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Elena Sassi » 3.Punti di vista "ingenui" e topologia dei Circuiti


Punti di vista “ingenui” sui circuiti

Punto di vista locale:

  • Si focalizza l’attenzione su un elemento o una zona del circuito ignorandone il resto
  • Non si è consapevoli che cambiamenti in una zona qualsiasi del circuito comportano cambiamenti nel suo funzionamento globale
  • Si ritiene che, al variare degli elementi del circuito, la corrente erogata dalla pila sia sempre la stessa

Per elicitare idee: Domanda 1

Risposta OK

La resistenza totale del circuito diminuisce, quindi la corrente I aumenta. La d.d.p. ai capi di r aumenta e quella tra M e N diminuisce

Risposta tipica non corretta

La corrente e la d.d.p. tra M e N non variano

Possibile idea

La corrente erogata dalla batteria è sempre la stessa

Domanda 1

Domanda 1


Idee “ingenue”: punto di vista locale

  • chiedere di spiegare la risposta: attenzione ad eventuali ragionamenti del tipo “la pila eroga sempre la stessa corrente”
  • far riflettere sul fatto che aggiungere un resistore in parallelo ad un altro comporta una diminuzione della resistenza totale; ciò quindi fa aumentare la corrente erogata dalla pila
  • chiedere quali valori misurerebbe l’amperometro A se posto in altri punti del circuito
  • chiedere cosa accadrebbe se si aggiungesse una resistenza in serie a R

Consegna 1

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Punti di vista “ingenui” sui circuiti

Punto di vista sequenziale:

  • Si analizza il funzionamento del circuito in termini di elementi attraversati “prima” e “dopo” dalla corrente
  • Cambiamenti in una zona del circuito influenzano solo ciò che accade “dopo”, ma non ciò che accade “prima”.

Es: si ritiene che, in un circuito con due resistori in serie, aggiungendo un terzo resistore, in parallelo ad uno dei due precedenti, la corrente nell’ altro resti uguale

Per elicitare idee: Domanda 2

Risposta OK

La lampadina si spegne perché la d.d.p. ai suoi capi si annulla

Risposta tipica non corretta

La lampadina resta accesa

Possibili idee

L’interruttore non influisce perché “posto” dopo la lampadina

Domanda 2

Domanda 2


Idee “ingenue”: punto di vista sequenziale

  • Chiarire che le connessioni tra pila e lampadina, interruttore e lampadina, pila ed interruttore sono tutte di tipo parallelo
  • Chiarire che, trascurando la resistenza dei collegamenti, chiudere l’interruttore significa cortocircuitare la pila. Quindi non vi può essere circolazione di corrente
  • Mostrare disegni diversi di questo circuito e chiedere di prevedere cosa accade alla lampadina
  • Sottolineare la differenza rispetto ad un circuito in cui l’interruttore sia in serie alla lampadina

Consegna 2

Aggiungi tue proposte

Per elicitare idee: Domanda 3

Risposta OK

Le tre lampadine hanno la stessa luminosità perché sono in parallelo

Risposta tipica non corretta

La lampadina 1 brilla più di 2 e 3

Possibili idee

Al primo nodo la corrente si divide a metà, quindi, al secondo nodo si dimezza di nuovo

Domanda 3

Domanda 3


Idee “ingenue”: punto di vista sequenziale

  • Chiarire che, supponendo trascurabile la resistenza dei collegamenti, le lampadine sono sia in parallelo tra loro che con la pila
  • Chiarire che al primo nodo la corrente non si ‘divide’ in due parti uguali ma proporzionalmente alla resistenza dei due rami (rispettivamente R ed R/2)
  • Mostrare disegni diversi di questo circuito e focalizzarsi sulle connessioni tra le lampadine e tra queste e la pila
  • Chiedere cosa accade alla luminosità delle lampadine quando una viene cortocircuitata

Consegna 3:

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Topologia dei circuiti

Alcune DA comuni e robuste:

  • Confondere connessioni in serie ed in parallelo
  • Non aver chiaro che la corrente erogata da un generatore di d.d.p. costante (es. pila) dipende dalla topologia del circuito
  • Confusione fra connessioni elettriche di elementi circuitali e loro rappresentazione grafica

Per elicitare idee: Domanda 4

Risposta ok

B, C, E, F

Risposte tipiche non corrette

A, D

Possibili idee

Lo schema mostra lampadine disegnate su linee circa parallele

Domanda 4

Domanda 4


Topologia dei circuiti

  • Chiarire che due elementi bipolari sono in serie se esiste una connessione tra uno solo dei loro poli, mentre sono in parallelo se i loro poli sono connessi a due a due
  • Far attenzione a frasi tipo: “i due elementi sono in serie perché sono uno dopo l’altro” oppure “sono in parallelo perché uno di fronte all’altro”. Possono evocare un punto di vista sequenziale o locale
  • Far esercitare su schemi di circuiti non convenzionali
  • Mostrare circuiti reali con connessioni serie e parallelo e chiedere di disegnare schemi con le stesse connessioni ma diversa disposizione spaziale degli elementi

Consegna 4:

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I materiali di supporto della lezione

Arons A. Introduzione all'insegnamento della Fisica (cap. 5, 6 e 7). Bologna: Zanichelli

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