Assessment: Problemas verbales para seleccionar el valor de resistencia adecuado

Problema 1: Iluminación de un LED

Deseas alimentar un LED con una corriente de 20 mA (0.02 A) utilizando una batería de 3V. ¿Qué valor de resistencia debes colocar en serie con el LED para limitar la corriente a este valor?

Problema 2: Carga de una batería

Quieres cargar una batería recargable de 1.2V a una tasa de 100 mA. Si tienes una fuente de alimentación de 5V, ¿qué resistencia necesitas colocar en serie con la batería para lograr esta corriente de carga?

Problema 3: Experimento con un motor pequeño

Tienes un pequeño motor DC que funciona a una tensión de 6V y requiere una corriente de 500 mA. Si tu fuente de alimentación es de 9V, ¿qué valor de resistencia debes usar para limitar la corriente al valor requerido por el motor?

Para resolver estos problemas, los estudiantes pueden utilizar la Ley de Ohm:

• V = I * R Donde:
  • V = Voltaje (en voltios)
  • I = Corriente (en amperios)
  • R = Resistencia (en ohmios)

Pasos a seguir:

1. Determinar la caída de voltaje en la resistencia: Restar el voltaje deseado en la carga (LED, batería, motor) del voltaje de la fuente.
2. Calcular la resistencia: Utilizar la Ley de Ohm para encontrar el valor de la resistencia necesaria para lograr la corriente deseada con la caída de voltaje calculada.

Ejemplo (Problema 1):

• Caída de voltaje en la resistencia: 3V (fuente) - 2V (suponiendo una caída de voltaje típica en un LED) = 1V
• Resistencia: R = V / I = 1V / 0.02A = 50 ohmios

Importante:

• Los estudiantes deben tener en cuenta la potencia disipada en la resistencia (P = I² * R) para asegurarse de que la resistencia seleccionada no se sobrecaliente.
• Es recomendable que los estudiantes verifiquen sus cálculos y consideren tolerancias en los componentes electrónicos.

Ampliando el aprendizaje:

• Se pueden plantear preguntas adicionales sobre la potencia disipada en la resistencia y la elección de una resistencia con una potencia nominal adecuada.
• Se puede explorar el concepto de divisor de voltaje y cómo se utiliza para obtener diferentes voltajes a partir de una fuente de alimentación.
• Se pueden realizar simulaciones de circuitos para verificar los cálculos y visualizar el comportamiento del circuito.

Estos ejercicios brindan una excelente oportunidad para que los estudiantes apliquen la Ley de Ohm en situaciones prácticas y desarrollen habilidades de resolución de problemas en el contexto de circuitos eléctricos.