Reóstato como regulador de brillo

Programas: KS3, GCSE, Sek I

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Objetivo

Regular de forma continua la corriente y el brillo de una bombilla con un reóstato.

El montaje

Una fuente de 6 V, un amperímetro, un reóstato de 100 Ω y una bombilla de 6 V / 3 W en serie. En el circuito está la parte del reóstato que va del extremo izquierdo al cursor; el cursor está al 30% (30 Ω).

Procedimiento

1. Anote la lectura del amperímetro.
2. Mueva el cursor al extremo izquierdo y anote de nuevo la corriente.
3. Mueva el cursor al extremo derecho.
4. Busque la posición en la que la bombilla luce a la mitad de su brillo.

Resultado esperado

A 30 Ω la corriente es de unos 165 mA. En el extremo izquierdo la resistencia del reóstato es casi cero: la corriente es de unos 0,5 A y la bombilla luce a pleno brillo. En el extremo derecho (100 Ω) la corriente baja a unos 55–60 mA y la bombilla no luce en absoluto, aunque circula corriente: recibe menos de 0,2 V, el filamento se calienta solo hasta 900 K, y el brillo visible empieza hacia los 1000 K.

Preguntas

1. ¿Por qué la corriente cambia de forma continua y no a saltos?
2. ¿Qué parte del reóstato hay que incluir en el circuito para reducir la corriente a la mitad?

Respuestas

1. Al mover el cursor cambia la longitud de hilo que hay en el circuito, y con ella la resistencia, por poco que se mueva el cursor, así que la corriente \(I = U / R\) también cambia gradualmente. En un reóstato de hilo bobinado real el cursor pasa de una espira de hilo a la siguiente, y la resistencia cambia en pasos muy pequeños de una espira; en el simulador cambia de forma continua.
2. Con una bombilla de resistencia constante el reóstato tendría que añadir tanto como los 12 Ω propios de la bombilla (6 V / 0,5 A). El filamento se enfría al bajar la corriente y su resistencia disminuye, así que hace falta más: con la mitad de la corriente, unos 0,24 A, la bombilla recibe solo unos 1,8 V, y el reóstato debe quedarse con el resto con unos 17 Ω, una sexta parte de su longitud.