Accendere una lampadina

Scuola primariaFisicaI fili uniscono i morsetti formando un collegamento; una lampadina si accende quando la corrente la attraversa da + a −. Le lampadine si comportano come resistori fissi.

Informazioni su questo esperimento

Una torcia, un campanello e un’auto giocattolo hanno tutti bisogno della stessa cosa: un circuito chiuso che parta da un polo della batteria, attraversi il dispositivo e ritorni all’altro polo. In questo laboratorio i bambini collegano una batteria, una lampadina e un interruttore con dei fili e scoprono da soli quali collegamenti funzionano. Quattro rompicapi mostrano gli errori più comuni: entrambi i fili collegati alla stessa parte della lampadina, un’interruzione nel circuito, un interruttore lasciato spento e due lampadine che condividono lo stesso percorso.

Obiettivi di apprendimento

  • Costruisci un semplice circuito che accenda una lampadina
  • Spiega che un circuito deve formare un percorso chiuso, senza interruzioni
  • Individua i due contatti di una lampadina e spiega perché bisogna usarli entrambi
  • Usa un interruttore per aprire e chiudere un circuito
  • Descrivi come l’aggiunta di pile o lampadine cambia la luminosità delle lampadine

Come si usa

  1. 1Prima di toccare qualsiasi cosa, chiedi: quanti fili pensi che servano per accendere una lampadina? Scrivi la tua ipotesi.
  2. 2Costruisci un circuito che accenda la lampadina. Poi prova ad accenderla con un solo filo. È possibile?
  3. 3Prova il rompicapo 1. In quali punti i fili toccano la lampadina? Sposta un filo per farla accendere.
  4. 4Prova il rompicapo 2 e il rompicapo 3. Spiega ogni errore in una frase.
  5. 5Aggiungi l’interruttore al circuito funzionante. È importante dove lo metti nel circuito?
  6. 6Passa a 1 pila e poi a 3 pile. Che cosa succede alla lampadina? Perché sulle lampadine è indicata la tensione?
  7. 7Prova il rompicapo 4. Trova un modo per collegare due lampadine in modo che siano entrambe luminose.

Il modello

Un circuito completo è un percorso chiuso e senza interruzioni.
Per gli alunni più grandi: più pile forniscono una spinta maggiore (tensione) e più corrente.
Una lampadina brilla di più quando la attraversa più corrente.

Ipotesi

  • Ogni pila fornisce 1,5 V. La lampadina è una lampadina da torcia da 2,5 V e 0,3 A, considerata come una resistenza fissa; quindi la luminosità dipende dalla corrente.
  • I fili non hanno resistenza. Un filo che collega direttamente + a − provoca un cortocircuito: la batteria si scalda e nient’altro funziona.
  • Una lampadina ha due contatti: la punta nella parte inferiore e l’involucro metallico filettato. Il filamento li collega all’interno del vetro.
  • Una lampadina si brucia quando la corrente supera di circa 1,6 volte il valore nominale. I filamenti reali possono variare.

Provalo in classe

  1. Q1Perché una lampadina ha bisogno di due fili e non di uno solo?
  2. Q2Una torcia non funziona. Indica tre possibili cause diverse.
  3. Q3Perché è pericoloso collegare i due poli di una pila con un semplice filo?
  4. Q4Due lampadine collegate in serie fanno meno luce di una sola. Perché?
  5. Q5Indica tre materiali che potresti usare al posto di un filo per chiudere il circuito e altri tre che non funzionerebbero.

Domande frequenti

Che cosa rappresentano i trattini che si muovono lungo i fili nel laboratorio?

Indicano i fili che fanno parte del circuito chiuso. All’interno di un filo vero non si vede nulla muoversi: minuscole particelle cariche chiamate elettroni si spostano nel metallo, contemporaneamente, lungo tutto il circuito.

È sicuro provare a creare un cortocircuito a scuola?

Con una piccola pila, si scaldano soltanto la pila e il filo e la pila si scarica, ma non bisogna farlo apposta. Non farlo mai con la corrente di rete o con batterie ricaricabili, che possono diventare molto calde o prendere fuoco.

Come va cablato il Puzzle 4?

Dai a ogni lampadina un percorso di ritorno indipendente verso la batteria: un filo dal polo + alla punta di ciascuna lampadina e un filo dal lato di ciascuna lampadina al polo −. Questo si chiama circuito in parallelo. Ogni lampadina riceve l’intera tensione della batteria, quindi entrambe brillano intensamente.