Un modelo significativo de tipo microscópico para la enseñanza-aprendizaje de los circuitos de corriente continua

Abstract

Se comienza mostrando algunas dificultades que tienen los alumnos al razonar con circuitos elementales de corriente continua. A continuación se propone la utilización de un modelo microscópico muy simple para dar una mayor significatividad a los conceptos de diferencia de potencial y potencia disipada, y relacionarlos con la intensidad de la corriente eléctrica. Lo esencial del modelo es que cada electrón adquiere una determinada energía eléctrica al atravesar la pila y esa energía la debe transformar en energía cinética en el exterior de la pila, energía que a su vez se pierde por choques con los iones fijos que adquieren energía de tipo térmico. Puede razonarse cómo variará la intensidad al variar diferentes magnitudes, como el número de pilas, la longitud o el grosor del conductor, etc.  Por ejemplo, si el conductor es más largo, habrá más choques y por tanto en cada choque deberá perder menos energía, por lo cual el choque deberá  ser menos violento, el electrón tendrá que ir más despacio, por tanto la intensidad de la corriente deberá ser menor. Proporcionamos una animación en un sitio web que permite visualizar este modelo.