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Laboratorio per l’Educazione alla Scienza Percorso didattico su I circuiti Attività didattica ADCIRC1 Lampadine e batterie in serie e in parallelo DATA: ..................................................................... SCUOLA: .................................................................. CLASSE: ................................................................... DOCENTE: ................................................................ COGNOME e NOME: ................................................. GRUPPO N°: ............................................................... Città della Scienza AdCir1 pag.1 Durante lo svolgimento di questa attività impareremo a costruire e a interpretare circuiti con batterie e lampadine. Prima facendoci "guidare" dalla luminosità delle lampadine, poi utilizzando un tester, lavoreremo con conduttori e isolanti ed impareremo ad analizzare i circuiti in termini di corrente, tensione e resistenza. 1. DOMANDE INTRODUTTIVE 1.1) Cosa intendi per corrente? Nel linguaggio comune .....................................................................................…………………….. ................................................................................................................................…………………… In meteorologia......................................................................................................…………………… ................................................................................................................................…………………… In fisica……..........................................................................................................……………………. ................................................................................................................................…………………… 1.2) Cosa intendi per tensione? Nel linguaggio comune .........................................................................................…………………. ................................................................................................................................…………………… In fisica …...............................................................................................................………………….. ................................................................................................................................…………………… 1.3) Cosa intendi per circuito? ................................................................................................................................…………………… ................................................................................................................................…………………… 2. LUMINOSITÀ' DELLA LAMPADINA. 2.1) Esperimento - Costruisci il semplice circuito rappresentato in figura, utilizzando una batteria ed una delle due lampadine. Utilizza poi l’altra lampadina a disposizione e commenta ciò che osservi. a) Prova ad interpretare usando le parole di "corrente" e "tensione". . ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ .............................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Città della Scienza AdCir1 pag.2 b) Esperimento - Fai variare la distanza della lampadina dai poli della batteria. Cambia l'intensità luminosa? ...........................................................................................................................................……………. ...........................................................................................................................................……………. ...........................................................................................................................................……………. c) Osservando con attenzione il circuito realizzato individua, dei tre elementi che lo compongono, il rispettivo ruolo: elemento che produce energia ………………………………………… elemento che trasporta energia ………………………………………… elemento che utilizza energia ………………………………………… 2.2) Condividi la seguente affermazione? "La corrente passa solo se il circuito è privo di interruzioni." Si No Spiegane a parole tue il significato. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 3. CONDUTTORI E ISOLANTI. 3.1) Esperimento - Inserisci nel circuito che hai costruito alcuni elementi costituiti da materiali diversi (metallo, grafite, carta, ....). Caratterizza gli elementi analizzati in base al materiale e alle caratteristiche geometriche (elemento più lungo / più corto, più sottile / meno sottile, ecc.) ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Città della Scienza AdCir1 pag.3 DISCUSSIONE (APPUNTI) Abbiamo assunto l'accendersi o meno della lampadina come indicatore della conducibilità dei diversi oggetti realizzati con materiali differenti: pezzi di carta, sbarrette di metallo, pezzi di grafite. Siamo così giunti alla suddivisione dei materiali in quelli che permettono alla lampadina di accendersi, i conduttori, da quelli che glielo impediscono, gli isolanti. a) Nel disegno seguente, riproducente una lampadina ad incandescenza, scrivi il nome delle varie parti che la compongono e il materiale di cui sono costituite. b) Abbiamo osservato che i conduttori elettrici, cioè quei materiali che si lasciano attraversare dalla corrente elettrica, possono anche non essere dei metalli. Spiega. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 4. LAMPADINE IN SERIE E IN PARALLELO 4.1) Esperimento - Collega due lampadine alla batteria nella configurazione (serie) riportata in figura. Descrivi cosa osservi. Città della Scienza AdCir1 pag.4 SERIE ...……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… a) Esperimento - Collega i due capi di una delle due lampadine con un filo conduttore, cosa accade? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… b) Cosa si intende per corto circuito? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 4.2) Esperimento - Collega due lampadine alla batteria nella configurazione (parallelo) riportata in figura. Descrivi cosa osservi. PARALLELO ……………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… a) Esperimento - Realizza un circuito formato da una batteria, una lampadina ed un corto filo di lana d'acciaio. Aggiungi delle lampadine in parallelo alla prima, cosa accade? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Città della Scienza AdCir1 pag.5 b) Perché, secondo te, il filo di lana d'acciaio brucia? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… DISCUSSIONE (APPUNTI) Alla luce di quanto hai appreso: a) Spiega il significato della seguente frase. "A casa si è verificato un corto circuito!" ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… b) Commenta. Riporta sotto forma di appunti sintetici i concetti fino ad ora messi a fuoco. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 5. BATTERIE IN SERIE E IN PARALLELO. 5.1) Esperimento - Collega due batterie alla lampadina nelle due configurazioni riportate in figura. Cosa accade? Città della Scienza AdCir1 pag.6 batterie in parallelo batterie in serie PARALLELO ………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… SERIE…………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… DISCUSSIONE (APPUNTI) Riporta sinteticamente i concetti più importanti emersi dall'osservazione delle due configurazioni circuitali. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6. MISURE DI TENSIONE E CORRENTE. Per passare da osservazioni soggettive, quali quelle finora realizzate, a valutazioni oggettive delle grandezze in esame, ripeti le esperienze 1), 3) e 4) utilizzando il tester. Descrivi sinteticamente le modalità di utilizzo del tester che ti sono state presentate. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Città della Scienza AdCir1 pag.7 6.1) In particolare indica per alcune grandezze misurabili: a) l'intervallo di funzionamento ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… b) la prontezza ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… c) la sensibilità ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… d) la precisione ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Confronta adesso le osservazioni qualitative che hai precedentemente esposto con i valori delle misure di tensione e corrente che ottieni ripetendo quantitativamente gli esperimenti prima realizzati. 6.2) Esperimento - Realizza il seguente circuito, utilizzando alternativamente le due lampadine che hai a disposizione, misurando la tensione ai loro capi e la corrente che le attraversa. Riporta in tabella i valori di tensione e corrente ottenuti. Città della Scienza AdCir1 pag.8 Tensione (V) Corrente (A) Lampadina 1 Lampadina 2 a) Esercizio - I seguenti circuiti sono stati realizzati per misurare l'intensità di corrente che circola nella lampadina e la tensione ai suoi capi. Uno solo è stato realizzato in modo corretto, indica quale e spiega il motivo della scelta. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6.3) Esperimento - Realizza i circuiti riportati nella figura seguente eseguendo misure di corrente e tensione. Città della Scienza AdCir1 pag.9 Riporta i valori di tensione e corrente ottenuti nelle tabelle seguenti. SERIE Tensione (V) Corrente (A) Pila Lampadina 1 Lampadina 2 PARALLELO Tensione (V) Corrente (A) Pila Lampadina 1 Lampadina 2 6.4) Esperimento - Realizza i circuiti riportati nella figura seguente eseguendo misure di corrente e tensione. batterie in parallelo batterie in serie Riporta in tabella i valori ottenuti. Tensione (V) Corrente (A) Pile in serie Pile in parallelo a) Un apparecchio elettrico richiede 15 V per funzionare. Come useresti a tale scopo delle pile da 1,5 V? Quante pile ti servirebbero? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Città della Scienza AdCir1 pag.10 b) In quali casi si utilizzano pile in serie? In quali casi si usano pile in parallelo? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6.5) Il filamento di tungsteno della lampadina ha una resistenza che può essere misurata con l'ohmetro. Il simbolo della resistenza è: Spiega. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6.6) Con le indicazioni date e con i simboli circuitali nel seguito, ripercorri l'intera scheda disegnando accanto alle figure dei circuiti che hai realizzato le corrispondenti rappresentazioni schematiche generatore in continua (o batteria) con il segno + che indica il polo positivo filo conduttore lampadina resistenza interruttore COMMENTI E RIFLESSIONI SULL'ATTIVITÀ SVOLTA ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
