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U.D.:“LABORATORIO ELETTRICITA’”
ATTREZZI
MATERIALI
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•Tavoletta compensato Misure: 30cmx20-30 cm
•spellafili •punteruolo
•Nastro isolante
•cacciavite
•Metro da falegname e matita •pinza
•Lampadine da 4,5V o 1,5V
•archetto da traforo •Interruttore
•viti
•Portalampade
•Cavo unipolare
•Coccodrilli
•Pila 4,5V •Pila 9V
con adattatore
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ESERCITAZIONI di LABORATORIO – PROVE SPERIMENTALI
IL CIRCUITO Tutti i circuiti sono montati su un pannello di masonite forato : in questo modo è possibile utilizzare dei fermacampioni per fissare i vari elementi o compensato e qui mi aiuto con piccole viti per fissare i diversi componenti. Procedete al montaggio seguendo lo schema del disegno. Nei punti di giunzione, ricordatevi di spellare il filo.
MATERIALI E ATTREZZI OCCORRENTI PILA PLUS 4,5 volt interruttore
filo elettrico
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lampade
pannelli di masonite forati ferma campioni
4,5 V schema elettrico 4,5 V
Morsetti a coccodrillo
PILA PLUS 4,5 volt
IL CIRCUITO e legge di Ohm
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Il nostro circuito in serie è formato da 3 lampadine messe una di seguito all’altra, in modo che la stessa corrente debba percorrerle tutte. Per realizzate il circuito sono necessarie 3 lampadine da 1,5 V ed i relativi portalampade. Dopo aver realizzato il circuito, procedete alle seguenti osservazioni: a) Cosa succede se svitate una lampadina? Perché? b) Cosa cambia se spostate l’interruttore in un altro punto del circuito? c) Quali svantaggi presenta un circuito in serie? d) Conoscete alcune applicazioni di questo circuito?
IL CIRCUITO IN SERIE
4,5 V
schema elettrico 1,5 V
1,5 V
1,5 V
PILA PLUS 4,5 volt
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Il nostro circuito in parallelo è formato da 3 lampadine i cui estremi sono sottoposti alla stessa tensione e la corrente si divide tra le varie derivazioni. Realizzate il circuito seguendo lo schema del testo. Sono necessarie 3 lampadine da 4,5 V e i relativi portalampade. Dopo aver realizzato il circuito, procedete alle seguenti osservazioni: a) Cosa succede se svitate una lampadina? Perché? b) Cosa cambia se spostate l’interruttore in un altro punto del circuito? c) Quali vantaggi presenta un circuito in parallelo? d) Conoscete alcune applicazioni di questo circuito
IL CIRCUITO IN PARALLELO
schema elettrico 4,5 V
4,5 V
4,5 V
4,5 V
PILA PLUS 4,5 volt
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Realizzate uno schema elettrico come quello mostrato in figura: le estremità 1 e 2 non sono collegate tra loro, quindi in quel punto il circuito è interrotto. Appoggiate successivamente su questi contatti 1 e 2 dei materiali diversi, in modo da chiudere il circuito: rame, stagno, ferro, alluminio, argento, oro, otto- ne, legno, carta, plastica, stoffa, porcellana, mina di grafite e altri materiali ancora.
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CONDUTTORI ED ISOLANTI
schema elettrico
PILA PLUS 4,5 volt
4,5 V
1
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stoffa Foglio di alluminio
listello di legno
carta matita
fil di ferro
plastica
Annotate su una tabella quando la lampadina è accesa e quando è spenta: quali conclusioni potete trarre?
Per costruire un’elettrocalamita occorrono: 1 pila piatta da 4,5 V; un nucleo di ferro dolce (ad esempio, un grosso bullone); un rocchetto di materiale isolante; filo di rame smaltato; morsetti a coccodrillo. Avvolgete il filo di rame sul rocchetto, mantenendo sempre lo stesso senso di rotazione. Raschiate lo smalto isolante del filo alle estremità collegate con i poli della batteria. Dopo aver chiuso il circuito, sperimentate la forza di attrazione dell’elettrocalamita: il nucleo attira piccoli oggetti in ferro quando l’avvolgimento è percorso da corrente e li rilascia quando la corrente viene tolta. Alla fine, staccate uno dei due fili collegati alla pila, altrimenti questa si esaurirà molto rapidamente
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ELETTROCALAMITA morsetti a coccodrillo rocchetto di cartone
bullone in ferro dolce N
matassa di filo di rame smaltato S
PILA PLUS 4,5 volt
circuito aperto
con un magnete si possono identificare i poli dell’ elettrocalamita schema elettrico
circuito chiuso
Il passaggio della corrente in un filo conduttore genera attorno al filo un . Mentre realizzando le condizioni inverse si produce ELETTRICITA’
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CAMPANELLO ELETTRICO Occorrono: •1 pila piatta da 4,5 V; •un interruttore a pulsante; • un’elettrocalamita (vedi esercitazione precedente); •il campanello di una vecchia bicicletta; • una sbarretta sottile di acciaio; •un bulloncino per il contatto; •il filo elettrico di recupero; •morsetti a coccodrillo. Eseguite il montaggio sul pannello dei vari componenti, secondo lo schema elettrico del testo.
PILA PLUS 4,5 volt
lamina acciaio sottile
schema elettrico campanello
MANOFERMA La costruzione di un gioco il cui funzionamento è basato sulla realizzazione di un semplice circuito elettrico. Una lampadina si accende “denunciando il contatto fra i capi interrotti di un circuito elettrico” I terminali di tale circuito hanno la forma, uno di un’asta metallica attorcigliata e l’altro di un anello di metallo che dovrebbe passare attorno all’asta senza toccarla.
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Segnalatore a pile QUIZZINO Altro gioco che potrebbe rendere divertente la Geografia ! Una serie di collegamenti modificabili in relazione alle domande riportate sulla scheda. Se domanda e risposta sono collegate da un filo quando appoggiamo i terminali su di esse il circuito si chiude e la lampadina si accende.
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TELEGRAFO VISIVO Se collego pila e interruttore di una tavoletta (A che è in cucina ) alla lampadina dell’altra tavoletta (B che è in cameretta) e viceversa posso avvisare SENZA URLARE che è pronta la cena.
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IMPIANTO CON DEVIATORI L’impianto consente l’accensione di una lampadina da 2 punti diversi, con l’impiego di 2 deviatori. La giunzione tra i fili potrà avvenire con morsetti isolati. Nello schema, i fili sono inseriti in tubi di plastica di recupero, quelli stessi incassati nei muri negli impianti elettrici domestici. Eseguite il montaggio sul pannello dei vari componenti, secondo lo schema elettrico del testo.
PILA PLUS 4,5 volt schema elettrico A
A B
B
S1
Deviatori S1 – S2 in posizione: • A-B oppure B-A: lampada accesa • A-A oppure B-B: lampada spenta
S2
L’impianto con relé simula l’impianto luce di un corridoio o di una scala: l’accensione delle lampade è comandata da diversi punti della rete. Il funzionamento del relé si basa sulla proprietà dell’elettrocalamita: vi è un avvolgimento isolato che, quando viene percorso da corrente, magnetizza un nucleo di ferro, il quale attira una lamina d’acciaio che funge da interruttore e chiude il circuito. Occorrono una pila da 9 V; una pila da 4,5 V; un relé da 12 V (che è in grado di funzionare anche con una pila da 9 V). La giunzione tra i fili potrà avvenire con morsetti isolati. 11
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IMPIANTO CON RELE’
schema elettrico
PILA PLUS 4,5 volt
B2
B1
B2 B1
1
relè
2
S1 3
4
S2
S3
lampada
Eseguite il montaggio sul pannello dei vari componenti, secondo lo schema elettrico del testo. Ad ogni pressione su uno dei pulsanti la lampadina si accenderà, se spenta, e si spegnerà se accesa.
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Il semaforo deve dare il “verde” in una direzione di marcia, e nello stesso momento, deve essere “rosso” nell’altra direzione. In certi momenti, si deve accendere il giallo invece del verde. Occorrono: 1 pila piatta da 4,5 V; 6 lampadine da 4,5 V e relativi portalampade; due interruttori deviatori; filo elettrico di recupero; morsetti a coccodrillo; un blocchetto di legno per il fissaggio delle luci; colori a tempera per le lampadine. Eseguite il montaggio sul pannello dei vari componenti, secondo lo schema elettrico del testo. Il disegno evidenzia, con fili di colore diverso, i circuiti indi- pendenti delle lampadine.
SEMAFORO
A B
schema elettrico PILA PLUS 4,5 volt
A
B
1
2
3
4
5
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Azionando i deviatori nella sequenza BABABA… si ottiene il ciclo tipico del semaforo.
TITOLO:
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SCHEDA PROGETTO
CIRCUITO ELETTRICO o ….
materiali
misure cm
qt.
base di legno
30x40
1
listelli di legno
30x2 spess 2
2
fili elettrici
diam... Lungh...
costo unitario
costo totale
lampadine portalampade interruttore pila viti
attrezzi cacciavite punteruolo spellafili pinza
procedimento
funzionamento
finalità
INVECE DELLA PILA potrei usare una spina USB, si può utilizzare il sistema prelevando l’energia da una porta USB del computer (5V) o attraverso un adeguato adattatore, dalla presa accendisigari dell’automobile (12V).
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Generatore: PILA
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DAL WEB COLLEGAMENTO LABORATORIO-LAMPADA DA TAVOLO – elettricità dal limone - APPROFONDISCI
SPERIMENTIAMO… l’obiettivo è rendiamoci conto del fatto che il passaggio di corrente produce delle profonde trasformazioni in alcune sostanze (trasformazioni chimiche-cella elettrolitica) e che viceversa l’interazione di particolari sostanze può produrre corrente elettrica (pile).
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http://scienze.liquida.it/focus/2010/07 /20/la-patata-batteria-energiaelettrica-da-un-tubero/
DAL WEB COLLEGAMENTO LABORATORIO-LAMPADA DA TAVOLO •Elettricità dal limone http://www.youtube.com/watch?v=ND1MpTcW8 KE&feature=related
• Elettricità dalle patate
http://www.youtube.com/wat ch?NR=1&v=ufoOJfzro2c&feat ure=endscreen
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PILA
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PILA http://www.scuolamediacoletti.org/les/pile.htm
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Le cariche circolano solo all'interno dei fili elettrici?
Aggiungi del sale nell’acqua e la lampadina si illuminerà sempre di più Il sale da cucina è formato da molecole di cloruro di sodio (NaCl). Le molecole di sali, acidi e basi sciolti in acqua, ionizzano, si dissociano cioè in particelle di carica opposta Na+ e Cl – e la conducibilità aumenta. Per questo l’acqua salata conduce di più l’elettricità.
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ELETTROLISI (elettricità - separazione) http://www.youtube.com/watch?v=vTj-4hbjFnQ&feature=related
Quando la corrente circola all'interno dell’acqua , si produce una trasformazione:
2H2O
2H2 (GASSOSO) + 1O2 (GASSOSO)
Cosa sono e da dove vengono le bollicine?
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bibliografia Questa Unità è stata creata a scopo puramente didattico; per aiutare gli alunni nella realizzazione di un loro elaborato. Sono state scannerizzate pagine di diversi testi, alcuni ormai fuori produzione. Se l’autore non volesse autorizzare la pubblicazione della propria pagina e pregato di contattare il webmaster del sito e la pagina sarà subito rimossa. Grazie per la collaborazione Prof.ssa Rossella D’Imporzano
