|
Giorgio Häusermann – Alta Scuola Pedagogica, Locarno http://did-asp.ti-edu.ch/~giorgioh/apri.htm
Circuiti elettrici
|
Materiale:
legnetti 15 cm x 2 cm x 1 cm
nastro adesivo di alluminio
Prodotti catalogo Opitec http://www.opitec.ch :
202053 lampadine 2,5 volt/0,2A, trasparente
236076 diodi led 5mm rosso
269016 connettore per cavetti 2,5mm
200086 prese portalampadine tipo E 10
261038 viti a testa semitonda zincate 2x12 mm
261016 viti a testa semitonda zincate 2x10 mm
Generatore a mano per telefono cellulare (o set di batterie con portabatteria)
Costruzione:
il nastro adesivo di alluminio è largo 5 cm. Per ricoprire i legnetti si deve tagliare per il lungo in modo da avere delle strisce di larghezza 2,5 cm.
1 pezzo |
Alimentazione: lasciare libera la parte centrale per 4 cm e ricoprire i legnetti sul lato superiore riportando per qualche cm il nastro anche su lato inferiore. Fissare con le viti i morsetti come in figura e collegare il filo del generatore. Rosso = + Nero = - |
2 pezzi |
Connessioni: ricoprire i legnetti sul lato superiore riportando per qualche cm il nastro anche su lato inferiore. |
2 o 3 pezzi Ä |
Lampadine: lasciare libera la parte centrale per 1 cm e ricoprire i legnetti sul lato superiore riportando per qualche cm il nastro anche su lato inferiore. Fissare con le viti i portalampadine come in figura e collegare il filo del generatore.
|
1 pezzo + % |
LED: lasciare libera la parte centrale per 3 cm e ricoprire i legnetti sul lato superiore riportando per qualche cm il nastro anche su lato inferiore. Fissare con le viti i morsetti come in figura e collegare il LED. Segnare con un + il morsetto dove si inserisce il filo che esce dal LED più lungo |
Costruire il circuito e vedere cosa si accende, come si accendono nelle diverse composizioni e che sforzo occorre fare per girare il generatore. Se non fanno bene contatto, fatti aiutare da un compagno a premere sui componenti per fare contatto. Attenzione: se giri il generatore troppo forte puoi bruciare il LED e le lampadine! |
Esercizio 1)
Costruisci con gli elementi che hai preparato i due circuiti della foto:
Cosa osservi?
Torna a "giovani scienziaTI"Per saperne di più
Nella lampada ad incandescenza la produzione avviene portando un filamento metallico di tungsteno all'incandescenza alla temperatura di 2700 ĸ per effetto Joule. Il filamento di tungsteno è posto sotto vuoto, l'assenza di ossigeno a contatto con il filamento è garantito dalla relativa ampolla, generalmente di vetro, della lampadina.
1879Thomas Edison e Joseph Wilson Swan brevettano la lampada ad incandescenza con filamento di carbonio;
Il termine "LED" è un acronimo che sta per "Light Emitting Diode", ovvero "diodo che emette luce". I led sono costituiti da una giunzione P-N realizzata con arseniuro di gallio o con fosfuro di gallio, entrambi materiali in grado di emettere radiazioni luminose quando siano attraversati da una corrente elettrica; il valore di tale corrente è compreso fra 10 e 30 mA.
|
Il funzionamento del led si basa sul fenomeno detto "elettroluminescenza", dovuto alla emissione di fotoni (nella banda del visibile o dell'infrarosso) prodotti dalla ricombinazione degli elettroni e delle lacune allorchè la giunzione è polarizzata in senso diretto.
I led hanno un terminale positivo ed uno negativo, e per funzionare devono essere inseriti in circuito rispettando tale polarità; in genere il terminale positivo è quello più lungo, ma lo si può individuare con certezza osservando l'interno del led in controluce: come si vede in figura, l'elettrodo positivo è sottile, a forma di lancia, mentre il negativo ha l'aspetto di una bandierina.
Quando si utilizza un led, è necessario disporre sempre una resistenza in serie ad esso, allo scopo di limitare la corrente che passa ed evitare che possa distruggersi; la caduta di tensione ai capi di un led può variare da 1,1 a 1,6 V, in funzione della lunghezza d'onda della radiazione emessa (a lunghezze d'onda minori corrisponde una caduta di tensione più alta).
Diversamente dalle comuni lampadine, il cui filamento funziona a temperature elevatissime ed è caratterizzato da notevole inerzia termica, i led emettono luce fredda, e possono lampeggiare a frequenze molto alte, superiori al Mhz; se si considera anche che la luce emessa è direttamente proporzionale alla corrente che li attraversa, i led risultano particolarmente adatti alla trasmissione di segnali tramite modulazione dell'intensità luminosa. Uno dei tanti impieghi del led è ad esempio quello di iniettori di segnali nelle reti a fibre ottiche.
I led più comuni emettono luce rossa, arancio, gialla o verde. In tempi relativamente recenti si è riusciti a produrre un led caratterizzato dall'emissione di luce blu chiara, utilizzando il Nitruro di Gallio (GaN); la disponibilità di un led a luce blu è molto importante poichè consente di ricreare, insieme alle radiazioni rossa e verde, una sorgente di luce bianca
Un generatore elettrico odinamo è una macchina elettrica rotante per la trasformazione di lavoro meccanico in energia elettrica, sotto forma di corrente continua.
Una semplice costruzione di dinamo, costruttivamente identica ad un motore a corrente continua. Nella sua forma più semplice consiste di una spira conduttrice immersa in un campo magnetico (generato ad esempio da una coppia di magneti permanente) messa in rotazione da un albero.