Batería de Ejercicios de Repaso
Pon a prueba tus conocimientos sobre electricidad y circuitos
💡 Instrucciones para el cuaderno de clase
Lee atentamente cada enunciado. Los ejercicios están basados en situaciones de tu vida diaria (consolas, móviles, patinetes y redes sociales). Responde razonando tus respuestas teóricas y dejando claros todos los pasos y operaciones matemáticas en los problemas de cálculo.
Bloque I: El Átomo, Iones y Conductores (Temas 1 a 3)
El misterio del cable pelado
Estás ordenando los cables detrás del monitor de tu ordenador y encuentras uno con el plástico desgastado que deja ver los hilos de cobre. Explica, usando la estructura del átomo, por qué el cobre se usa para llevar la electricidad y el plástico para proteger tus manos.
La batería del móvil
Los smartphones actuales utilizan baterías de "Iones de Litio". Explica brevemente qué es un ion y qué diferencia física real hay entre un átomo de litio neutro y un ion de litio.
El rayo en mitad de la partida
Estás jugando online y empieza una tormenta eléctrica. Un rayo es una descomunal descarga de electrones libres. ¿Hacia dónde viajan estos electrones de forma natural: hacia una zona de la nube/suelo con carga positiva o hacia una con carga negativa? Razona tu respuesta.
El dilema del agua
En las películas, si un aparato eléctrico cae a la bañera, hay un cortocircuito inmediato. Sin embargo, el agua pura (destilada) no conduce la electricidad. ¿Qué "invitados" tiene el agua del grifo o de una piscina para que se convierta en una excelente conductora?
Electricidad estática en el instituto
Al quitarte la sudadera a toda prisa de camino al patio, notas un chasquido y se te eriza el pelo. ¿Qué partículas subatómicas se han movido de tu cuerpo a la sudadera (o viceversa) para provocar que te quedes cargado eléctricamente?
Bloque II: Circuitos Básicos y Simbología (Temas 4 y 11)
Plano de una Escape Room
Diseña el esquema eléctrico normalizado para la entrada de una Escape Room. Necesitas una pila de petaca, un interruptor general y una bombilla que avise al exterior si el juego ha comenzado. Dibuja los símbolos técnicos correctamente.
El timbre del instituto
El timbre que avisa del final de la clase funciona mediante un pulsador y un zumbador. Dibuja su esquema eléctrico. ¿Qué diferencia habría en el comportamiento del timbre si cambiamos el pulsador por un interruptor normal?
La linterna del móvil
Cuando activas la linterna en la pantalla táctil de tu smartphone, estás cerrando un circuito virtual. Dibuja el esquema eléctrico equivalente de una linterna tradicional utilizando los símbolos de una pila, un interruptor y un componente LED.
El ventilador de la PS5
El sistema de refrigeración de una consola de última generación utiliza un motor eléctrico. Dibuja el esquema de un circuito que permita encender y apagar un motor mediante un interruptor, alimentado por una batería integrada.
Identifica el error de diseño
Un compañero te enseña este boceto para el proyecto de tecnología: ha dibujado un cable que sale del polo positivo de la pila, va directo al negativo, y de ese mismo punto saca otra línea para la bombilla. ¿Qué le va a pasar a ese circuito en cuanto conecte la pila?
Bloque III: Magnitudes Fundamentales (Tema 5)
El contador de electrones
Si por el cable de carga de tu ratón gaming pasa una intensidad de corriente de 1 Amperio, significa que cruzan 6,24 trillones de electrones por segundo. Si la intensidad sube a 2 Amperios porque activas las luces RGB del ratón, ¿cuántos electrones pasan ahora por segundo?
El cargador rápido vs Estándar
Tienes dos cargadores en casa: uno antiguo de 5 Voltios y uno nuevo de carga rápida de 9 Voltios. Explica de forma intuitiva (usando el símil que prefieras: el del agua, el de la altura o el de la energía) qué significa realmente que un cargador tenga más "Voltaje" que otro.
La pista de esquí eléctrica
Si comparamos un circuito eléctrico con una pista de esquí por la que bajan deportistas, ¿cuál de las tres magnitudes fundamentales (Voltaje, Intensidad o Resistencia) equivaldría a los obstáculos, árboles y zonas de nieve densa que frenan a los esquiadores? Razona tu respuesta.
El dilema de los cables gruesos y finos
Los cables internos de los auriculares de música son extremadamente finos, mientras que los del cargador de un patinete eléctrico son muy gruesos. ¿Qué cable ofrece mayor resistencia al paso de la corriente por su geometría? ¿Por qué?
Midiendo con el polímetro en el taller
Quieres comprobar si la batería del mando de tu consola está gastada. ¿En qué magnitud debes configurar la ruleta del polímetro (voltios, amperios u ohmios) y cómo debes colocar las puntas de prueba sobre la batería para no romper el aparato?
Bloque IV: Ley de Ohm y Ejercicios de Cálculo (Tema 6)
Cambio de unidades express
Convierte las siguientes medidas utilizadas en electrónica a sus unidades fundamentales (Amperios, Voltios u Ohmios) usando potencias de 10 o decimales:
- a) 25 mA (Corriente de funcionamiento de un LED de decoración)
- b) 4,7 kΩ (Resistencia de protección de un circuito integrado)
- c) 0,5 mA (Corriente estática de un sensor en reposo)
El patinete eléctrico
El motor de un patinete eléctrico comercial funciona con una batería que le suministra 36 V. Si la resistencia eléctrica interna del motor en pleno esfuerzo es de 6 Ω, calcula la intensidad de corriente que circula por las bobinas del motor.
El LED de la torre del ordenador
Un pequeño LED indicador de una torre de ordenador necesita una intensidad exacta de 0,02 A para iluminarse sin quemarse. Si la placa base le suministra un voltaje de 5 V, ¿qué valor de resistencia debemos conectarle en serie para protegerlo?
La Powerbank misteriosa
Encuentras una batería externa para móviles por casa pero la etiqueta del voltaje se ha borrado. Al conectarla a una resistencia de prueba en el taller de 20 Ω, mides con el polímetro una intensidad de 0,25 A. ¿De cuántos voltios es la batería?
La resistencia del cuerpo humano
La resistencia media de la piel seca de una persona es de aproximadamente 100.000 Ω. Si tocas por accidente los dos bornes de una batería de coche de 12 V con los dedos secos, calcula la intensidad que atravesaría tu cuerpo.
¡Piel mojada! (Ampliación)
Si estás saliendo de la ducha o de la piscina, la resistencia de tu piel baja drásticamente a solo 1.000 Ω. Si tocaras la misma batería de coche de 12 V con las manos mojadas, ¿cuál sería la nueva intensidad? Compara ambos resultados y explica el riesgo.
El altavoz inteligente
Un altavoz inteligente de escritorio funciona conectado a un transformador de 12 V y absorbe una corriente constante de 1,5 A. ¿Cuál es la resistencia eléctrica equivalente de los circuitos internos del altavoz?
El truco del procesador móvil
Para que el procesador de un smartphone rinda más en un videojuego exigente, el sistema operativo aumenta ligeramente el voltaje de la placa. Si la resistencia del chip se mantiene constante, ¿qué le ocurrirá a la intensidad y al calor generado? Justifícalo usando la Ley de Ohm.
Análisis de gráfica de Ohm
Un alumno mide la intensidad que pasa por una resistencia desconocida a diferentes voltajes en el laboratorio y obtiene estos datos: para 3 V mide 0,5 A; para 6 V mide 1 A. Con estos dos puntos, calcula matemáticamente el valor de dicha resistencia.
El fusible de seguridad de la moto
El fusible de protección de una motocicleta es de 10 A (se rompe si se supera esa corriente). Si conectamos un faro auxiliar defectuoso que tiene una resistencia de solo 1 Ω directamente a la batería de 12 V, ¿se fundirá el fusible? Demuéstralo con cálculos.
Bloque V: Circuitos Serie, Paralelo y Mixto (Temas 7 a 10)
Las luces decorativas de Navidad
Compras una guirnalda de luces barata para decorar tu cuarto. Al colocarla, una sola bombilla se rompe y, de repente, toda la tira de luces se apaga por completo. ¿Cómo están conectadas las bombillas internamente, en serie o en paralelo? Explica qué le ha pasado al camino de los electrones.
Los enchufes de tu propia habitación
En tu cuarto tienes conectados a la vez el ordenador, la lámpara de estudio y el cargador del móvil. Si apagas la lámpara desenchufándola, los demás aparatos siguen funcionando perfectamente. ¿Qué tipo de circuito (serie o paralelo) gestiona la instalación de una vivienda?
Análisis matemático en Serie
Dos resistencias idénticas de 10 Ω cada una se conectan en serie a una batería de 9 V. Calcula de forma ordenada:
- a) La resistencia equivalente total del circuito.
- b) La intensidad general que sale del polo positivo de la pila.
El reparto del voltaje en Serie
Utilizando los datos del ejercicio anterior, ¿cuántos voltios se consume ("se queda") cada una de las dos resistencias? ¿Qué pasaría con el reparto de voltios si una resistencia cambiara a 15 Ω y la otra se quedara en 5 Ω? Razona tu respuesta sin cálculos.
Análisis matemático en Paralelo
Conectamos esas mismas dos resistencias de 10 Ω pero esta vez en paralelo a la misma batería de 9 V. Calcula de forma ordenada:
- a) La resistencia equivalente del circuito (usa la fórmula de las fracciones).
- b) Responde: ¿La resistencia total es mayor o menor que las resistencias por separado? Explica por qué ocurre este fenómeno.
El consumo de la batería
Con el circuito en paralelo del ejercicio 30, calcula la intensidad total que demanda el sistema. Comparando el circuito en serie (Ej. 28) y este en paralelo, ¿en cuál de los dos se gastará antes la pila de 9 V? Justifícalo.
Rediseño y conversión de circuitos
Imagina un circuito básico formado por una pila y tres bombillas conectadas en serie. Dibuja el esquema eléctrico de cómo modificarías las conexiones de los cables para que las tres bombillas pasaran a estar conectadas en paralelo sin añadir componentes.
El circuito mixto del coche teledirigido
Un coche de juguete funciona con un circuito mixto: un interruptor general apaga todo el coche, pero dentro, los dos faros LED delanteros están conectados en paralelo entre sí para que brillen al máximo. Dibuja el esquema eléctrico normalizado de este juguete.
El cable cortado en paralelo
En un circuito en paralelo puro con tres bombillas independientes (A, B y C), se corta por accidente el cable que va conectado directamente a la entrada de la bombilla B. ¿Qué les sucederá a las bombillas A y C? ¿Seguirán encendidas o se apagarán también?
La paradoja de las resistencias añadidas
Si a un circuito en paralelo le añadimos una cuarta bombilla en una nueva rama, ¿la resistencia total del circuito aumentará o disminuirá? Utiliza el ejemplo de abrir una nueva puerta de salida en el instituto a la hora del patio para explicar tu razonamiento.
Bloque VI: Cortocircuitos y Control Avanzado (Ampliación y Retos)
Peligros del cortocircuito real
En el simulador interactivo del blog, al activar el "puente rojo", el electrón dejaba de pasar por la bombilla y esta se apagaba. Explica con tus palabras por qué los electrones deciden ignorar la bombilla y qué efecto físico peligroso ocurriría en la pila real.
El interruptor de los pasillos de casa
En el pasillo de tu casa o en tu habitación sueles tener dos mecanismos para controlar la misma lámpara (puedes encenderla al entrar y apagarla desde la cama). ¿Qué tipo de componente de control se utiliza en lugar de interruptores simples? Dibuja su símbolo.
La luz automática del armario
Quieres instalar una tira LED dentro de tu armario de ropa. Te gustaría que la luz se encienda automáticamente solo mientras la puerta esté abierta (al cerrarse, la madera empuja el botón y se apaga). ¿Qué debes usar: un pulsador Normalmente Abierto (NA) o Normalmente Cerrado (NC)?
El ventilador de dos velocidades
Diseña el esquema para un ventilador que tiene dos marchas: la posición 1 hace pasar la corriente por una resistencia (el motor va lento) y la posición 2 se salta esa resistencia enviando toda la energía al motor (velocidad máxima). Utiliza un conmutador para elegir la marcha.
RETO FINAL: El coche de bomberos de juguete
Dibuja el esquema eléctrico completo para un coche de juguete que cumple las siguientes condiciones: Tiene una sola pila y un interruptor general que activa todo el sistema. Al encenderlo, el motor de las ruedas gira continuamente. Sin embargo, las luces de emergencia (dos bombillas en paralelo) solo parpadean si mantienes el dedo presionando un pulsador adicional.
