Tengo algunos problemas para entender cómo funcionan las conexiones en serie según un experimento que hice en la escuela.
Tomé dos lámparas y luego las conecté en serie para que la energía vaya inicialmente a la primera y luego a la segunda. Mi libro me dice que en conexión serie, la corriente se mantiene constante en todo el sistema, que también es lo que medí (1,86A), y el potencial de voltaje debería dividirse entre las dos lámparas, que también pude ver (6,55V + 5,16V casi iguala el potencial total del sistema a 11,86).
Esto también lo pude ver, ya que una de las lámparas (la más cercana a + en mi fuente de alimentación) brillaba mucho más que la otra. Lo que no entiendo es, dado que la resistencia de las lámparas es la misma, ¿cómo tiene sentido esto?
Según la Ley de Ohm, U=I*R, esto no tiene sentido. Dada una I constante y la misma R en cada lámpara, ¿U realmente debería permanecer igual también?
Para ser honesto, me sorprende que fueran tan similares. Poner dos focos en serie tiene algunos efectos extraños que pueden resultar confusos cuando los ves por primera vez.
No hay dos lámparas que sean idénticas, una tendrá una resistencia un poco más alta que la otra. La corriente es la misma en ambas lámparas y potencia = resistencia * corriente, lo que significa que una de las lámparas tendrá una disipación de potencia ligeramente superior.
Aquí es donde las cosas raras comienzan a suceder.
Potencia disipada en una lámpara = calor.
La resistencia de (la mayoría) de los metales aumenta con la temperatura.
Entonces, la lámpara de resistencia ligeramente más alta tiene una potencia ligeramente más alta, lo que significa que se calienta un poco más. Si se calienta más, su resistencia aumentará más. Lo que significa que la diferencia en la resistencia aumenta y una mayor proporción de la energía se destina a esa lámpara. Obtienes un efecto de retroalimentación positiva, la lámpara con la mayor resistencia termina significativamente más brillante, mucho más de lo que cabría esperar en función de sus diferencias de resistencia cuando está fría.
Puedes comprobar esto fácilmente:
Midió el voltaje y la corriente de cada lámpara cuando estaban encendidas. Eso significa que puede calcular su resistencia. Usa un medidor para medir la resistencia de los mismos cuando están fuera del circuito y fríos, obtendrás un número muy diferente.
La intensidad de la luz de las lámparas incandescentes está relacionada con la temperatura y el área del filamento (y probablemente un par de factores más).
Pequeñas diferencias en la longitud y el diámetro de los filamentos pueden dar lugar a resistencias ligeramente diferentes (lo que vio en su medición de voltaje).
Eso, a su vez, puede conducir a un consumo de energía algo diferente (P = I * U), y terminas con una temperatura de filamento, intensidad de luz y temperatura de color notablemente diferentes.
TLDR: Las lámparas son idénticas solo en teoría.
¿Has medido la resistencia en ambas lámparas? Creo que encontrará que si realmente los midió, verá que son ligeramente diferentes, por lo tanto, uno es más brillante que el otro. Puede ver que esto es cierto porque si ambos fueran iguales, vería la mitad del voltaje de suministro entre ellos, que según sus resultados, no vio.
Experimento divertido: usa la Ley de Ohm para tratar de calcular cuáles DEBERÍAN ser las resistencias usando los resultados que tienes hasta ahora, luego mide con un multímetro para comparar.
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MCG
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