Piano di Lezione Teknis | Campo Magnetico: Filo

Obiettivo

Durata: 10 - 15 minuti

L'obiettivo di questa fase è introdurre gli studenti al concetto di campo magnetico prodotto da un filo percorso dalla corrente, sottolineando l'importanza delle competenze pratiche per il calcolo e l'analisi dei relativi problemi. Questa conoscenza è fondamentale non solo per una solida base teorica, ma anche per applicazioni concrete, preparando gli studenti alle sfide lavorative nel settore dell'elettronica e dell'elettromagnetismo.

Obiettivo Utama:

1. Calcolare il campo magnetico prodotto da un filo attraversato dalla corrente elettrica.

2. Risolvi problemi relativi al calcolo dei campi magnetici generati da fili conduttori.

Obiettivo Sampingan:

1. Comprendere la relazione diretta tra corrente elettrica e campo magnetico.
2. Sviluppare competenze pratiche nell’uso di strumenti per la misurazione dei campi magnetici.

Introduzione

Durata: (10 - 15 minuti)

Questa fase ha lo scopo di introdurre il concetto di campo magnetico prodotto da un filo attraversato dalla corrente, evidenziando l'importanza delle abilità pratiche utili per calcolare e risolvere problemi correlati, e preparando gli studenti ad applicare queste conoscenze in contesti reali.

Curiosità e Connessione al Mercato

鱗 Curiosità: Sapevi che il campo magnetico terrestre deriva da correnti elettriche generate nel nucleo esterno del Pianeta Terra? Questo fenomeno ci protegge dalle particelle solari dannose.  Connessione al Mercato: La conoscenza dei campi magnetici è applicata in diversi settori, dall’ingegneria elettrica alle telecomunicazioni, fino a dispositivi medici come le macchine per la risonanza magnetica. I professionisti che padroneggiano questi concetti sono altamente valutati in ambiti che richiedono innovazione e precisione.

Contestualizzazione

L’analisi del campo magnetico prodotto da un filo percorso dalla corrente è cruciale per comprendere numerosi fenomeni elettromagnetici che incontriamo nella vita quotidiana. Dagli elettromotori ai sistemi di risonanza magnetica degli ospedali, una comprensione approfondita dei campi magnetici è indispensabile. La capacità di calcolare e prevedere tali campi arricchisce la base teorica degli studenti e li prepara ad affrontare concretamente le sfide del mondo del lavoro, dove precisione e praticità sono imprescindibili.

Attività Iniziale

黎 Attività Iniziale: Proietta un breve video (3-4 minuti) che mostri come un filo percorso dalla corrente generi un campo magnetico. Al termine del video, poni agli studenti la seguente domanda stimolante: 'In che modo pensi che l'intensità della corrente influenzi la forza del campo magnetico attorno al filo?'

Sviluppo

Durata: 65 - 70 minuti

Questa fase mira ad approfondire la comprensione del campo magnetico prodotto da un filo percorso dalla corrente attraverso attività pratiche, riflessioni ed esercizi mirati. L’obiettivo è collegare i concetti teorici a situazioni reali, potenziando la capacità degli studenti di risolvere problemi pragmatici.

Argomenti

1. Il concetto di campo magnetico prodotto da un filo percorso dalla corrente.

2. La legge di Biot-Savart e il campo magnetico generato da un filo infinito.

3. La legge di Ampère e le sue applicazioni in situazioni pratiche.

4. Le unità di misura del campo magnetico.

5. Applicazioni pratiche dei campi magnetici generati dalle correnti.

Riflessioni sull'Argomento

Invita gli studenti a riflettere sull'importanza di comprendere il campo magnetico generato da un filo percorso dalla corrente, sia a livello teorico che pratico. Chiedi: 'In che modo la conoscenza di questo campo magnetico può influenzare il funzionamento di dispositivi come motori elettrici o apparecchi medici?' Incoraggia esempi concreti e una discussione su come queste applicazioni impattino la nostra vita quotidiana e il mondo del lavoro.

Mini Sfida

Costruisci e Misura il Campo Magnetico

Dividi gli studenti in piccoli gruppi: il compito è assemblare un semplice circuito usando un filo conduttore e una fonte di corrente. Utilizzando una bussola e un gaussmetro, dovranno misurare il campo magnetico attorno al filo e confrontare i dati ottenuti con i calcoli teorici.

1. Dividi la classe in gruppi di 3 o 4 studenti.

2. Fornisci a ciascun gruppo i materiali necessari: filo conduttore, fonte di corrente (batteria), bussola, gaussmetro e un righello.

3. Istruisci gli studenti nella realizzazione del circuito seguendo il diagramma fornito.

4. Chiedi agli studenti di accendere la corrente e di utilizzare la bussola per osservare la deviazione indotta dal campo magnetico attorno al filo.

5. Guida gli studenti nell'uso del gaussmetro per misurare l'intensità del campo in diversi punti attorno al filo.

6. Invita gli studenti a registrare i valori misurati e a confrontarli con quelli teorici calcolati con la formula specifica per un filo infinito.

7. Alla fine, ogni gruppo dovrà presentare i propri dati, discutendo eventuali discrepanze tra misurazioni pratiche e calcoli teorici.

Potenziare le abilità pratiche nella realizzazione di circuiti elettrici e nella misurazione dei campi magnetici, consolidando nel contempo la comprensione teorica delle leggi che li regolano.

**Durata: 40 - 45 minuti

Esercizi di Valutazione

1. Calcola il campo magnetico prodotto da un filo che conduce una corrente di 5 A a 10 cm di distanza.

2. Spiega come la legge di Ampère può essere impiegata per determinare il campo magnetico attorno a un filo infinito.

3. Considera un lungo filo conduttore che trasporta una corrente di 2 A: determina l'intensità del campo a 15 cm dal filo.

4. Descrivi un'applicazione pratica del campo magnetico generato da un filo percorso dalla corrente in ambito tecnologico.

5. Confronta i valori teorici con quelli misurati durante la mini sfida e discuti le possibili cause delle eventuali discrepanze.

Conclusione

Durata: (15 - 20 minuti)

L'obiettivo della conclusione è di consolidare quanto appreso, stimolando una riflessione critica e rafforzando la consapevolezza dell'importanza dei concetti studiati sia nella vita quotidiana sia nel mercato del lavoro.

Discussione

 Discussione: Avvia un confronto aperto con gli studenti, chiedendo loro come abbiano integrato teoria e pratica durante la lezione. Sollecita una riflessione sulle difficoltà incontrate durante la mini sfida e negli esercizi, e su come le conoscenze apprese possano essere applicate nel quotidiano e nel mondo del lavoro.

Sommario

 Riepilogo: Riassumi i principali contenuti affrontati, evidenziando il concetto di campo magnetico generato da un filo percorso dalla corrente, le leggi di Biot-Savart e di Ampère, e le applicazioni pratiche. Sottolinea anche l’importanza delle unità di misura e delle competenze pratiche sviluppate.

Chiusura

 Conclusione: Termina la lezione sottolineando come l'integrazione di teoria, pratica e applicazioni concrete fornisca una visione completa del fenomeno. Evidenzia come questi concetti siano rilevanti non solo in ambito accademico, ma anche nei settori dell'ingegneria elettrica, delle telecomunicazioni e della tecnologia medica, offrendo un valore aggiunto per il futuro professionale degli studenti.