01 - CONOSCI I TUOI STRUMENTI

COSTRUIRAI UN SEMPLICE CIRCUITO CON ALCUNI PULSANTI, UN LED E UNA RESISTENZA

Scopri: la teoria elettrica di base, il funzionamento di una breadboard, i componenti in serie e in parallelo

Tempo: 30 MINUTI Livello: ■ □ □ □ □

L'elettricità è un tipo di energia come il calore, la gravità o la luce. L'energia elettrica scorre lungo conduttori come i fili elettrici. Puoi convertire l'energia elettrica in altre forme di energia facendo cose interessanti, come accendere una luce o produrre dei suoni con un altoparlante.

I componenti che potresti usare per farlo, come gli altoparlanti o le lampadine, sono trasduttori elettrici. I trasduttori convertono gli altri tipi di energia in energia elettrica e viceversa. Ciò che converte le altre forme di energia in energia elettrica è spesso chiamato sensore, e ciò che converte l'energia elettrica in altre forme di energia è detto attuatore. Costruirai circuiti per far fluire l'elettricità attraverso vari componenti. I circuiti sono percorsi chiusi fatti da conduttori elettrici dotati di una fonte di energia (come una pila) e un carico che fa qualcosa di utile con l'energia.

In un circuito, l'elettricità scorre da un punto di maggior energia potenziale (solitamente chiamato alimentazione o +) a uno di minor energia potenziale. La massa (spesso rappresentata con un -) è generalmente il punto nel circuito con il potenziale elettrico più basso. Nei circuiti che costruirai, l'elettricità scorre in una sola direzione. Questo tipo di circuito si chiama a corrente continua (CC). Nei circuiti a corrente alternata (CA) l'elettricità cambia la sua direzione 50 o 60 volte al secondo (dipende dal luogo in cui vivi). Questo è il tipo di elettricità che arriva da una presa elettrica di casa.

Ci sono alcuni termini da conoscere per lavorare con i circuiti elettrici. La corrente (misurata in Ampere, il cui simbolo è A) è la quantità di carica elettrica che attraversa un punto specifico di un circuito. La tensione (misurata in Volt, il cui simbolo è V) è la differenza in energia potenziale tra un punto e l'altro di un circuito. E infine, la resistenza (misurata in Ohm, il cui simbolo è Ω) rappresenta quanto un componente resiste al flusso di energia elettrica.

Per immaginare il circuito elettrico puoi pensare alla caduta di una roccia da una rupe come mostrato nella Fig. 1. Più alta è la rupe, più energia avranno le rocce quando colpiranno il fondo. L'altezza della rupe è come la tensione in un circuito: maggiore è la tensione della fonte di energia, più energia dovrai usare. Più rocce hai, più energia sarà trasportata giù dalla rupe. Il numero di rocce è come la corrente in un circuito elettrico. Le rocce attraversano cespugli lungo la discesa, perdendo energia; l'energia si esaurisce scontrandosi contro i cespugli. I cespugli sono come le resistenze in un circuito: si oppongono al flusso elettrico convertendolo in altre forme di energia.

Un paio di cose sui circuiti

• In un circuito ci deve essere un percorso completo dalla fonte di energia (alimentazione) fino al punto di minor energia (massa). Se non c'è un percorso per far fluire l'energia, il circuito non funziona.
• Tutta l'energia elettrica viene utilizzata in un circuito dai suoi componenti. Ogni componente converte parte dell'energia in un'altra forma di energia. In ogni circuito, tutta la tensione viene convertita in un'altra forma di energia (luce, calore, suono, ecc).
• Il flusso di corrente in un punto specifico di un circuito è sempre lo stesso in arrivo e in uscita.
• La corrente elettrica cerca il percorso di minor resistenza verso terra. Dati due percorsi possibili, la maggior parte della corrente elettrica passa lungo il sentiero con meno resistenza. Se si ha una connessione che collega la potenza e la massa senza resistenza, si provoca un cortocircuito, e la corrente cerca di seguire questa strada. In un cortocircuito, la sorgente di alimentazione e i fili convertono l'energia elettrica in calore; possono provocare anche esplosioni. Se hai mai cortocircuitato una batteria e visto delle scintille, sai quanto possa essere pericoloso un cortocircuito.