Question

Utilice el teorema de la unión de Kirchhoff para explicar porqué una bombilla de 60w produce más luz que una de 100w cuando están conectadas en serie a una fuente de 120V

Answer 1

La lámpara de 100W tendrá un menor brillo que la de 60W porque la resistencia de la lámpara de 100W es menor que la de la lámpara de 60W, por lo tanto, tendrá la menor caída de tensión.

¿Por qué la bombilla de 100W emite menos luz que la de 60W?

Dado que la potencia de una lámpara de tensión nominal V puede definirse como $P=\frac{V^2}{R}$, siendo R la resistencia en caliente, esto significa que la resistencia de la lámpara es inversamente proporcional a su potencia, es decir, cuanto mayor sea la potencia de la lámpara, menor será su resistencia.

Aplicando la segunda ley de Kirchoff a un circuito en serie con resistencias R1 y R2 y fuente de alimentación E tenemos:

$E=I.R_1+I.R_2$

Ya que la corriente I es la misma para todos los elementos conectados en serie. En esta expresión vemos que la menor resistencia tendrá la menor caída de tensión.

Ahora bien, en nuestro circuito con dos lámparas en serie, la de 100W tendrá menor resistencia que la de 60W, por lo tanto, tendrá menor caída de tensión. Al tener menor caída de tensión, la potencia desarrollada en la lámpara de 100W será menor a la desarrollada en la de 60W y la lámpara de 100W tendrá un brillo más tenue que la de 60W.

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