En la introducción del Taller 2 hemos descrito qué es un circuito eléctrico y qué son materiales aislantes y conductores. En este Experimento 5 se construye un circuito eléctrico, utilizando una bombillita de incandescencia como receptor. Para cerrar circuito, en lugar de utilizar un interruptor estándar, utilizaremos diferentes materiales de uso cotidiano. El encendido o apagado de la bombilla nos indicará la naturaleza conductora o aislante del material que utilizamos como conector.
Actividad 1. Construcción del circuito
Corta tres trozos de cable de aproximadamente 25 cm de longitud y pela el plástico de los extremos cuidadosamente con las tijeras, dejando a la vista aproximadamente 2,5 cm del hilo metálico.
Coge uno de los cables y conéctalo a uno de los extremos del portalámparas. Afloja la rosca que hay en la parte inferior del portalámparas y conecta aquí el extremo de otro de los cables. De esta manera ya tienes preparada la parte del receptor, la entrada y la salida. Enrosca la bombillita en su casquillo. El montaje te ha de quedar como el de la figura
Comprueba que la corriente eléctrica recorre adecuadamente el receptor. Para ello, pon en contacto el extremo libre de uno de los cables conectados a la bombilla con el polo positivo de la pila (el extremo más largo). Ahora pon en contacto el extremo del otro cable unido a la bombilla con el polo negativo de la pila (el extremo más corto). Si el montaje ha sido correcto la bombillita debe encenderse. Entonces se tendrá el circuito eléctrico cerrado. Los electrones salen del polo negativo de la pila, viajan por el cable, atraviesan el filamento de la bombilla y regresan a la pila por el polo positivo.
Cambia hora las conexiones, el extremo que antes conectaba al positivo ahora se conecta con el negativo y viceversa. La bombillita debe encenderse igualmente. Puesto que la corriente siempre fluye del polo negativo al positivo de la pila, esto quiere decir que la bombillita se enciende cuando por ella pasa la corriente eléctrica y que no es sensible al sentido en el que los electrones pasan a su través.
Para acabar de construir el circuito y que sea más fácil de usar para nuestro propósito, conecta el extremo libre de uno de los cables de la bombilla a uno de los polos de la batería, por ejemplo el negativo y fíjalo con cinta aislante. Fija, también con cinta aislante, la batería al soporte de madera. Conecta uno de los extremos pelados del tercer trozo de cable al polo negativo de la pila y asegúralo con cinta aislante. Ahora solo queda libre el extremo de uno de los cables conectados a la bombilla y el extremo del cable conectado del polo positivo de la pila. Si los pones en contacto, observarás que la bombilla se enciende, lo que indica el paso de corriente eléctrica y que el circuito está cerrado
En la siguiente actividad vamos a utilizar este dispositivo para comprobar la conductividad eléctrica de los materiales. Si no quieres hacer esta segunda parte, sino simplemente construir un circuito eléctrico, tienes ahora que conectar los extremos libres del dispositivo (uno que sale de la bombilla y otro que sale de la pila) a los extremos de un interruptor comercial. Fíjalo todo con cinta aislante al soporte de madera para tener una construcción más sólida.
Actividad 2. Materiales conductores y aislantes
Utilizaremos el circuito construido en la actividad 1 (sin el interruptor) para comprobar si el circuito se cierra (encendido de la bombilla) cuando conectamos los extremos de los cables libres a través de los diferentes materiales disponibles. Si la bombilla se enciende concluiremos que el material es buen conductor. Esto nos pasará con los materiales metálicos en general. Por el contrario, si la bombilla no se enciende, haremos una primera conclusión de que el material no es conductor. Esto nos ocurrirá en el caso de materiales construidos con madera o con fibras vegetales, corcho, los materiales de plástico, etc.
Resulta muy interesante comprobar la alta conductividad eléctrica del grafito de la mina de los lápices y la baja conductividad del agua pura, aunque ésta no es un material aislante. Cuando sumergimos los extremos de los cables libres del circuito en agua no se produce la iluminación de la bombilla, ya que la cantidad de electricidad que pasa a su través (Intensidad de la corriente) no es suficiente para producir el encendido del filamento.
Para aumentar la conductividad del agua es necesario que disolvamos una importante cantidad de sal (cloruro sódico) en el agua. Probablemente en estas condiciones observarás la aparición de burbujitas en el extremo de los cables sumergidos (electrodos). El fenómeno observado es el de la electrólisis del agua, similar al que ocurre en los sistemas de desinfección de piscinas por cloración salina.
La pequeña conductividad del agua puesta de manifiesto en este experimento no debe confundirnos sobre las precauciones que deben tomarse para manipular aparatos eléctricos en ambientes húmedos. La diferencia estriba en el voltaje de trabajo. Mientras en este experimento trabajamos con 4,5 V, de hecho podemos tocar los dos extremos de la pila sin que notemos la descarga eléctrica, la corriente de la red eléctrica doméstica trabaja a 220 V. Una diferencia muy considerabl