Recuerda la pregunta Nº 13 de Ciencias
Una persona quiere determinar experimentalmente si la resistencia eléctrica de un alambre recto con forma cilíndrica de un determinado material se mantiene constante cuando se varía la diferencia de potencial eléctrico aplicada sobre él. Dado que la persona sabe que la resistencia eléctrica de un alambre depende de su longitud y de su diámetro, para su experimento cuenta con varios alambres de diferentes longitudes y diámetros.
Al respecto, ¿cuál de las siguientes acciones experimentales es la que mejor se ajusta para que esta persona logre su objetivo?
- Aplicar distintas diferencias de potencial eléctrico entre los extremos de un mismo alambre, midiendo la intensidad de corriente eléctrica que circula por él en cada caso.
- Aplicar la misma diferencia de potencial eléctrico entre los extremos de alambres de distinta longitud y de igual diámetro, midiendo la intensidad de corriente eléctrica que circula por ellos en cada caso.
- Aplicar distintas diferencias de potencial eléctrico entre los extremos de alambres de igual longitud y de diferente diámetro, midiendo la intensidad de corriente eléctrica que circula por ellos en cada caso.
- Aplicar la misma diferencia de potencial eléctrico entre los extremos de diferentes tramos de igual longitud de un mismo alambre, midiendo la intensidad de corriente eléctrica que circula por ellos en cada caso.
¿Cómo se responde esta pregunta?
Para responder correctamente esta pregunta, debes analizar la información del enunciado teniendo en consideración las variables involucradas, en este caso, la diferencia de potencial eléctrico, la resistencia eléctrica y la intensidad de corriente eléctrica, y cómo estas variables se relacionan entre sí mediante la ley de Ohm. Sumado a lo anterior, no debes perder de vista que la resistencia eléctrica de un alambre depende de su longitud y de su diámetro. En base a esta información, debes elegir la opción correcta considerando que la variable que se desea medir es la resistencia eléctrica.
En la opción A), se afirma que para determinar si la resistencia eléctrica de un alambre es constante, se deben aplicar distintas diferencias de potencial eléctrico entre los extremos de un mismo alambre. Esta acción experimental permite obtener diferentes intensidades de corriente eléctrica para cada diferencia de potencial eléctrico aplicada, cuyos datos pueden ser relacionados mediante la ley de Ohm para determinar si, en efecto, la resistencia eléctrica se mantiene constante o no, por lo que dicha acción es adecuada con respecto al propósito planteado por la persona. Por lo tanto, esta es la opción correcta.
En el caso de la opción B), se plantea que debemos aplicar la misma diferencia de potencial eléctrico entre los extremos de alambres de distinta longitud e igual diámetro. Al efectuar esta acción experimental, se obtendrán diferentes mediciones de la intensidad de corriente eléctrica para cada alambre debido a que las longitudes de los mismos son diferentes. Ahora bien, estas mediciones de la intensidad de corriente eléctrica no pueden ser relacionadas con la diferencia de potencial eléctrico aplicada para determinar si la resistencia eléctrica es constante o no, pues no tenemos la variable “longitud del alambre” controlada. Esto modifica el valor de la resistencia eléctrica de los alambres. En consecuencia, esta opción es incorrecta.
La acción experimental planteada en la opción C) presenta una dificultad similar a la de la opción B). Si bien se aplican distintas diferencias de potencial eléctrico, estas no pueden ser relacionadas con las intensidades de corriente eléctrica obtenidas para determinar si la resistencia eléctrica es o no constante, puesto que la variable “diámetro del alambre” no se encuentra controlada. Por esta razón, esta opción es incorrecta.
Por último, en la opción D) se indica que la acción experimental que más se ajusta consistiría en aplicar la misma diferencia de potencial eléctrico entre los extremos de diferentes tramos de igual longitud de un mismo alambre. Sin embargo, si se aplica la misma diferencia de potencial eléctrico entre los extremos de diferentes tramos de igual longitud de un mismo alambre, obtendremos la misma intensidad de corriente eléctrica para cada aplicación de la diferencia de potencial eléctrico. Por lo que esta información no nos permite obtener una diversidad de datos que podamos relacionar mediante la ley de Ohm para determinar si la resistencia eléctrica es constante o no. En conclusión, esta opción es incorrecta.
¿Qué se necesita saber y saber hacer para responder correctamente esta pregunta?
En primer lugar, debes saber evaluar la pertinencia entre la acción experimental y las variables identificadas, teniendo en consideración el objetivo del estudio. En segundo lugar, debes considerar que la acción experimental que mejor se ajusta para determinar si la resistencia eléctrica es constante o no debe realizarse con un mismo alambre con ciertas variables controladas, como la longitud y el diámetro, pues modificar estas variables puede alterar las mediciones dado que la resistencia eléctrica de un material depende de ellas.
Por último, debes identificar las variables involucradas en el procedimiento experimental y relacionarlas adecuadamente mediante la ley de Ohm. Recordemos que, en este caso, las variables a identificar son la diferencia de potencial eléctrico, la intensidad de corriente eléctrica y la resistencia eléctrica. Además, no debes olvidar que se tienen dos variables más de las cuales depende la resistencia eléctrica de un alambre, la longitud y el diámetro de él.