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Laboratorio di Educazione tecnica- A cura del prof. Gianni Goti
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- Esperienze di elettrodinamica mediante una
"tavoletta elettrica"
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Sommario:-
- Fine
didattico
- Conoscenze
didattiche richieste
- Materiale occorrente e
costi
- Assemblaggio del
materiale
- Foto della
tavoletta assemblata
Esempi
di esperienze con la tavoletta- Simbologia
- Esperienza
su un circuito elementare
- Esperienza
su un circuito a deviazione
- Esperienza
su circuiti con lampadine in serie ed in parallelo
- Esperienza
su circuiti con pile in serie ed in parallelo
- Esperienza
su un circuito con elettromagnete
- Esperienza
su un circuito con resistenza variabile
- Esperienza su
un circuito con conduttore elettrolitico
- Esperienza sui circuiti logici
AND, OR, NOT
- Lavoro di gruppo (max unità di 4-5 alunni), operatività manuale,
conoscenza di materiali e componenti elettrici, verifiche elettrodinamiche con semplici
circuiti elettrici (anche logici AND, OR, NOT), verifica della legge di Ohm (non
analitica), verifica degli effetti della corrente elettrica (magnetico, chimico, ecc.).
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- Elettrodinamica di base (cos'è la corrente elettrica, isolanti e
conduttori, circuito elettrico elementare), principali grandezze elettriche (V, I, A, P),
legge di Ohm, pile e utilizzatori in serie e parallelo (a 2 elementi), effetti della
corrente elettrica.
Materiale occorrente e costi
| Elemento |
Quantità |
Costo in lire
(circa) |
| Tavoletta di compensato multistrato di
circa 30x30x2 cm. |
1 |
5.000 |
| Pila quadrata da 4,5 V e 2 elastici per il
fissaggio. |
2 |
5.000 (9.000 alcaline) |
| Deviatore da esterno con relative viti a
legno di fissaggio. |
2 |
5.000 |
| Interruttore a pulsante da esterno con
relative viti a legno di fissaggio. |
1 |
2.000 |
| Lampadina a bulbo da 4,8 V e 0,3 A, con
relativo portalampada e viti a legno di fissaggio. |
2 |
6.000 |
| Vite zincata con testa a croce di circa 4 x
0,3 cm. |
20 |
1.000 |
| Filo elettrico con anima a treccia sezione
di circa 0,7-1 mm. |
4 m circa |
2.000 |
| Morsetto a coccodrillo per basse tensioni,
circa 5 cm di lunghezza. |
20 |
10.000 |
| Resistenza elettrica costituita da una mina
di grafite di circa 15 cm di lunghezza (comune mina di lapis). |
1 |
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- Elettrocalamita costituita da:
- come nucleo di ferro un bullone zincato di circa 5 x 0,5 cm;
- come avvolgimento a spirale sul nucleo circa 1 m di filo elettrico
con anima rigida sezione di circa 0,5 mm (normale filo telefonico).
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1 |
1.000 |
- Bagno elettrolitico costituito da:
- come contenitore un normale bicchiere di vetro trasparente;
- come elettrodi N. 2 bulloni o chiodi (o qualunque altro segmento nudo
di conduttore rigido) di circa 8-10 cm di lunghezza;
- come elettrolito soluzione di NaCl (acqua + sale da cucina) da
saturare durante la verifica.
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1 |
- |
| Costo totale |
36.000 |
- Smussare preliminarmente con carta vetrata i bordi e gli spigoli
della tavoletta.
- Fissare gli elementi elettrici alla tavoletta e segmentare il filo
elettrico come sotto indicato:
Foto
della tavoletta assemblata (clicca sull'immagine)
Esempi di esperienze con
la tavoletta
Esperienza su un circuito
elementare
| Schema elettrico |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
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- 1 pila;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 1 lampadina;
- 1 interruttore a pulsante;
- 5 connettori.
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- Se chiudo il circuito mediante l'interruttore cosa succede?
- ..................................................
Quando premo l'interruttore a pulsante entro in condizione di "corto circuito".
Cosa significa?- ..................................................
Altre osservazioni:- ..................................................
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Esperienza
su un circuito a deviazione
| Schema elettrico |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
| |
|
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- 1 pila;
- 2 deviatori;
- 1 lampadina;
- 5 connettori.
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- Se aziono il deviatore A cosa succede?
- ..................................................
Se aziono il deviatore B cosa succede? - ..................................................
Negli appartamenti dove viene solitamente utilizzato questo tipo di circuito?- ..................................................
-
- Altre osservazioni:
- ..................................................
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Esperienza su circuiti con lampadine in
serie ed in parallelo
| Schemi elettrici |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
|
- Circuito A:
- 1 pila;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 2 lampadine;
- 4 connettori.
- Circuito B:
- 1 pila;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 2 lampadine;
- 5 connettori.
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- Se chiudo il circuito A cosa succede? Se svito una
lampadina cosa succede?
- ..................................................
Se chiudo il circuito B cosa succede? Se svito una lampadina cosa
succede? - ..................................................
Qual è la differenza sostanziale osservata fra A e B?- ..................................................
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Esperienza su circuiti con pile in serie ed in
parallelo
| Schemi elettrici |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
|
- Circuito A:
- 2 pile;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 2 lampadine;
- 5 connettori.
- Circuito B:
- 2 pile;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 2 lampadine;
- 6 connettori.
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- Circuito C:
- 2 pile;
- 1 deviatore;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 2 lampadine;
- 7 connettori.
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- Se chiudo il circuito A cosa succede?
- ..................................................
Se chiudo il circuito B cosa succede? - ..................................................
Nel circuito C chiuso cosa succede quando aziono il deviatore? - ..................................................
-
- Altre osservazioni:
- ..................................................
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Esperienza
su un circuito con elettromagnete
| Schema elettrico |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
|
- 2 pile;
- 1 interruttore a pulsante;
- 1 elettromagnete;
- 4 connettori.
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- Avvicino all'elettromagnete qualche chiodino di ferro (acciaio) o
della limatura di ferro, poi premo l'interruttore a pulsante. Cosa succede?
-
- Altre osservazioni:
- ..................................................
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Esperienza
su un circuito con resistenza variabile
| Schema elettrico |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
|
- 1 pila;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 1 resistenza variabile (mina);
- 4 connettori.
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- Se chiudo il circuito con il connettore posizionato in A
cosa succede?
- ..................................................
-
- Spostando prima il connettore dal punto A in B
e poi in C (diminuendo quindi progressivamente la lunghezza
della resistenza) cosa osservo?
- ..................................................
-
- Altre osservazioni:
- ..................................................
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Esperienza su un circuito con
conduttore elettrolitico
| Schema elettrico |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
|
- 1 pila;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 1 soluzione elettrolitica;
- 4 connettori.
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- Se chiudo il circuito con la soluzione elettrolitica costituita da
sola acqua tiepida (solvente), cosa succede?
- ..................................................
-
- Aggiungendo via via al solvente, come soluto, sale da cucina (NaCl)
ed agitando, cosa osservo?
- ..................................................
-
- Altre osservazioni:
- ..................................................
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Esperienza sui circuiti
logici AND, OR, NOT
| Schemi elettrici |
Elementi
utilizzati |
Osservazioni |
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- Circuito AND:
- 1 pila;
- 2 interruttori (deviatori usati come interruttori);
- 1 lampadina;
- 4 connettori.
Circuito OR:- 1 pila;
- 2 interruttori (deviatori usati come interruttori);
- 1 lampadina;
- 5 connettori.
- Circuito NOT:
- 1 pila;
- 1 interruttore (deviatore usato come interruttore);
- 1 resistenza;
- 1 lampadina;
- 5 connettori.
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| Tabella circuito
AND |
| A |
B |
L ( =A and B ) |
| ON |
ON |
Accesa |
| ON |
OFF |
Spenta |
| OFF |
ON |
Spenta |
| OFF |
OFF |
Spenta |
Tabella
circuito OR |
| A |
B |
L ( = A or B ) |
| ON |
ON |
Accesa |
| ON |
OFF |
Accesa |
| OFF |
ON |
Accesa |
| OFF |
OFF |
Spenta |
| Tabella circuito NOT |
| A |
L ( = not A ) |
| ON |
Spenta |
| OFF |
Accesa |
|