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GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari
[email protected] http://www.pegna.com
ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON L’ELETTRICITÀ
E L’ELETTROMAGNETISMO
Science on Stage Europe 2010
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UN MISTERIOSO OSCILLATORENient’altro che un circuito RLC in serie
alimentato dalla rete a 50 Hz
InduttoreInduttore variabile
Condensatore
Lampada 200W
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Nella foto non si può vedere che la lampada lampeggia…(circa a 1 Hz)
In questo momentola lampada è accesa
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Il circuito è il seguente
Perché oscilla? Chi trova la risposta è molto bravo!
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Due interruttori e due lampadine in serie…
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Si aziona un interruttore…
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Si aziona l’altro interruttore…
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Si azionano ambedue gli interruttori…
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Dove sta il trucco?
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Una lampadina con gli estremi in corto circuito…
Tubo di rame
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Come mai si può accendere?
Lampada accesa
Tubo di rame
Tasto premuto
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Questo sembra un paradosso.
Cosa c’è nella base?
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Levitazione: dettaglio
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Ciò che levita è un piccolo magnete, senza apporto di alcuna energia dall’esterno
Magnete
Cosa è?
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Una macchina elettrostatica…completamente statica.
Uso estremamente pratico
Polo ad alta tensione
Elettroscopio
Motoreelettrostatico
Spenta
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Nella fotografia che segue si vede la macchina
elettrostatica in funzione.
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Non vi sono collegamenti diretti!notare il motore che ruota e l’elettroscopio
Elettroscopio
Il motore sta girando
Accesa
+++ ++
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Particolare dell’elettroscopio Le foglioline sono di carta velina,
che è più leggera dell’alluminio
Non sono incollate: ruotano
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Si possono fare facilmente tutti gli esperimenti
di Elettrostatica
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Un piccolo cannone elettromagnetico…
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Dopo che ha fatto fuoco…
Condensatore
Bobina
Anello di alluminio
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Un motore unipolare: questo è il magnete
Polo N
Polo S
Contatto+
-
Corrente
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Il motore è fermo. Notare il riferimento…
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Sta ruotando, con una pila da 1,5 V…
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Un condensatore: notare il valore della capacità!
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L’ultracapacitor si carica con la luce…
Celle solari
Interruttore
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L’ultracapacitor carico fa girareun motorino per delle ore…
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Comportamento di resistori, induttori, condensatori
Invertitore
Condensatore
Induttore
Resistore
Lampadina
Lampadina
Lampadina
Schema
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Le lampadine sono in serie alla resistenza, all’induttore e al condensatore e indicano
l’intensità della correnteche li attraversa
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La corrente nell’induttore, se non varia…
Uguale intensità
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Corrente invertita attraverso l’induttore
Diminuisce
Nonvaria
Inversioni rapide
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Corrente invertita attraverso il condensatore…
Doppiamentebrillante
Molto debole
Nonvaria
Inversioni rapide
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Un apparecchio rivoluzionario per la determinazione della velocità della lucein propagazione libera
Sta su un tavolo. Niente da allineare.Pronto in un minuto. Nessun altro
strumento o componente necessario.
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Trasmettitore: Laser modulato a 450 MHz
Ricevitoresincrono
scorrevole sulla guida
Unità diControllo
Si determinano le posizioni di minimo del segnale ricevuto. La luce percorre la distanza fra di esse
nel tempo (costante strumentale) di 1,1 ns
Indice
Scala
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I minimi sono indicati dai minimidi un segnale audio.
La misurazione di c si esegue determinando le varie posizioni
del ricevitore nelle quali il segnale rivelato è minimo.
Se d (in m) è la distanza fra di esse, si ha:
c = (d/1,1)·109 m/s
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Il fascio laser…
Spot
Trasmettitore
Ricevitorescorrevolesulla guida
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La ricerca dei minimi…
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Determinazione diretta di n di un liquido.La vaschetta contiene solamente 10 c.c.
Vaschetta
Scala
Traccia del fascio Laser
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Un piccolo apparecchio che fa vedere l’effetto termoelettrico. Lo possono
costruire i ragazzi…
Rame
Costantana
Avvolgimento
Bussola
Termocoppia
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Osservare l’indice della bussola…
Termocoppia fredda
Polo nord
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Con la fiamma di un accendino…
Fiamma
Polo nord
L’ago ha ruotato di quasi 180°
![Page 42: GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.itPegna@unica.it ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON LELETTRICITÀ](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062319/5542eb4a497959361e8b719f/html5/thumbnails/42.jpg)
Questi sono alcuni degli apparecchi ed esperimenti che potrebbero
essere esposti in funzione nella sezione Fiera del POS 2010
![Page 43: GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.itPegna@unica.it ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON LELETTRICITÀ](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062319/5542eb4a497959361e8b719f/html5/thumbnails/43.jpg)
Il Laboratorio dove si costruiscono…
![Page 44: GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.itPegna@unica.it ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON LELETTRICITÀ](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062319/5542eb4a497959361e8b719f/html5/thumbnails/44.jpg)
Un’altra vista del Laboratorio
![Page 45: GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.itPegna@unica.it ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON LELETTRICITÀ](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062319/5542eb4a497959361e8b719f/html5/thumbnails/45.jpg)
Ognuno di essi lancia una sfida: “Perché? Come funziona?”
e stimola la curiosità e la volontà di capire,
con l’esercizio di razionalità, capacità creativa, buon senso,
concretezza
![Page 46: GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.itPegna@unica.it ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON LELETTRICITÀ](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062319/5542eb4a497959361e8b719f/html5/thumbnails/46.jpg)
Alcuni di questi sono stati descritti su “La Fisica nella Scuola” e su altre riviste
![Page 47: GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari Pegna@unica.itPegna@unica.it ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON LELETTRICITÀ](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062319/5542eb4a497959361e8b719f/html5/thumbnails/47.jpg)
Il Progetto “Sardegna Scuola Digitale” in fase
di approvazione in questi giornisi basa, per i materiali
sperimentali di Fisica, su un repertorio di oggetti
realizzati con questa filosofia
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Grazie!
Science on Stage Europe 2010