Simulador para el aula

Corriente continua y corriente alterna, vistas con agua

La tensión empuja las cargas por el cable igual que una bomba empuja el agua por una tubería. Mueve los controles y compara los dos circuitos con su equivalente hidráulico.

12,0 V
En el agua: la presión que da la bomba
6 Ω
En el agua: lo estrecha que es la tubería
0,50 Hz
En el agua: vaivenes del pistón por segundo. La red real va a 50 Hz; aquí se ve a cámara lenta
Interruptor
Sentido que se dibuja
Gráfica

Ley de OhmI = V / R = 12,0 V / 6 Ω = 2,00 A

Corriente continua

CC

La pila empuja siempre hacia el mismo lado. Las cargas dan vueltas al circuito sin cambiar de sentido.

Tensión pila
12,0 V
no cambia
Tensión lámpara
12,0 V
la misma que da la pila
Intensidad
2,00 A
siempre en el mismo sentido
Potencia
24,0 W
constante
Circuito eléctrico cargasmás tensiónmenos tensión
Lo mismo con agua aguamás presiónmenos presión
En el tiempo

Corriente alterna

CA

El alternador empuja y tira. Las cargas van y vienen sin llegar a ningún sitio, y aun así la lámpara se enciende.

Tensión alternador
+0,0 V
eficaz 12,0 V · pico 17,0 V
Tensión lámpara
+0,0 V
eficaz 12,0 V
Intensidad
+0,00 A
eficaz 2,00 A
Potencia
0,0 W
media 24,0 W
Circuito eléctrico cargasmás tensiónmenos tensión
Lo mismo con agua aguamás presiónmenos presión
En el tiempo

Qué es cada cosa en el símil

En electricidadEn el aguaQué hace
Tensión, en voltios (V)Presión que da la bombaEs el empuje. Sin diferencia de presión el agua no se mueve.
Intensidad, en amperios (A)CaudalCuánta carga pasa por el cable cada segundo, igual que los litros que pasan por la tubería.
Resistencia, en ohmios (Ω)Estrechamiento de la tuberíaFrena el paso. Cuanto más estrecho, menos caudal con el mismo empuje. En el circuito, la lámpara es la resistencia.
CableTubería llena de aguaEl cable ya está lleno de cargas, igual que la tubería ya está llena de agua. Nadie tiene que llenarlo primero.
Pila o bateríaBomba que gira siempre igualEmpuja siempre hacia el mismo lado: corriente continua.
AlternadorPistón que sube y bajaEmpuja y tira, cambiando de sentido muchas veces por segundo: corriente alterna.
InterruptorLlave de pasoCorta o permite el paso. Las palabras van al revés: un interruptor abierto corta la corriente, una llave abierta deja pasar el agua.
VoltímetroManómetro diferencialMide el empuje entre dos puntos. Se conecta en paralelo: un extremo antes de la lámpara y otro después, igual que el manómetro a los dos lados del estrechamiento.

Qué probar en clase

  • Sube la resistencia. La tubería se estrecha, pasa menos agua y la lámpara pierde brillo, aunque la tensión sea la misma.
  • Abre el interruptor. La pila sigue dando tensión, pero a la lámpara ya no le llega: su voltímetro marca 0 V, la aguja del manómetro vuelve al centro y no circula nada.
  • En CA, sigue con la vista una sola carga. Nunca da la vuelta completa: solo se mueve un poco hacia delante y hacia atrás.
  • Mira la lámpara de CA. Se apaga dos veces en cada ciclo. En la red de 50 Hz eso ocurre 100 veces por segundo y el ojo no lo nota.
  • Compara las potencias. Una CA de 12 V eficaces llega a 17 V de pico, y de media entrega la misma potencia que una CC de 12 V. Por eso se usa el valor eficaz.
  • Baja la frecuencia. El pistón hace recorridos más largos, pero la velocidad máxima del agua no cambia.

Dónde el símil se queda corto

  • Si cortas una tubería, el agua se sale. Si cortas un cable, las cargas no se derraman: dejan de circular.
  • Los electrones avanzan muy despacio, menos de un milímetro por segundo en un cable doméstico. Lo que viaja casi a la velocidad de la luz es el empujón. Pasa igual al abrir un grifo: sale agua al instante porque la tubería ya estaba llena.
  • Las cargas que se mueven en un cable son electrones, y van del polo negativo al positivo. El sentido convencional, de + a −, es el que se usa en los esquemas y el que coincide con el agua.
  • La red eléctrica española trabaja a 230 V y 50 Hz. Aquí la tensión y la frecuencia están reducidas para poder verlas.