COSTRUISCI UN CIRCUITO ELETTRICO

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1 COSTRUISCI UN CIRCUITO ELETTRICO Introduzione In questa attività, eseguirai delle indagini sui circuiti elettrici, sugli elementi essenziali che lo compongono e sulle grandezze elettriche che ne definiscono il funzionamento (tensione, corrente e resistenza elettrica). Ti accorgerai che senza un circuito completo non sarai in grado di accendere una lampadina o qualsiasi altro dispositivo elettrico. Nota: Prima di iniziare con il laboratorio virtuale assicurati di aver installato sul tuo PC l aggiornamento di Java che è indispensabile per poter eseguire le simulazioni. Per scaricare l aggiornamento gratuito di Java cliccare sul seguente link : Si aprirà la seguente pagina web, dove dovete cliccare sul pulsante Download gratuito di Java e successivamente installate l aggiornamento scaricato. Ora siete pronti per fare la vostra esperienza con i circuiti elettrici. Passo 1. Clicca su questo link : Di seguito è indicata la schermata del sito che vi dovrebbe apparire:

2 Passo 2. Clicca su Scarica per scaricare sul PC il simulatore, ti apparirà la seguente schermata clicca su Salva file e inserisci il file in una cartella del PC, come ad esempio di seguito:

3 Passo 3: Dopo un po di tempo il simulatore sarà caricato in memoria e sullo schermo vedrai questo: Passo 4: Fase di esplorazione (5-10 minuti) 1. Clicca sul pulsante Aiuto! nella parte destra in basso dello schermo per far apparire i messaggi di aiuto che ti guideranno nella costruzione del circuito durante la simulazione. Una volta che hai preso confidenza con i comandi, potrai cliccare su Nascondi aiuto. 2. Seleziona e trascina nell area blu una Lampadina. 3. Allo stesso modo trascina un Conduttore e una Batteria per costruire un circuito che consenta di accendere la lampadina. 4. Esegui degli esperimenti con più conduttori e batterie collegandoli in maniera differente e vedi cosa succede. 5. Esplora gli oggetti, come la batteria, facendo clic con il tasto destro del mouse sopra di essi. Noterai che per le Batterie è possibile modificare facilmente la tensione, invertire le polarità, ecc..

4 Prova a rispondere alle seguenti domande: 1. Cosa noti circa il flusso di elettroni (palline blu) quando il circuito è chiuso? 2. Cosa succede quando aggiungi e colleghi più batterie nel circuito? 3. Cosa succede quando aggiungi e colleghi più conduttori? 4. Con quale tipo di materiale pensi siano fatti i conduttori? 5. In quale modo le modifiche dei parametri degli oggetti influiscono sul funzionamento del circuito? 6. Quanti terminali hanno gli oggetti che compongono un circuito (batteria, conduttore, and lampadina) attraverso i quali possono essere collegati tra di loro? Una volta che sei riuscito a rispondere a queste domande, clicca su Ripristina tutto nella parte destra i basso dello schermo. Passo 5: Fase di costruzione (25-30 minuti) Aiuto: Descrivi le condizioni necessarie per completare un circuito. Ricordati di quanto hai potuto vedere in classe durante la presentazione del lavoro. L immagine seguente mostra un esempio di circuito completo. Provate a riprodurlo nel vostro simulatore adesso.

5 1. Esponi perché questo circuito è completo e consente alla lampadina di accendersi e descrivi il flusso di elettroni attraverso il circuito. 2. Clicca sulla batteria con il tasto destro e inverti le sue polarità. Cosa succede adesso? Descrivilo. 3. Come al punto precedente inverti le polarità delle altre batterie. Cosa succede ora? Perché? Noti delle differenze rispetto alla situazione di partenza? 4. Inverti di nuovo le polarità in una sola batteria. Il risultato dovrebbe essere lo stesso del passo numero 2. Ora clicca sulla batteria con il tasto destro e modifica la tensione a 18 Volt. Descrivi cosa succede e perché succede. 5. Modifica la tensione dell altra batteria a 18 Volt. Descrivi cosa succede. 6. Costruisci un circuito contenente un interruttore come mostrato nell immagine successiva. Puoi sostituire la batteria con un interruttore nel circuito precedente. a. Secondo te in quale modo è necessario posizionare l interruttore per poter chiudere il circuito e accendere la lampadina?

6 b. Muovi l interruttore sino a che la lampadina non si accende. La posizione dell interruttore coincide con quello che avevi pensato prima? Come giustifichi questa posizione dell interruttore per accendere la lampadina? Passo 6: Fase sperimentale (15-20 minuti) Per questa fase utilizzerai il circuito precedente. 1. Clicca sull interruttore con il tasto destro e rimuovilo dal circuito. In questo modo la lampadina si spegne in quanto il circuito risulta aperto. 2. Clicca sulla batteria con il tasto destro e modifica la tensione a 100 Volt. Cosa succede se si chiude il circuito? 3. Collega il conduttore alla batteria per chiudere il circuito. Succede quello che ti eri immaginato? 4. Distacca la batteria dal conduttore facendo clic con in tasto destro sul connettore e selezionando Separa il collegamento. 5. Clicca su Borsa dei componenti reali che trovi in alto sul lato destro dello schermo. Apparirà la seguente schermata: Dovrai sostituire l interruttore che hai appena rimosso con un altro di questi oggetti.

7 Nella tabella, prevedi quale di questi oggetti consentirà di chiudere il circuito scrivendo a fianco di ognuno si o no. Oggetto Banconota Fermaglio Moneta Gomma Matita Mano Cane Chiude il circuito? Sostituisci l interruttore con ognuno di questi oggetti e registra nella tabella seguente quello che osservi. Oggetto Banconota Fermaglio Moneta Gomma Matita Mano Cane Chiude il circuito? Descrivi le tue opinioni su quello che hai appena sperimentato. Informazioni addizionali Quando inserisci nel circuito un oggetto e la lampadina si accende significa che quell oggetto è un conduttore di corrente elettrica. Quando inserisci nel circuito un oggetto e la lampadina rimane spenta significa che quell oggetto è un isolante per la corrente elettrica. Conclusioni: Quali sono gli elementi per creare un circuito completo? Quale degli oggetti inseriti influisce sul suo funzionamento del circuito e in base a quali parametri? Esponi esempi reali dove trovano applicazione quanto tu hai potuto sperimentare in questa attività.