  I --> A1[Ampolleta 1]
  A1 --> A2[Ampolleta 2]
  A2 --> P
graph LR
  P[Pila 6 V] --> I[Interruptor]
  I --> N[Nodo]
  N --> A1[Ampolleta 1]
  N --> A2[Ampolleta 2]
  A1 --> M[Nodo]
  A2 --> M
  M --> P

Fórmulas y ecuaciones

V = 4 \times 1{,}5\,\text{V} = 6\,\text{V}

V_{total} = V_1 + V_2 \;\text{(serie)}

V_{total} = V_1 = V_2 \;\text{(paralelo)}

Glosario (6)

Circuito en serie
Circuito donde los componentes se conectan uno a continuación de otro, formando un único camino para la corriente.
Circuito en paralelo
Circuito donde los componentes se conectan en ramas independientes entre los mismos puntos, de modo que cada uno tiene su propio camino.
Variable independiente
Factor que el investigador cambia o manipula a propósito en el experimento.
Variable dependiente
Factor que se observa o mide y que puede cambiar como consecuencia de la variable independiente.
Variable controlada
Factor que se mantiene constante durante todo el experimento para que no afecte los resultados.
Resistencia
Componente que se opone al paso de la corriente eléctrica; una ampolleta actúa como resistencia.

Preguntas para practicar

¿Por qué en un circuito en serie basta con que una ampolleta se dañe para que todas dejen de funcionar?

Porque en serie todos los componentes comparten un único camino para la corriente. Si una ampolleta se daña, ese camino queda abierto y la corriente no puede circular, por lo que ninguna ampolleta enciende.

¿Qué ventaja tiene conectar ampolletas en paralelo en una casa?

En paralelo cada ampolleta o artefacto tiene su propio camino, así que si uno se daña o se apaga, los demás siguen funcionando. Además, cada uno recibe el voltaje completo de la red.

Temas y conceptos clave

Circuitos eléctricosInvestigación experimentalHabilidades científicascircuito en seriecircuito en paraleloresistencia dañadavariable independientevariable dependientevariable controladapredicción
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Figuras de la página (1)

Esquema A: circuito en serie con una pila, un interruptor y dos ampolletas conectadas una tras otra en un único camino.
Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Por qué en un circuito en serie al quemarse una ampolleta se apagan todas?
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¿Qué diferencia hay entre circuito en serie y en paralelo?
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¿Qué son las variables independiente, dependiente y controlada en un experimento?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Reconocer componentes básicos de un circuito (pila, cables, interruptor, ampolleta)
  • • Saber que la corriente eléctrica necesita un camino cerrado
  • • Identificar variables en una investigación científica
Siguiente tema sugerido
Representación de circuitos con símbolos y medición de voltaje e intensidad de corriente
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Taller de habilidades cientificas

Circuitos eléctricos

En grupo, realicen la siguiente actividad:

Observar y preguntar

Arturo y Josefina se plantearon la siguiente pregunta de investigación:

iCómo afecta al funcionamiento de circuitos en serie y en paralelo una resistencia danada?

  1. jCuáles son las variables experimentales involucradas?

  2. Formulen una predicción a la pregunta planteada.

Planificar y conducir una investigación

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Unidad 4 · La energía eléctrica

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