Analog1-SimulazioneeEsperienzaLaboratorioElettronica Argomenti trattati • • • • • • • • • Corrente e Tensione Continua Legge di Ohm V=R*I Legge di Kirchoff delle correnti Legge di Kirchoff delle tensioni Partitore di tensione Partitore di corrente Diodo LED Interruttore Potenza e dissipazione P=V*I Competenze e conoscenze stimolate Questa esercitazione, affrontata con un supporto appropriato da parte dell’insegnante, focalizzato alla comprensione dei fenomeni elettrici, avvicina l’alunno a correnti, tensioni, resistenze elettriche e altri componenti fondamentali dell’elettronica analogica, come i diodi. A fianco delle simulazioni elettriche l’utilizzo del laboratorio permette di ‘toccare con mano’ e utilizzare con consapevolezza il materiale elettrico con una semplice strumentazione e componentistica. Scopo dell’esperienza di laboratorio è di far percepire all’alunno il materiale e il laboratorio come oggetti familiari, prenderne confidenza, costruendo la propria scheda, saldandone fili e componenti, collegare poi alimentazione e strumentazione per verificare i risultati attesi dall’ introduzione teorica all’argomento e dai riscontri già ottenute dall’alunno tramite simulatore. Schema elettrico 1 Materiale per Laboratorio Oltre ai componenti elettrici presenti nello schema elettrico, occorre attrezzare il laboratorio con alimentatore, tester, amperometro, fili di collegamento, spela-fili, saldatore, scheda mille fori.. Operazioni e Osservazioni suggerite per simulazione e per verifica in Laboratorio • • • • Comprendere la funzione dello switch che permette ‘l’accensione’ del circuito connettendone l’alimentazione. Il diodo LED visivamente agisce come spia luminosa che si attiva solo quando il circuito è alimentato. Misura di correnti e tensioni tramite simulazione e, sul circuito reale, tramite tester, legge di Ohm e amperometro Calcolare le resistenze equivalenti di componenti in serie e parallelo presente nello schema e applicare la legge di Ohm per verificare che i valori attesi di tensioni e correnti corrispondano a quelli simulati e misurati. Identificare e partitori di tensione e di corrente e verificarne la funzionalità. Considerazioni Applicative, possibili argomenti di discussione. Esempi di utilizzo delle soluzioni circuitali trattate in questa esperienza: • • • • • Interruttore: spesso utilizzato per la funzione ON/OFF per abilitare, tramite connessione all’alimentazione, un circuito. Funzione del fusibile, non presente in questa esperienza, ma spesso utilizzato in serie all’interruttore di ON/OFF. LED: spia luminosa in caso di abilitazione di un circuito, ad esempio in una radio, nello stereo, nella televisione Partitore di tensione: può essere utilizzato per ottenere una tensione proporzionale a quella monitorata al fine di comparazione con una soglia prestabilita, ad esempio in un allarme termico che osserva la tensione ai capi di una resistenza NTC (negative temperature coefficient) percorsa da corrente costante. Partitore di corrente: esempio nella rete domestica dove ogni carico, ad esempio una lampadina, aggiunto tra fase e neutro, e’ un ramo aggiuntivo che si comporta come una resistenza che ripartisce la corrente richiesta alla rete. Approfondimenti teorici • • • Il diodo, elemento unidirezionale, cosa succede se invertiamo la posizione dei terminali? Dimostrare la formula del partitore di corrente a partire dalla legge dei nodi e dalla legge di Ohm. La potenza dissipata, calcolo con la formula P=R*I, se eccede il valore per cui il componente è stato dimensionato c’è rischio di bruciatura del componente, possibile realizzazione tramite simulazione con Crocodile e anche fisicamente in laboratorio. 2