Enunciado: diseñar un conjunto de actividades que permitan explorar la Ley de Ohm y los conceptos relacionados en circuitos eléctricos sin la necesidad de multímetros ni materiales especializados.

1. Se parte de la Ley de Ohm I = \dfrac{V}{R}: con una fuente fija V, el brillo de la bombilla es un indicador indirecto de la corriente I que la atraviesa.
2. Se usan como "instrumentos" el ojo (brillo), la lógica de las configuraciones y, como apoyo, un multímetro para verificar.
3. Se construyen tres bloques de actividades: observación del comportamiento, comparación de brillo entre lámparas y conexión en serie/paralelo.
4. Se registran en tabla los cambios de brillo al variar R y al cambiar la configuración.

Enunciado: listar los materiales necesarios e indicar para qué sirve cada uno.

Enunciado: usar una fuente simple y bombillas/LEDs para observar el brillo al conectarlas directamente a la fuente y al cambiar la resistencia de los cables o conexiones.

1. Conecto la bombilla directamente a la batería: recibe toda la tensión V, circula I_0 = V/R_L y brilla con normalidad.
2. Sustituyo los cables por otros más largos o más delgados: su resistencia R_c se suma, R_{eq} = R_L + R_c.
3. Como I = \dfrac{V}{R_L + R_c}, al aumentar R_c la corriente disminuye y la bombilla brilla menos.
4. Si el cable es de baja resistencia, R_c \ll R_L y el brillo casi no cambia.

Respuesta orientativa: el brillo es proporcional a la corriente; al añadir resistencia en los conductores, I cae y la lámpara se atenúa.

Enunciado: experimentar con bombillas o LEDs de diferentes vatios y explicar el resultado.

1. Dos bombillas de distinta potencia P en la misma fuente V cumplen P = V \cdot I = \dfrac{V^{2}}{R}.
2. La de mayor P tiene menor resistencia R para el mismo V, es decir, R = V^{2}/P.
3. Al conectarlas en paralelo a la misma batería, la de menor R consume más corriente y por eso brilla más.
4. Al ponerlas en serie, la de menor R recibe menos caída de tensión V_i = I R_i y se atenúa respecto a la otra.

Respuesta orientativa: para igual V, mayor P \Rightarrow menor R y mayor brillo en paralelo; en serie se invierte el reparto de tensiones según V_i = I R_i.

Enunciado: construir un circuito en serie y analizar cómo cambia el brillo.

1. Dos bombillas en serie con R_1 y R_2 y batería V: la corriente es la misma en todo el circuito, I = I_1 = I_2.
2. La resistencia equivalente es R_{eq} = R_1 + R_2.
3. La corriente total es I = \dfrac{V}{R_1 + R_2}.
4. Las tensiones se reparten: V_1 = I R_1 y V_2 = I R_2, con V_1 + V_2 = V.
5. Como P_i = V_i I con la misma I, la de mayor R recibe mayor V y brilla más.
6. Al quitar una bombilla el circuito se abre y I = 0: ambas se apagan.

Ejemplo numérico con V = 12 \, \text{V}, R_1 = 4 \, \Omega y R_2 = 8 \, \Omega:

R_{eq} = 4 + 8 = 12 \, \Omega

I = \frac{12}{12} = 1 \, \text{A}

V_1 = 1 \times 4 = 4 \, \text{V}, \qquad V_2 = 1 \times 8 = 8 \, \text{V}

P_1 = 4 \times 1 = 4 \, \text{W}, \qquad P_2 = 8 \times 1 = 8 \, \text{W}

Enunciado: construir un circuito en paralelo y comparar el brillo.

1. En paralelo las dos bombillas comparten la misma tensión: V_1 = V_2 = V.
2. Cada rama cumple la Ley de Ohm por separado: I_1 = V/R_1 y I_2 = V/R_2.
3. La resistencia equivalente satisface \dfrac{1}{R_{eq}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}, es decir, R_{eq} = \dfrac{R_1 R_2}{R_1 + R_2} y siempre es menor que la menor resistencia.
4. La corriente total es la suma: I = I_1 + I_2.
5. Al retirar una lámpara, la otra sigue encendida porque la otra rama queda intacta.

Ejemplo numérico con V = 12 \, \text{V}, R_1 = 4 \, \Omega y R_2 = 8 \, \Omega:

I_1 = \frac{12}{4} = 3 \, \text{A}, \qquad I_2 = \frac{12}{8} = 1{,}5 \, \text{A}

I = 3 + 1{,}5 = 4{,}5 \, \text{A}

R_{eq} = \frac{4 \times 8}{4 + 8} = \frac{32}{12} \approx 2{,}67 \, \Omega

P_1 = 12 \times 3 = 36 \, \text{W}, \qquad P_2 = 12 \times 1{,}5 = 18 \, \text{W}

Enunciado: evaluar cómo cambia el brillo de las luces con diferentes configuraciones de circuito y materiales conductores.

1. El brillo depende de I y de P = VI = I^{2}R.
2. En serie, R_{eq} aumenta con cada resistencia añadida, I disminuye y ambas lámparas se atenúan.
3. En paralelo, R_{eq} disminuye y I total aumenta, pero cada lámpara recibe V completo y mantiene su brillo.
4. Materiales conductores (cables más largos o delgados) suman R_c al circuito: reducen la corriente y, con ella, el brillo.

Respuesta orientativa: al añadir resistencias en serie o conductores de alta resistencia el brillo disminuye porque cae la corriente; en paralelo cada lámpara conserva su brillo porque recibe la tensión completa de la fuente.

Enunciado: reflexionar sobre cómo la potencia de las luces afecta su brillo y la energía consumida.

1. La potencia luminosa eléctrica es P = V I = \dfrac{V^{2}}{R} = I^{2}R: mayor P se traduce en más energía convertida por unidad de tiempo (más luz y calor).
2. La energía consumida en el tiempo t es E = P t.
3. Ejemplo: una bombilla de P = 10 \, \text{W} encendida t = 5 \, \text{h} consume E = 10 \times 5 = 50 \, \text{Wh} = 0{,}05 \, \text{kWh}.
4. Por eso las lámparas de mayor potencia consumen más energía y encarecen el consumo eléctrico.

Respuesta orientativa: el brillo aumenta con la potencia, y la potencia implica mayor corriente y consumo energético, medido con E = Pt.

Enunciado: responder las cuatro preguntas de la escalera metacognitiva.

Se aprendió que la corriente en un circuito depende de la tensión y de la resistencia según I = V/R; que en serie las resistencias se suman y la corriente es común, mientras que en paralelo las tensiones son iguales y las corrientes se suman; y que el brillo es un indicador cualitativo de la potencia eléctrica P = VI.

Respuesta orientativa: Ley de Ohm, resistencias equivalente en serie y paralelo, y el brillo como medida indirecta de la corriente y la potencia.

Se aprendió mediante la experimentación directa: armando circuitos, variando resistencias y configuraciones, observando el cambio de brillo y contrastando las observaciones con el cálculo teórico y con las mediciones del multímetro.

Respuesta orientativa: por indagación práctica (observación, registro, contraste con la teoría y verificación con el multímetro).

Permite predecir el comportamiento de un circuito antes de construirlo, ahorrar tiempo y recursos, y entender por qué una lámpara se apaga, se atenúa o consume más energía; además desarrolla el pensamiento científico (hipótesis, experimento, registro, conclusión).

Respuesta orientativa: para predecir circuitos, diagnosticar fallas y comprender el consumo energético.

Para diseñar circuitos de iluminación doméstica, calcular el consumo de electrodomésticos, entender cómo se distribuye la corriente en la vivienda, proponer soluciones de ahorro energético y aplicar la lógica de redes de división de potencia en electrónica básica.

Respuesta orientativa: instalaciones eléctricas, consumo de electrodomésticos, ahorro energético y circuitos electrónicos simples.