Ley de Ohm para un circuito cerrado – resistencia interna
FísicaElectricidad y circuitosEdades 16–17Laboratorio virtual
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Un circuito cerrado formado por una fuente (fem E, resistencia interna r) y un reóstato R. Arrastra el cursor directamente sobre el esquema para ver cómo cambian I = E/(R + r), la tensión en bornes U = IR = E − Ir, la potencia P = I²R y el rendimiento H = U/E; la gráfica P(R) muestra que la potencia externa es máxima cuando R = r. La pantalla Práctica fem es la práctica: lee un voltímetro y un amperímetro con errores reales y representa V frente a I para hallar ε y r. La pantalla Potenciómetro compara dos fem y mide la resistencia interna con un hilo potenciométrico.
Lección: Fuente, fem, resistencia interna; ley de Ohm para el circuito completo; potencia y rendimiento de una fuente; práctica: fem y resistencia interna de una pila; potenciómetro
Qué muestra
Una fuente real, como una pila, tiene una fem y una resistencia interna r. La corriente es I = E/(R + r), así que la tensión en bornes baja al aumentar la corriente: V = ε − Ir. La potencia externa I²R es máxima cuando R = r, con un rendimiento de solo el 50 %. La práctica fem añade errores de los aparatos, por lo que hace falta ajustar una recta de V frente a I: la ordenada en el origen es ε y la pendiente es −r. El potenciómetro mide una tensión sin tomar corriente de la pila en el equilibrio, así que compara fem directamente.
Cómo usarla
En Circuito, ajusta Fem E y Resistencia interna r y arrastra el reóstato del esquema. En Práctica fem, elige la Pila que se mide, pulsa Cerrar interruptor, cambia Resistencia de carga R y pulsa Registrar datos en cada caso; después marca Mostrar recta de ajuste. En Potenciómetro, elige el Experimento, lleva el cursor por el hilo o usa Posición del cursor l hasta el punto nulo y registra las longitudes de equilibrio.
Parámetros que puedes cambiar
- Fem E 1–24 V
- Resistencia interna r 0,1–5 Ω
- Resistencia externa R 0,1–20 Ω
- Pantalla Circuito, Práctica fem, Potenciómetro
- Pila que se mide (Práctica fem) Pila A, Batería B (dos pilas), Pila C (muy usada), E y r de la pantalla Circuito
- Experimento con potenciómetro Comparar dos fem, Resistencia interna
Preguntas para explorar
- ¿Por qué baja la tensión en bornes de una pila cuando aumenta la corriente que entrega?
- En una gráfica de V frente a I, ¿qué te dicen la ordenada en el origen y la pendiente sobre la pila?
- ¿Por qué un potenciómetro en equilibrio mide la fem y no la tensión en bornes?
