Have you ever wondered about the difference between batteries and electricity from wall outlets, or how to make a circuit?
You’ll learn about electrons and electrical current, batteries, circuits, and more on this page!
Circuit Science Projects
Build a Circuit
How to make a circuit? A circuit is a path that electricity flows along. It starts at a power source, like a battery, and flows through a wire to a light bulb or other object and back to other side of the power source. You can build your own circuit and see how it works with this project!
What You Need:
- Small light bulb (or a flashlight bulb)
- 2 batteries (with the correct voltage for your light bulb)
- 2 alligator clip wires or aluminum foil*
- Paper clips
- Electrical tape (Scotch®tape also works)
- Bulb holder (optional)
- Battery holders (optional**)
*To use foil instead of wires, tagliare 2 strisce lunghe 6″ e larghe 3″ ciascuna. Piegare ciascuno strettamente lungo il bordo lungo per fare una striscia sottile.)
****Per usare le graffette al posto dei portabatterie, attaccare un’estremità di una graffetta a ciascuna estremità della batteria con strisce sottili di nastro adesivo. Poi collega i fili alle graffette.
Parte 1 – Fare un circuito:
- Connetti un’estremità di ogni filo alle viti sulla base del portalampada. (Se usi la carta stagnola, chiedi a un adulto di aiutarti a svitare ogni vite quanto basta per inserire una striscia di carta stagnola sotto di essa)
- Connetti l’estremità libera di un filo al negativo (“-“) di una batteria. Succede qualcosa?
- Attacca l’estremità libera dell’altro filo all’estremità positiva (“+”) della batteria. Ora cosa succede?
Parte 2 – Aggiungere potenza
- Scollega la batteria dal tuo circuito. Metti una batteria in modo che l’estremità “+” sia rivolta verso l’alto, poi metti l’altra batteria accanto ad essa in modo che l’estremità piatta “-” sia rivolta verso l’alto. Metti del nastro adesivo intorno al centro delle batterie per tenerle insieme.
- Imposta una graffetta attraverso le batterie in modo che colleghi l’estremità “+” di una all’estremità “-” dell’altra. Fissate la graffetta in posizione con un pezzo di nastro adesivo stretto (non fissate le estremità metalliche delle batterie con il nastro adesivo).
- Rivolgete le batterie e fissate un’estremità di una graffetta su ciascuna delle batterie. Ora puoi collegare un filo a ciascuna graffetta. (La parte inferiore del pacco batterie dovrebbe avere solo una graffetta – non collegare un filo ad essa.)
- Collegare le estremità libere dei fili alla lampadina.
(Nota: Invece di passi 1-3, è possibile utilizzare due batterie in portapile e collegarle insieme con un filo.)
Cosa è successo:
Nella prima parte, hai imparato come fare un circuito con una batteria per accendere una lampadina.
Le batterie forniscono elettricità. Quando sono collegate correttamente, possono “alimentare” cose come una torcia, una sveglia, una radio… persino un robot!
Perché la lampadina non si è accesa quando l’hai collegata a un’estremità della batteria con un filo?
L’elettricità di una batteria deve uscire da un’estremità (l’estremità negativa o “-“) e rientrare attraverso l’estremità positiva (“+”) per poter funzionare.
Quello che hai costruito con la batteria, il filo e la lampadina al punto 3 si chiama circuito aperto.
Per far sì che l’elettricità inizi a fluire, hai bisogno di un circuito chiuso. L’elettricità è causata da minuscole particelle con cariche negative, chiamate elettroni.
Quando un circuito è completo, o chiuso, gli elettroni possono fluire da un’estremità di una batteria lungo tutto il percorso, attraverso i fili, fino all’altra estremità della batteria. Lungo il suo percorso, porterà elettroni agli oggetti elettrici ad essa collegati – come la lampadina – e li farà funzionare!
Nella seconda parte, hai aggiunto un’altra batteria. Questo avrebbe dovuto far bruciare la lampadina più intensamente, perché due batterie insieme possono fornire più elettricità di una sola!
La graffetta sul fondo del pacco batterie ha permesso all’elettricità di fluire tra le batterie, rendendo il flusso di elettroni più forte.
Vedi come funzionano i circuiti chiusi e aperti per permettere o fermare il flusso di elettricità?
Insulatore o conduttore?
I materiali attraverso cui l’elettricità può fluire sono chiamati conduttori. I materiali che impediscono all’elettricità di scorrere sono chiamati isolanti.
Puoi scoprire quali cose in casa tua sono conduttori e quali sono isolanti usando il circuito che hai realizzato nell’ultimo progetto per testarli!
Di cosa hai bisogno:
- Circuito con lampadina & 2 batterie
- Filo extra a coccodrillo (o filo di alluminio*)
- Oggetti da testare (di metallo, vetro, carta, legno e plastica)
- Foglio di lavoro (opzionale)
Cosa devi fare:
- Scollega uno dei fili dalla batteria. Collega un’estremità del nuovo filo alla batteria. Dovresti avere due fili con le estremità libere (tra la lampadina e la batteria).
- Hai creato un circuito aperto e la lampadina non dovrebbe accendersi. Poi testerai gli oggetti per vedere se sono conduttori o isolanti. Se l’oggetto è un conduttore, la lampadina si accenderà. Se è un isolante, non si accenderà. Per ogni oggetto, indovina se pensi che ogni oggetto completerà il circuito e accenderà la lampadina oppure no.
- Collega le estremità dei fili liberi ad un oggetto e vedi cosa succede. Alcuni oggetti che potresti testare sono una graffetta, un paio di forbici (prova le lame e i manici separatamente), un bicchiere, un piatto di plastica, un blocco di legno, il tuo giocattolo preferito, o qualsiasi altra cosa tu possa pensare.
Cosa è successo:
Prima di testare ogni oggetto, indovina se farà accendere la lampadina o no. Se lo fa, l’oggetto a cui stai toccando i fili è un conduttore.
La lampadina si accende perché il conduttore completa, o chiude, il circuito e l’elettricità può fluire dalla batteria alla lampadina e di nuovo alla batteria! Se non si accende, l’oggetto è un isolante e ferma il flusso di elettricità, proprio come fa un circuito aperto.
Quando hai impostato il circuito al punto 1, era un circuito aperto. Gli elettroni non potevano fluire tutto intorno perché due dei fili non si toccavano. Gli elettroni erano interrotti.
Quando hai messo un oggetto di metallo tra i due fili, il metallo ha chiuso o completato il circuito – gli elettroni potevano scorrere attraverso l’oggetto di metallo per andare da un filo all’altro! Gli oggetti che completavano il circuito facevano accendere la lampadina. Questi oggetti sono conduttori. Conducono l’elettricità.
La maggior parte degli altri materiali, come la plastica, il legno e il vetro sono isolanti. Un isolante in un circuito aperto non completa il circuito, perché gli elettroni non possono fluire attraverso di esso! La lampadina non si è accesa quando hai messo un isolante tra i fili.
Se stai usando fili o morsetti a coccodrillo, guardali bene. All’interno sono fatti di metallo, ma hanno della plastica intorno all’esterno. Il metallo è un buon conduttore. La plastica è un buon isolante. La plastica avvolta intorno al filo aiuta a mantenere il flusso di elettroni lungo il filo metallico, bloccando il loro trasferimento ad altri oggetti al di fuori dei fili.
Lezione di scienza del circuito
Che cos’è l’elettricità?
Tutto ciò che ti circonda è fatto di piccole particelle chiamate atomi.
Gli atomi hanno al loro interno particelle ancora più piccole chiamate elettroni. Gli elettroni hanno sempre una carica negativa.
Quando gli elettroni si muovono, producono elettricità!
L’elettricità è il movimento o flusso di elettroni da un atomo all’altro. Non preoccuparti se ti sembra complicato. Lo è!
Gli elettroni sono chiamati particelle subatomiche, il che significa che quello che stanno facendo avviene all’interno degli atomi, quindi questa è una scienza piuttosto complicata.
Ti ricordi di aver imparato qualcosa sui magneti? Hanno cariche positive e negative e le cariche opposte (+” e “-“) si attraggono a vicenda. Bene, è lo stesso per le cariche elettriche. Gli elettroni caricati negativamente cercano di accoppiarsi con le cariche positive di altri oggetti.
Come fanno gli elettroni a spostarsi da un atomo all’altro?
Galleggiano intorno ai loro atomi finché non ricevono abbastanza energia elettrica per essere spinti.
L’energia che li fa muovere viene da una fonte di energia, come una batteria o una presa elettrica.
Questo funziona più o meno nello stesso modo in cui l’acqua scorre attraverso un tubo quando si apre il rubinetto.
Quando si accende un interruttore o si collega un apparecchio, gli elettroni scorrono attraverso i fili ed escono sotto forma di elettricità, che a volte chiamiamo “energia”.
Saprai probabilmente che alcuni oggetti elettronici usano batterie e altri possono essere collegati ad una presa a muro.
Qual è la differenza? L’elettricità che viene dalle prese di casa tua è molto potente – ha molti elettroni che scorrono con molta energia.
Si chiama corrente alternata, o AC. Gli elettroni nella corrente alternata viaggiano avanti e indietro molto velocemente (alla stessa velocità con cui viaggia la luce) attraverso fili che attraversano centinaia di miglia da grandi centrali elettriche alle prese di corrente costruite nelle pareti di case ed edifici.
Perché la corrente alternata è così potente, può anche essere molto pericolosa. Non dovresti mai toccare una linea elettrica o infilare le dita o oggetti diversi dalle spine elettriche nelle prese. Puoi ricevere una grossa scossa che potrebbe danneggiarti a causa delle forti correnti che scorrono attraverso i fili e le prese.
Le batterie forniscono una forma molto meno potente di elettricità chiamata corrente continua, o DC. Nella corrente continua, gli elettroni viaggiano solo in una direzione – dall’estremità negativa (-), o terminale, al terminale positivo (+), attraverso la batteria e di nuovo fuori dall’estremità “-“.
La corrente che scorre attraverso i fili collegati alle batterie è molto più sicura della corrente alternata.
È anche molto utile per alimentare piccoli oggetti, come telefoni cellulari, radio, orologi, giocattoli e altro.
Tutto sui circuiti
Un circuito è un percorso lungo il quale scorre l’elettricità. Se il percorso è interrotto, si chiama circuito aperto e gli elettroni non possono fluire per tutto il percorso. Se il circuito è completo, è un circuito chiuso e gli elettroni possono fluire tutto intorno da un’estremità di una fonte di energia (come una batteria), attraverso un filo, all’altra estremità della fonte di energia. In un circuito di batterie, le estremità positive e negative di una batteria devono essere collegate attraverso un circuito per condividere gli elettroni con una lampadina o un altro oggetto collegato al circuito.
Un interruttore è qualcosa che permette di aprire e chiudere un circuito. Se accendi un interruttore in casa tua, stai chiudendo, o completando, il circuito. All’interno del muro, l’interruttore completa un circuito e l’elettricità scorre verso la luce. Quando spegni l’interruttore, il circuito si scollega (ora è un circuito aperto), gli elettroni smettono di fluire e la luce si spegne.
Gli elettroni carichi negativamente di cui abbiamo parlato sopra non possono “saltare” in giro per accoppiarsi con le cariche positive – possono solo spostarsi da un atomo all’altro. Ecco perché i circuiti devono essere completi per funzionare.
Vita senza elettricità
È mai mancata l’elettricità dove vivi?
A volte il vento forte e le tempeste possono abbattere le linee elettriche (pali alti che tengono fili spessi in cui scorre l’elettricità), interrompendo il flusso di elettricità.
Quando ciò accade, gli elettroni smettono di scorrere e non possono arrivare dove erano diretti. Quando non scorre elettricità in casa tua, nessuna delle luci o delle prese funzionerà!
Se fuori è buio, sarà buio anche dentro.
Computer, telefoni, microonde, radio e altre cose che devono essere collegate per funzionare smetteranno di funzionare.
Se hai già perso corrente, puoi descrivere com’è stato?
Stavi facendo qualcosa che è stato interrotto?
Hai dovuto usare le candele per vedere?
Se non hai mai sperimentato un’interruzione di corrente prima, prova a pensare a tutte le cose che fai ogni giorno e che richiedono elettricità.
Come cambierebbe la tua giornata se non avessi più elettricità? Ci sono cose che potresti usare che invece sono alimentate da batterie?
- Guarda questa lezione di scienze per saperne di più sull’energia e sui diversi tipi di elettricità.
Parole della scienza
Elettroni – piccole particelle all’interno degli atomi che hanno sempre una carica negativa. Sono la causa dell’elettricità.
Corrente- elettroni che scorrono per produrre elettricità.
Circuito aperto- un percorso interrotto lungo il quale gli elettroni non sono in grado di scorrere.