⚡ Laboratorio Patitas 3D

¿Cuánto dura
una pila? 🔋

Vamos a descubrir por qué las pilas se agotan… ¡y a calcular cuánto tiempo duran usando una fracción mágica!

🎯 Primaria / Secundaria ⏱️ 40–60 min 🧮 Fracciones + Electricidad
mAh ⚡

💡 La gran idea

Toda pila trae escondidos dos números súper importantes:

🪣 Capacidad — mAh

Es el tamaño del tanque de energía. Cuanto más grande, más dura la pila.

🚿 Consumo — mA

Es cuánta energía le pide el circuito por segundo. Cuanto más pide, más rápido la vacía.

🪣 Piensa en un balde con un agujerito: el balde es la capacidad (mAh) y el chorro que sale es el consumo (mA). Balde grande + chorro chico = dura muchísimo. Balde chico + chorro grande = ¡se vacía en un ratito!

🧮 La fórmula mágica

El tiempo que dura la pila se calcula con una fracción:

duración = capacidad (mAh) consumo (mA) = ⏱️
20 mAh ⚡ Pila 20 mAh
+
Motor 200 mA Motor 200 mA

Por ejemplo, si usamos una pila de 20 mAh con un motor que consume 200 mA:

duración = 20 mAh 200 mA = 0,1 h = 6 min ✅
🖥️ ¡El simulador te muestra esta misma fracción en vivo! Abrila desde el corazón 🩷 de la fuente: vas a ver el numerador (la carga que le queda) sobre el denominador (lo que consume), con su línea de fracción, ¡igual que en el cuaderno!
Fracción en el simulador

🎮 Preparamos el simulador

  1. Armá un circuito simple: fuente → resistencia → LED (o un motor 🌀).
  2. Hacé clic en el corazón 🩷 de la fuente para abrir el monitor de batería. La simulación sigue corriendo: vas a ver el termómetro de la pila.
  3. En el monitor hay dos casillas: Capacidad (mAh) = el tanque de la pila, y Corriente máx (mA) = cuánto puede dar la fuente de golpe.
Configuración de fuente
1

¿Cuánto consume mi circuito? 🔎

  1. Poné Play ▶️ y mirá el monitor.
  2. Anotá el número de “Consumo: ___ mA”.
  3. Cambiá el circuito (resistencia más chica, o un motor) y volvé a mirar.
CircuitoConsumo (mA)
LED con resistencia de 220 Ω
LED con resistencia de 100 Ω
Motorcito 🌀
Para pensar: ¿qué consume más, el LED o el motor?
2

Calculamos la duración 🧮

  1. Elegí una capacidad, por ejemplo 100 mAh, y escribíla en el monitor.
  2. Mirá la fracción que muestra el simulador.
  3. Ahora hacelo vos con la calculadora y compará:
duración = 100 mAh ___ mA = ___ h
🔁 De horas a minutos: multiplicá las horas por 60. Ej: 0,5 h × 60 = 30 min.
Capacidad (mAh)Consumo (mA)Duración (h)Duración (min)
100
200
50
Para pensar: si duplico la capacidad, ¿dura el doble? ¿Y si duplico el consumo?
3

¡Se agota la pila! 🪫

  1. Poné una capacidad chica, por ejemplo 10 mAh (así se agota en pocos minutos, como cuando probamos muchas veces en el laboratorio).
  2. Poné Play y no toques nada. Observá el termómetro que baja, el porcentaje que disminuye y el numerador de la fracción que se achica.
  3. Al llegar a 0% aparece “🪫 Batería agotada” y el circuito se apaga.
Fuente agotándose con 10 mAh
Para pensar: ¿el tiempo real coincidió con tu cálculo? ¿Por qué en el laboratorio las pilas “se gastan tan rápido” cuando usamos motores?
4

La fuente no da abasto ⚠️

Una fuente real no puede dar corriente infinita. Si el circuito le pide de más… ¡se planta!

  1. Poné Corriente máx (mA) en un valor bajo, por ejemplo 10 mA.
  2. Armá un LED que consuma ~13 mA y poné Play.
  3. Aparece un cartel rojo avisando que la fuente no da abasto y el LED se apaga.
La fuente no da abasto
Para pensar: ¿qué diferencia hay entre “la pila se quedó sin energía” (mAh, con el tiempo) y “la fuente no da abasto” (mA, en este instante)?
5

¿Está sana o gastada? La prueba de carga 🔋🩺

Este es el problema Nº 1 de las competencias de robótica: el robot anda en las pruebas, pero el día de la competencia “no arranca”… ¡la pila estaba gastada y no nos dimos cuenta!

🕵️ El truco que engaña a todos: si medís una pila gastada con el multímetro sin nada conectado, igual te marca su voltaje casi normal (¡una de 5 V gastada te sigue marcando ~5 V!). El voltímetro te “miente” porque casi no le pide energía.
🏃 La analogía clave
Pila NUEVA Pila GASTADA En reposo (sin carga) 5,0 V 5,0 V 🧍 las dos "parecen" sanas Con motor (con carga) 4,9 V ✅ 2,3 V ❌

Una persona muy cansada, parada, se ve igual que una descansada. Pero si le pedís que corra (le ponés una carga), la cansada se queda sin aire enseguida. Por dentro es la resistencia interna: en la pila gastada crece muchísimo y, apenas el motor pide corriente, se “come” el voltaje.

En el simulador (monitor → “Resistencia interna (Ω)”):

  1. Pila nueva: dejá Ri en 0,5 Ω, conectá un motor y mirá “En bornes”: se mantiene → el motor gira. 💪
  2. Pila gastada: subí Ri a 20 Ω. Medí sin motor → sigue ~5 V (¡parece sana!). Conectá el motor → “En bornes” se desploma y el motor casi no gira. 🕵️
  3. Bonus: dejá Ri baja pero descargá la pila (Actividad 3): al bajar el %, la Ri sube sola, como una pila real.
Resistencia interna
EstadoV sin cargaV con motor¿Gira?
Nueva (Ri = 0,5 Ω)
Gastada (Ri = 20 Ω)
Para pensar: ¿por qué el voltímetro solo no alcanza para saber si una pila sirve? ¿Qué habría que hacer antes de una competencia para no llevarse una sorpresa?

🚀 Para llevar

🧑‍🏫 Notas para docentes

Hecho con 🩷 para el aula · Simulador Patitas 3D