La sezione elettromagnetismo è a cura della
prof.ssa Maria Rita Rizzo, insegnante di Matematica e
Fisica presso
il Liceo Scientifico “A. Gramsci” di Ivrea.
 mr.rizzo@iol.it
[premessa] [schede di supporto]
[bibliografia]
Premessa
Le proprietà elettriche della materia sono note fin
dall’antichità, tuttavia i concetti che sono
alla base di questi fenomeni sono carica elettrica, corrente,
potenziale ed energia. Essi sfuggono alla percezione sensoriale
diretta, in quanto i processi microscopici che avvengono nei
conduttori e negli altri elementi possono essere individuati
solo in base alle loro conseguenze e non possono essere spiegate
senza la conoscenza della struttura microscopica della materia.
La percezione sensoriale è in questo genere di fenomeni
molto ostacolata e quindi è necessaria la formulazione
di modelli per rendere possibili i processi mentali legati
all’intuizione.
Per la formazione dei concetti e dei modelli astratti sui
circuiti, l’esperienza pratica è molto importante,
partendo con idee intuitive, raffinandole nell’approfondimento
della trattazione.
Attraverso l’osservazione dei fenomeni in semplici circuiti
elettrici, si possono formare delle idee qualitative iniziali
di circuito, corrente, conduttore, isolante, resistenza,
per poi collegarle al concetto di campo elettrico
e di differenza di potenziale che necessitano di
una trattazione più rigorosa.
Una pratica didattica abbastanza diffusa è quella di
proporre degli esperimenti su circuiti elettrici in corrente
continua, con i tradizionali voltmetri e amperometri.
Gli esperimenti proposti prevedono
l’uso di un generatore di funzioni con cui è
possibile approfondire dal punto di vista sperimentale il
comportamento dei circuiti elettrici in corrente alternata.
La calcolatrice è in questo caso usata come fosse un
oscilloscopio, anche se lavora sulla base dei tempi con ordini
di precisione inferiori. Nei laboratori scolatici offre agli
studenti la possibilità di approfondire l’indagine
sperimentale con modelli matematici di riferimento e quindi
di comprendere meglio il funzionamento dei circuiti RC, RL,
sia in corrente continua che in alternata.
Le schede degli esperimenti sono state sviluppate in modo
molto dettagliato, perché possano essere utilizzate
in laboratorio dagli studenti in modo autonomo:
Schede di supporto
Le seguenti schede contengono indicazioni preliminari per
acquisire dimestichezza con alcuni comandi del programma physics()
per la calibrazione delle sonde e per l’uso del generatore
di funzioni nelle misure con la calcolatrice in semplici circuiti
elettrici. Sono accompagnate da alcune schede di descrizione
di procedure per la gestione dei file dati.
Calibrazione delle sonde di
tensione e di corrente
Generatore di funzioni
Procedura di trasferimento
programmi e dati
Procedura di salvataggio dei
dati
La seguente scheda di approfondimento degli aspetti matematici,
prevede lo svolgimento di un’analisi preliminare sulle
caratteristiche delle funzioni sinusoidali e lo sfasamento,
prima di introdurre gli esperimenti sui circuiti RC ed RL
in alternata.
 Funzioni sinusoidali e sfasamento
Bibliografia di riferimento
- AROLD B. ARONS – Guida all’insegnamento della
fisica – ZANICHELLI
- IPN Curriculum Physik – Circuiti elettrici come
sistema. L’induzione elettromagnetica
Guida dell’insegnante – ZANICHELLI
- S. Pugliese Jona – FISICA e Laboratorio II volume
– LOESCHER EDITORE
- Vittorio Zanetti – Percorsi di Fisica – ZANICHELLI
- Farronato Tesi di laurea UNA PROPOSTA DIDATTICA PER LABORATORIO
DI FISICA CON ACQUISIZIONE DATI IN TEMPO REALE (RTL)- Università
di Padova
- Portis, Young - LA FISICA DI BERCKELEY – Laboratorio
2 – Zanichelli Bologna 1982
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