file con le istruzioni dettagliate

tradizione e rivoluzione
nell’insegnamento delle scienze
mini kit
MOTORINO ELETTRICO
istruzioni per gli esperimenti
Questo documento fa parte del “mini-kit Motorino
Elettrico”, e contiene le istruzioni per 3 esperimenti
scientifici sul tema dell’Elettromagnetismo.
I. motorino semplicissimo
II. bobina elettrocalamita
III. motorino elettrico
Oltre a queste istruzioni, vi raccomandiamo anche il
video “Il Motorino Elettrico”, nella sezione ReinventoreTV del sito www.reinventore.it e su YouTube.
I.
MOTORINO
SEMPLICISSIMO
COSA SERVE
dal kit
- la calamita
- la vite di ferro
- la pila
- il pezzettino di filo elettrico
è necessario procurarsi anche
- forbici
- eventualmente, nastro adesivo
COSA FARE
1. “spelare” le due estremità del filo elettrico con le
forbici. Ossia, fare con le forbici un piccolo taglio sulla
gomma (senza tagliare il metallo) e poi con le unghie
sfilare via il pezzetto di gomma.
2. attaccare la vite alla calamita, per la testa, bene al
centro. Se si sa come individuare il polo Nord della calamita [vedi minikit Calamite, e su ReinventoreTV il video
Corti Esperimenti #031], allora attaccare la testa della
vite al polo Nord della calamita.
3. tenere la pila in verticale, con il polo (+) in alto. Oppure attaccarla con un pezzettino di nastro adesivo,
sempre in verticale, al bordo del tavolo.
4. toccare con la punta la vite il fondo della pila (la vite
a contatto della calamita è divenuta anch’essa una calamita, e rimane sospesa).
5. tenere a contatto un’estremità del filo elettrico spelato al polo (+) della pila. L’altra estremità del filo elettrico va a toccare la calamita o la testa della vite. La
vite-calamita comincia lentamente a girare (in senso
antiorario).
COSA NOTARE
- ATTENZIONE a che la pila non si surriscaldi.
- la corrente elettrica, che “uscendo” dal filo elettrico
attraversa la vite, subisce in presenza del campo ma-
gnetico della calamita una forza laterale, che mette il
tutto in rotazione.
- la vite ruota molto più rapidamente quando si usa
una calamita al neodimio.
- La “Forza di Lorentz” F = I x B rende conto del verso
della rotazione, a seconda della polarità di pila e calamita, con la “regola della mano destra”, dove
oI è la corrente che esce dal polo (+) e poi dal filo, secondo il verso indicato dal pollice
oB è il campo magnetico che esce dal polo N della calamita e fa il giro, secondo il verso indicato dall’indice, nella zona attraversata dalla corrente.
oF è la forza (forza di Lorentz) che fa ruotare la vite e la
calamita, secondo il verso dato dal medio
COSA FARE
1. avvolgere il filo di rame intorno alla pila (o altro oggetto cilindrico), in modo da fare un avvolgimento,
una “bobina”. Non bisogna avvolgerla troppo strettamente, e neppure fare “una molla” ma piuttosto “una
ciambella”, “un anello”.
2. lasciare che i due capi del filo non avvolti, uno da
una parte uno dall’altra, sporgenti di circa sei dita;
3. estrarre l’anello dalla pila. Attenzione a che non si
“apra” tutto;
4. con ciascun capo del filo entrare e uscire nell’anello,
stringendo forte le spire del filo, come gli steli legando
un mazzo di fiori. L’anello di filo di rame è ora ben saldo e le estremità del filo sporgono di circa quattro dita
(le chiameremo “bracci”).
5. Grattar via con le forbici lo smalto da una parte dei
bracci del motorino. Il filo diventa color rame-salmone
anziché rame-bruno.
II.
BOBINA
ELETTROCALAMITA
COSA SERVE
dal kit
- filo di rame smaltato
- pila AA 1.5 volt
- calamita
- graffette
è necessario procurarsi anche
- forbici
6. appoggiare delicatamente (scotta!) le estremità di
filo (“sgrattate”) ai poli della pila. La bobina è ora una
calamita: attira e respinge la calamita, attira le graffette che saltano nell’anello.
Attenzione!
il filo di rame mette in “corto circuito”
la pila, che produce una grande
quantità di corrente.
La corrente elettrica, attraversando
il filo di rame, fa salire la sua
temperatura, fino a farlo scottare.
LA BOBINA PERCORSA DA
CORRENTE SCOTTA !!!
le dita che premono il filo di rame
contro la pila, pertanto, possono
venire scottate. Pertanto:
MANEGGIARE IL FILO DI RAME CON
CAUTELA E DELICATEZZA
COSA NOTARE
COSA FARE
- la bobina di filo di rame percorsa da corrente elettrica
diventa una calamita. Viene detta “elettrocalamita” o
“elettromagnete”.
- L’elettrocalamita fu inventata dallo studioso francese
Ampere. Egli ipotizzò anche che il magnetismo fosse
causato dall’elettricità: negli atomi le cariche elettriche girano come su orbite, su spire, e si tratta quindi
di una piccola corrente elettrica, a cui è associato un
piccolo campo magnetico.
- con la corrente elettrica posso pertanto costruire calamite che “si accendono e si spengono” e che quindi si
attirano o respingono al mio comando, quando premo
un bottone o faccio un contatto.
- di nuovo: attenzione! La bobina può scottare! Per
non scottarsi, non stringere forte i fili contro la pila, ed
eventualmente proteggersi con delle presine da cucina come se si trattasse di prendere una pentola calda.
1. inserire una graffetta tra le ondulazioni sul lato della
piccola base di cartone. Su essa, si può comodamente
appoggiare la calamita.
2. ai lati della calamita vanno posti i sostegni per la
bobina. Essi si ottengono sformando le graffette come
mostrato: piegandole prima a forma di piede (da inserire nelle ondulazioni) da cui sale un gambo che si
attorciglia ad anello, intorno alla vite.
III.
MOTORINO
ELETTRICO
COSA SERVE
3. preparare due pezzetti di filo elettrico (tagliando
in due il filo), e spelare le estremità. Avvolgere i due
pezzetti di filo elettrico intorno ai due sostegni (che si
possono sempre estrarre dalla base di cartone e rimettere dentro).
4. allineare bene la bobina: i bracci devono essere in
asse, centrati, allineati. la bobina deve poter ruotare
tra le dita e nei sostegni nel modo più liscio possibile.
5. inserire la bobina nei sostegni, collegare i fili elettrici
alla pila, e in caso dare una spinta al motorino...
dal kit
- la bobina di filo di rame smaltato, ben costruita e
“sgrattata”
- tre graffette
- la vite
- la calamita
- la pila
- il filo elettrico
- il pezzetto di cartone
è necessario procurarsi anche
- forbici
-eventualmente, uno stuzzicadenti
COSA NOTARE
- Quando la bobina appoggia sui sostegni con il lato
sgrattato la corrente elettrica circola; quando appoggia sul lato smaltato la corrente elettrica non circola.
- il principio di funzionamento, in primis, è che la bobina-calamita viene spinta, fatta capovolgere, dalla
calamita sottostante. Una volta capovolta, la corrente
nella bobina si interrompe e la bobina-adesso-noncalamita continua a girare per la spinta ricevuta. Si
capovolge ancora, la corrente riprende a circolare e la
bobina riceve un’altra spinta.
- inclinando tutto è possibile trovare posizioni ottimali
per una rotazione più rapida.