Laboratorio 2. El «Volumen» de la Luz: Controlando el flujo de electrones

¿Te has fijado en cómo las luces del cine se apagan poco a poco, o cómo le bajas el volumen a la radio girando una perilla? Hoy no solo vamos a prender una luz, ¡vamos a construir nuestro propio control para decidir cuánta energía dejamos pasar!

El Potenciómetro (Resistencia Variable)

• Función: Es como la llave de agua de un lavamanos. Si la abres toda, el agua (la corriente) sale con fuerza. Si la vas cerrando, el chorro disminuye hasta gotear. En lugar de tener un valor fijo como las resistencias del experimento anterior, ¡tú decides su valor girando la perilla!
• Aspecto físico: Tiene una perilla giratoria y tres «patitas» metálicas.

Inventario de Laboratorio:

• 1 Batería de 9V con su broche.
• 1 Protoboard.
• 1 LED (del color que prefieras).
• 1 Potenciómetro de 100 kΩ (cien mil ohmios).
• 1 Resistencia de 100 Ω (Café, Negro, Café).
• Cables puente (jumpers).

Diagrama esquemático

Diagrama pictórico

Manos a la Obra

¡Atención a las conexiones! El potenciómetro tiene tres patas, pero hoy solo usaremos dos de ellas para que funcione como una válvula.

1. Planta tu potenciómetro: Inserta las tres patas del potenciómetro en la protoboard. Asegúrate de que cada pata quede en una columna diferente para que no hagan cortocircuito entre sí.
2. El escudo protector: Toma la resistencia de 100 Ω. Conecta una de sus puntas en la misma fila de la pata del medio del potenciómetro. La otra punta conéctala en una fila vacía.
3. Conecta el LED: Inserta la pata larga (positiva) del LED en la misma fila donde terminó la resistencia del paso anterior. La pata corta (negativa) ponla en otra fila libre.
4. Cierra el circuito: Usa un cable puente para conectar la pata de un extremo del potenciómetro (puede ser la izquierda o la derecha, tú eliges) al cable rojo (positivo) de la batería de 9V. Luego, conecta la pata corta del LED al cable negro (negativo) de la batería.
5. ¡Gira la perilla!: Mueve el potenciómetro lentamente de un lado a otro y observa qué ocurre con el LED.

¿Qué está pasando?

Por dentro, el potenciómetro tiene una pista circular hecha de carbón (que frena la electricidad) y un contacto móvil pegado a la perilla.

Cuando giras la perilla hacia un lado, obligas a la electricidad a recorrer toda la pista de carbón. Mucho recorrido = Mucha resistencia (hasta 100,000 ohmios) = Poca corriente. El LED se apaga o brilla muy poco.

Cuando la giras al lado contrario, el recorrido se acorta. Poco recorrido = Poca resistencia = Mucha corriente. El LED brilla al máximo.

¿Y para qué usamos la resistencia fija de 100 Ω?
Imagina que giras la perilla hasta que el recorrido de carbón sea cero. Si no tuviéramos esta pequeña resistencia de 100 Ω, los 9 Voltios golpearían al LED de frente y… ¡pum! Se quemaría. La de 100 Ω es nuestro seguro de vida para el componente.

El Reto del Ingeniero

Desconecta tu batería antes de hacer los siguientes cambios:

Reto 1:

Cambia el cable que conectaste a la pata del extremo del potenciómetro y ponlo en la otra pata del extremo (la que habías dejado vacía). Vuelve a conectar la batería. ¿Qué cambió al girar la perilla? ¿Por qué crees que ahora el control funciona al revés?

Reto 2:

Gira la perilla hasta que el LED se apague por completo. Sabiendo que el potenciómetro llega hasta los 100,000 ohmios, ¿crees que hay una zona «muerta» donde la perilla gira pero el LED no cambia? ¿Por qué pasa esto con un potenciómetro tan grande?