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... esplora: il motore elettrico

L'ago della bussola nella sequenza precedente te lo ha dimostrato in modo molto chiaro: se, con l'aiuto della bobina, riesci ad attrarlo e lasciarlo nuovamente oscillare al giusto ritmo, è in grado di roteare con grande slancio. Questo è anche il funzionamento di un motore elettrico, solo che nel suo caso tutto avviene molto più velocemente.

Elektromotor explore-it

Costruisci un motore elettrico

Per questo esperimento hai bisogno di un magnete permanente (due magneti ad anello) e di un magnete elettrico (bobina) con un asse di rotazione (spilli d'ottone) in grado di accendersi e spegnersi al giusto ritmo (ruttore). Naturalmente tutto questo non è possibile senza corrente. Per questo motivo hai bisogno anche di un generatore di tensione (pila).

Elektromotor

Materiale:

  • blocchi di poliuretano espanso
  • generatore di tensione (con due piccoli magneti sui due poli!)
  • 2 magneti ad anello
  • 30 cm di cavo elettrico isolato
  • 2 spille da balia
  • 2 spilli d'ottone (assi), uno dei quali ha una striscia colorata a pennarello che interrompe il flusso di corrente)
  • 1 pezzetto di legno di balsa come corpo della bobina
  • nastro biadesivo
Elektromotor erforschen Traccia sul blocco di poliuretano espanso due linee parallele a una distanza di 3 cm. Le linee ti servono per orientarti nella fase in cui assemblerai tutte le parti del motore elettrico.
Elektromotor erforschen Utilizzando il nastro biadesivo, fissa il generatore di tensione (con i due piccoli magneti sui poli) in mezzo alla linea inferiore.

Attacca i due magneti ad anello alla pila, in posizione orizzontale.
Elektromotor erforschen Apri le due spille da balia ad angolo retto. Puoi utilizzare gli spigoli del blocco di poliuretano espanso per regolarti sull'ampiezza degli angoli retti.
Elektromotor erforschen Prendi le spille da balia aperte e conficcale verticalmente lungo la linea superiore, spingendole bene a fondo del blocco di poliuretano espanso.

La distanza tra le spille da balia corrisponde alla lunghezza della pila.
Elektromotor erforschen Infila i due spilli d'ottone ai lati del corpo della bobina, in posizione orizzontale e a circa 1 cm di profondità.
Attenzione: le punte degli spilli di ottone non devono toccarsi!
Elektromotor erforschen È importante che i due spilli di ottone formino una linea. Devono conservare assolutamente questa posizione orizzontale fino alla fine!

Le estremità del cavo elettrico a cui è stata tolta la plastica isolante vengono "arrotolate" tra pollice e indice in modo da creare un cavo compatto.
Elektromotor erforschen Avvolgi strettamente una delle estremità del cavo intorno al primo spillo di ottone.

Scegli prima lo spillo con la striscia nera. Questo spillo è il "ruttore" (una specie particolare di interruttore in grado di interrompere la corrente in un circuito), perché il colore non conduce la corrente elettrica.
Elektromotor erforschen Avvolgi il cavo elettrico intorno alla parte centrale del corpo della bobina, girando sempre nella stessa direzione e facendolo passare ai lati dei due spilli.

Avvolgi strettamente la seconda estremità del cavo intorno allo spillo di ottone. La tua bobina è pronta!
Elektromotor erforschen Prima di inserire la bobina la corrente non dovrebbe scorrere. Il contatto con il generatore di tensione viene interrotto spostando a lato una delle spille da balia (interruttore).

Inserisci delicatamente la bobina nei supporti delle spille da balia.
Elektromotor erforschen Per evitare che l'"interruttore" si richiuda involontariamente, incastra un pezzo di carta (o un pezzo di carta vetrata) tra la spilla da balia e il generatore di tensione.

Riposiziona bene tutte le parti.
Elektromotor erforschen Ora, con la spilla da balia, stabilisci un contatto con il generatore di tensione. Gira delicatamente la bobina con la mano... ed ecco che il motore è partito!

Allora? Va che è una meraviglia, vero?

explore-it
Esperimenti con il motore elettrico

Scopri in quanti modi puoi modificare la direzione in cui ruota la bobina!
Scopri come far diventare il tuo motore elettrico ancora più potente!

... esplora: indaga il funzionamento del tuo motore elettrico! Un'animazione con cui indagare tu stesso questi fenomeni

Puoi modificare l'immagine del motore che gira: in questo modo vengono rappresentate anche le invisibili forze magnetiche. Ciò ti aiuta a capire come funziona il tuo motore.

 

... esplora: ecco come funziona il tuo motore elettrico

Ecco nel dettaglio una spiegazione di come funziona motore elettrico. Dal momento che è piuttosto complicato, te lo mostreremo due volte. Nella prima fase dovrai prestare particolare attenzione al ruttore: quando lascia passare la corrente e quando interrompe il flusso di corrente?

EMotErkl01
  • La bobina è in posizione di riposo.
  • Il ruttore (striscia nera colorata a pennarello) è rivolto verso l'alto.
  • Una delle spille da balia è stata spostata lateralmente, scostandola dalla batteria. Dunque la corrente non passa!
EMotErkl02
  • La spilla da balia fa contatto con la batteria: la corrente scorre (in rosso).
  • La bobina si trasforma in un magnete elettrico e forma due poli (+ / -).
  • Il polo rivolto verso la bobina del magnete permanente interagisce con i poli del magnete elettrico: i poli uguali si respingono; i poli opposti si attraggono.
EMotErkl03
  • La bobina inizia a girare (può darsi che all'inizio sia necessario darle una mano).
  • Girando, il ruttore (striscia nera) viene capovolto verso il basso…
EMotErkl04
  • … e arriva a toccare la spilla da balia.
  • Il ruttore impedisce il contatto elettrico con la spilla da balia, interrompendo così il flusso di corrente.
  • I poli (+ / -) della bobina scompaiono.
EMotErkl05
  • Tuttavia, a causa della sua massa, la bobina contina a girare...
  • ... e il ruttore finisce nuovamente in alto.
EMotErkl06
  • Il contatto elettrico con la spilla da balia viene ristabilito: la corrente scorre (in rosso).
  • La bobina si trasforma in un magnete elettrico e forma due poli (+ / -).
  • Il polo rivolto verso la bobina del magnete permanente interagisce con i poli del magnete elettrico: i poli uguali si respingono; i poli opposti si attraggono... eccetera, eccetera...
EMotErkl07
  • Il motore elettrico è in funzione…

Nella seconda fase presta attenzione soprattutto ai poli (+ / -) del magnete elettrico: quando vengono formati, quando scompaiono e perché la bobina gira?
 
EMotErkl08
  • La bobina è in posizione di riposo.
  • Il ruttore (striscia nera colorata a pennarello) è rivolto verso l'alto.
  • Una delle spille da balia è stata ruotata, scostandola dalla batteria. Dunque la corrente non passa!
EMotErkl09
  • La spilla da balia fa contatto con la batteria: la corrente scorre (in rosso).
  • La bobina si trasforma in un magnete elettrico e forma due poli (+ / -).
  • Il polo rivolto verso la bobina del magnete permanente interagisce con i poli del magnete elettrico: i poli uguali si respingono; i poli opposti si attraggono.
EMotErkl10
  • La bobina inizia a girare (può darsi che all'inizio sia necessario darle una mano).
  • Girando, il ruttore (striscia nera) viene capovolto verso il basso…
EMotErkl12
  • … e arriva a toccare la spilla da balia.
  • Il ruttore impedisce il contatto elettrico con la spilla da balia, interrompendo così il flusso di corrente.
  • I poli (+ / -) della bobina scompaiono.
EMotErkl13
  • Tuttavia, a causa della sua massa, la bobina contina a girare...
  • ... e il ruttore finisce nuovamente in alto.
EMotErkl14
  • Il contatto elettrico con la spilla da balia viene ristabilito: la corrente scorre (in rosso).
  • La bobina si trasforma in un magnete elettrico e forma due poli (+ / -).
  • Il polo rivolto verso la bobina del magnete permanente interagisce con i poli del magnete elettrico: i poli uguali si respingono; i poli opposti si attraggono... eccetera, eccetera...
EMotErkl07
  • Il motore elettrico è in funzione… congratulazioni!

 

Chi è explore-it

gemeinnütziger VereinUn’associazione riconosciuta con scopo di utilità pubblica
Gli accordi presi con i sostenitori di explore-it prevedono che quest'ultimo abbandoni il suo status di progetto per diventare un fornitore completo di materiale didattico. Come progetto di sviluppo e ricerca presso le Alte Scuole Pedagogiche, explore-it non aveva la possibilità di vendere materiali e servizi; ecco dunque perché, in accordo con i partner, è stata fondata l'associazione explore-it. Scopo primario dell’associazione è la promozione della comprensione della tecnica e delle scienze naturali da parte di bambini e ragazzi. L'associazione è assolutamente no-profit e dal febbraio 2010 opera esentasse. I materiali utilizzati da explore-it vengono assemblati da ARWO (Arbeiten und Wohnen für Menschen mit einer Behinderung, "Lavoro e abitazioni per persone con disabilità") di Wettingen (AG).
 
StiftungUna fondazione
Al fine di ottenere maggiori fondi dai suoi donatori e poterli utilizzare per gli scopi prefissati, nel 2012 l’associazione ha dato vita alla “fondazione explore-it”. La missione di questa fondazione è promuovere la comprensione e la capacità innovativa dei bambini e ragazzi nei confronti della tecnica e delle scienze naturali, nonché sostenere e finanziare le attività dell'associazione explore-it.

Forschungs- und EntwicklungsprojektUn progetto di ricerca e sviluppo
explore-it è uno spin-off dell'Università di formazione per insegnanti del Vallese (PHVS) e del PH dell'Università di scienze applicate della Svizzera nordoccidentale (PH FHNW) dal 2008.

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Riceverete i dati di accesso ai compiti e agli esperimenti non appena vi sarà pervenuto il pacco con il materiale.

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