Informazioni su questo esperimento
Inserire un campione tra le clip del tester, chiudere il circuito e confrontare la resistenza misurata con la risposta della lampada. Controllare la lunghezza del campione, l’area della sezione trasversale, la temperatura e la qualità del contatto per distinguere una proprietà del materiale dal resto del circuito.
Obiettivi di apprendimento
- Mettere in relazione la resistenza del campione con la resistività, la lunghezza e l’area.
- Spiega perché la resistenza di contatto può nascondere un buon conduttore.
- Distingui una lampada spenta, una corrente molto piccola e una corrente esattamente nulla.
Come si usa
- 1Scegli il rame, chiudi il tester e registra la corrente e la potenza della lampada.
- 2Sostituiscilo con grafite, nichelcromo e vetro asciutto senza modificare la geometria.
- 3Per un campione, raddoppia la lunghezza o l’area della sezione trasversale e confronta il rapporto tra le resistenze.
- 4Abilita i contatti difettosi e confronta la corrente con quella di una prova con contatti buoni alla stessa tensione.
Il modello
Ipotesi
- La batteria ha una resistenza interna di 0,5 Ω, la lampada ha una resistenza fissa di 20 Ω e i contatti contribuiscono con 0,2 Ω oppure 50 Ω.
- La resistività dei materiali utilizza valori di riferimento illustrativi e coefficienti lineari a temperatura ambiente. Il riscaldamento non retroagisce automaticamente sulla temperatura.
- Il vetro asciutto e la gomma hanno resistività finite elevate. La soglia di rilevamento di 1 µA è un criterio di visualizzazione scelto, non un confine universale tra conduttore e isolante.
- Il modello non tiene conto dell’umidità, della perforazione dielettrica, delle giunzioni a semiconduttore né della resistenza non lineare del filamento incandescente. La forma del campione e la luminosità della lampada sono schematiche.
Provalo in classe
- Q1Una lampada fioca può indicare se il campione o i contatti hanno una resistenza elevata?
- Q2Perché raddoppiare l’area è diverso dal raddoppiare la lunghezza?
- Q3In questo modello, la corrente in un campione isolante è esattamente pari a zero?
Domande frequenti
Perché il vetro lascia passare una corrente minuscola?
Il modello utilizza una resistività molto elevata, ma finita. La corrente è molto al di sotto della soglia di visualizzazione selezionata, il che è diverso dal supporre una resistenza infinita.
La temperatura del campione aumenta quando passa corrente?
No. La temperatura è una condizione di prova controllata in modo indipendente. Il modello non calcola l’energia termica né le variazioni di temperatura.