Esperienze con l elettricità e il magnetismo

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1 Esperienze con l elettricità e il magnetismo Laboratorio di scienze Le esperienze di questo laboratorio ti permettono di acquisire maggiore familiarità con l elettricità e il magnetismo e di sperimentare cosa succede quando queste due forze agiscono insieme. Circuiti in serie e in parallelo Materiali: una pila da 4,5 volt, due portalampade e due lampadine, sei chiodini, un pezzo di filo di ferro, filo elettrico, forbici. Attività: usando i materiali che hai preparato, facendoti aiutare da un adulto, costruisci questi due circuiti. CIRCUITO IN SERIE CIRCUITO IN PARALLELO Ora confrontane il funzionamento: che cosa hai fatto per far accendere le lampadine nel caso del circuito in serie? E per farle spegnere? E nel caso del circuito in parallelo? Che cosa cambia? Perché? 2006 RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 1

2 Un particolare A B Costruisci ora questo circuito e osserva i due interruttori: se la lampadina è accesa e vuoi spegnerla, è sufficiente azionarne uno solo dei due: sai spiegare perché? E come devi fare per riaccenderla? Quale devi azionare? Perché? Questi due disegni ti aiutano a capire. A B A B Nel disegno a sinistra la lampadina è spenta perché aprendo l A il circuito si è interrotto. Nel disegno a destra la lampadina è spenta perché il circuito si è interrotto questa volta aprendo l B. Se ora chiudi uno dei due interruttori aperti, non importa quale, il circuito si chiude e la lampadina si accende. Questo tipo di si usa quando si vuole accendere e spegnere una lampadina da due punti diversi di una stanza RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 2

3 Un motore elettrico In un motore elettrico vengono utilizzate insieme la forza elettrica e la forza magnetica. Materiali: ferro da calza di metallo, tappo di sughero, scatoletta di vuota (solo l involucro esterno), 2 m di filo elettrico e altri due spezzoni di 25 cm l uno, filo di ferro, fogli di alluminio, due calamite, una pila da 9 volt, nastro adesivo, un paio di forbici, una base di legno. Attività: avvolgi intorno alla scatoletta da il filo elettrico (Figura 1). Infila sul ferro da calza il tappo di sughero e la scatoletta da. Spella i due capi del filo e poi fissarli con nastro adesivo al tappo. Costruisci con del filo di ferro due supporti per il ferro da calza in modo che giri liberamente dentro di essi. Tappo di sughero Scatola di con avvolgimento Ferro da calza Figura 1 Spella le estremità dei due spezzoni di filo elettrico da 25 cm e avvolgile con un foglietto di alluminio: l oggetto che hai costruito si chiama spazzola e ha il compito di trasmettere l elettricità dalla pila ai fili elettrici attaccati ai lati dei tappo di sughero con il nastro adesivo, per questo deve essere a contatto con essi. Questi due spezzoni andranno poi collocati, come vedi nella Figura 2, in modo che sfiorino i fili attaccati al tappo lasciandolo però girare. fili elettrici dell avvolgimento tappo spazzola spazzola fili elettrici che vanno alla pila Figura 2 Ora colloca due calamite una a destra e uno a sinistra della scatola di con i poli opposti che si guardino (Figura 3) RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 3

4 tappo di sughero scatola filo elettrico avvolto calamita spazzola nastro adesivo Figura 3 Che cosa pensi che succederà quando collegherai le due estremità libere dei fili delle spazzole alla pila? Scrivilo, sarà la tua ipotesi. Ora collega le spazzole alla pila e osserva cosa succede veramente. In questo caso ci sono due forze magnetiche: quella delle calamite e quella generata dall elettrocalamita (la scatola di con l avvolgimento di filo elettrico), che hai posto tra le due calamite: le forze magnetiche vanno nella stessa direzione? Perché si crea un movimento rotatorio? Riesci a dare delle spiegazioni? Confrontale con quanto trovi scritto di seguito. La forza magnetica va dal polo positivo di un magnete al polo negativo dell altro (polo positivo rosso, polo negativo blu). Quando colleghi la pila alle spazzole, l elettricità arriva alla elettrocalamita (la scatola di ) e si crea un secondo campo magnetico. Le due forze magnetiche si scontrano tra di loro e si crea una coppia di forze che spingono una verso il basso e una verso l alto la scatola di facendola ruotare (Figura 4). scatola di direzione del magnetismo Figura 4 scatola di Quando gira la scatola, gira anche il ferro da calza su cui sta attaccata, così le due spazzole ad un certo punto restano staccate dai cavi elettrici fissati al tappo di sughero e la corrente non passa più RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 4

5 Non appena, per la spinta ricevuta, la scatola di con l avvolgimento si capovolge, le due spazzole toccano di nuovo i fili elettrici e il ciclo ricomincia (Figura 5). Si crea così un movimento rotatorio continuo. il filo elettrico dell avvolgimento non tocca più le spazzole (Adattato da: Il grande libro degli esperimenti Edizioni Usborne) tappo di sughero Figura RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 5

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