Simulatore di laboratorio di elettrotecnica¶
Un corso di laboratorio interattivo sull'elettricità, dalla scuola primaria alla scuola superiore
Disponibile nel browser e su Mac
Informazioni sul progetto¶
Experimenters è un laboratorio di elettrotecnica per computer, tablet e telefoni. Offriamo un corso di laboratorio interattivo e una varietà di circuiti di esempio.
Il laboratorio si apre nel browser e la versione per Mac è sul Mac App Store; le versioni per le altre piattaforme arriveranno in seguito.
Si prendono strumenti e componenti dal pannello, si collocano sulla parete e si collegano con i cavi; ogni apparecchio ha le sue manopole e i suoi interruttori. La simulazione è in funzione mentre si monta e si modifica il circuito, e nulla impedisce di sbagliare. Se si collega l'amperometro in parallelo a una lampadina, il generatore si spegne da solo per sovraccarico, come fa un alimentatore da laboratorio.
Esperimenti interattivi¶
Ogni esperimento è una pagina con il banco già cablato e, sotto, una scheda di lavoro, dal procedimento al risultato atteso. Lo studente apre il link e inizia a misurare; non c'è niente da preparare prima della lezione. Il circuito si può modificare nella pagina, e Ricomincia nel menu lo riporta allo stato iniziale. L'insegnante può nascondere un valore, per esempio le fasce colorate di un resistore, perché lo studente lo trovi con gli strumenti.
Sul banco¶
Se si mette in cortocircuito il generatore, il suo tasto di rete si disinserisce da solo; la spia lampeggia in rosso finché non lo si riaccende.
Se si alimenta una lampadina con una tensione troppo alta, il filamento emette un lampo e si rompe. Per montare una lampadina nuova, selezionarla e togliere la spunta da Bruciata. Un fusibile bruciato si sostituisce allo stesso modo, con Bruciato.
Se si mette una pila sotto carico, il voltmetro segna meno di quanto indicato sull'etichetta. La pila ha una resistenza interna; ce l'hanno anche i generatori e i cavi, ed è per questo che due rami identici possono dare letture leggermente diverse.
Spegnendo la luce della stanza si vede un filamento che brilla troppo poco per notarlo a luce accesa, o il filo di un fusibile che diventa rosso un attimo prima di fondere.
Se si rallenta la simulazione, un lampo che dura una frazione di secondo diventa facile da seguire. Si può salvare un circuito in un file e installare il laboratorio dal browser come un'app che poi si avvia senza connessione alla rete.
Attrezzatura del laboratorio¶
Generatori¶
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Generatore di tensione continua
Si spegne da solo in caso di sovraccarico.
Esperimento: Cortocircuito
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Generatore di tensione alternata
Fa anche da generatore di segnali per l'oscilloscopio.
Esperimento: Tensione alternata all'oscilloscopio
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Pila
La sua tensione cala sotto carico, quindi si può misurare la resistenza interna della pila.
Esperimento: Forza elettromotrice e resistenza interna
Strumenti di misura¶
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Amperometro
Misura la corrente continua o il valore efficace della corrente alternata.
Esperimento: Collegamento di amperometro e voltmetro
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Voltmetro
Misura la tensione continua o il valore efficace della tensione alternata.
Esperimento: Valore efficace
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Wattmetro
Somma nel tempo l'energia fornita al carico.
Esperimento: Lavoro e potenza della corrente
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Oscilloscopio
I suoi canali hanno una massa comune, la solita trappola quando si misurano due tensioni contemporaneamente.
Esperimento: Sfasamento
Componenti¶
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Resistore
Esperimento: Legge di Ohm
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Reostato
Esperimento: Reostato come regolatore di luminosità
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Potenziometro
Esperimento: Partitore di tensione con potenziometro
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Condensatore
Esperimento: Carica e scarica di un condensatore con voltmetro
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Induttore
Esperimento: Autoinduzione all'apertura del circuito
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Trasformatore
Se si nasconde il numero di spire, il rapporto va ricavato dalle tensioni.
Esperimento: Rapporto di trasformazione
Luce e semiconduttori¶
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Lampadina
Un filamento freddo ha una resistenza molto più bassa, per cui all'accensione la corrente fa un salto.
Esperimento: Caratteristiche corrente-tensione
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LED
Esperimento: Diodo e LED
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Diodo
Esperimento: Raddrizzatore
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Transistor NPN
Esperimento: Transistor come interruttore
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Transistor PNP
Commutazione e protezione¶
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Interruttore
Esperimento: Circuito chiuso e aperto
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Pulsante
Chiude il circuito solo finché lo si tiene premuto.
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Deviatore
Esperimento: Illuminazione delle scale
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Fusibile
In caso di cortocircuito, un fusibile per piccole correnti brucia prima che la protezione del generatore faccia in tempo a intervenire.
Esperimento: Fusibile
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Barra
Vi si collegano più cavi nel punto in cui il circuito si dirama.
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Scatola nera
Si nasconde un circuito al suo interno, e lo studente deve capire che cosa c'è nella scatola dalle misure ai suoi morsetti. Oppure si costruisce un proprio componente composto.
Lingue¶
Il laboratorio, le schede di lavoro e questo sito sono in inglese, spagnolo, tedesco, francese, italiano, portoghese brasiliano, polacco, turco, indonesiano, russo, ucraino, cinese, giapponese e coreano. La lingua del laboratorio si sceglie nelle Impostazioni.
Primi traguardi¶
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Partecipanti al programma di preincubazione
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Secondo posto della settimana