Toes Trydan
Gwers Noddedig gan KEYSIGHT Technologies
Yn y wers hon, bydd myfyrwyr yn dysgu am drydan a chylchedau trwy ddefnyddio toes dargludol ac inswleiddio i adeiladu creadigaethau trydan creadigol. Mae'r gweithgaredd hwn yn seiliedig ar waith Dr. AnnMarie Thomas a'i thîm ym Mhrifysgol St. Thomas.
- Cysyniadau sylfaenol cylchedau trydan a thrydanol.
- Cysyniadau o inswleiddio a dargludiad trydanol.
- Sut i adeiladu cylchedau a sut mae cylchedau byr yn digwydd.
Lefelau Oedran: 8 - 14
Deunyddiau Gofynnol
- Toes dargludol (gweler y rysáit isod)
- Toes An-ddargludol / Inswleiddio (gweler y rysáit isod)
- Batris AA
- Pecynnau batri gyda therfynellau
- LEDs (argymhellir maint 10mm)
- Gwifren gyda chlipiau alligator
Deunyddiau Dewisol (Tabl Posibiliadau)
- Moduron hobi trydan Mini DC
- Fans, buzzers, a chydrannau eraill
Rysáit Toes Dargludol
Cynhwysion:
- 1 cup water
- 1 blawd cwpan 1⁄2
- Halen cwpan 1⁄4
- 3 llwy fwrdd. hufen tartar
- 1 llwy fwrdd. olew llysiau
- Lliwio bwyd
- Cymysgwch ddŵr gydag 1 cwpan o flawd, halen, hufen tartar, olew llysiau, a lliw bwyd mewn pot maint canolig.
- Coginiwch y gymysgedd dros wres canolig wrth ei droi yn barhaus.
- Parhewch i droi nes bod y gymysgedd yn ffurfio pêl yng nghanol y pot.
- Rhowch y bêl ar arwyneb â ffliw ysgafn arno. Bydd y toes yn boeth iawn. Gadewch iddo oeri am ychydig funudau cyn ei drin.
- Tylinwch y cwpan 1⁄2 o flawd sy'n weddill i'r bêl nes ei fod wedi cyrraedd y cysondeb a ddymunir.
- Storiwch y toes mewn cynhwysydd aerglos.
Rysáit toes nad yw'n dargludol / ynysu
Cynhwysion:
- 1 blawd cwpan 1⁄2
- Siwgr cwpan 1⁄2
- 3 llwy fwrdd. olew llysiau
- Dŵr cwpan 1⁄2 (wedi'i ddadwenwyno neu ei ddistyllu sydd orau, ond gellir defnyddio dŵr tap)
- Cymysgwch 1 cwpan o flawd, siwgr, ac olew mewn powlen.
- Trowch ychydig bach o ddŵr i mewn. Parhewch i ychwanegu dŵr a'i droi nes bod y rhan fwyaf o'r dŵr yn cael ei amsugno.
- Unwaith mai'r cymysgedd yw cysondeb clystyrau bach, wedi'u gwahanu, tylinwch y gymysgedd â'ch dwylo nes ei fod yn ffurfio lwmp sengl.
- Ychwanegwch ddŵr i'r toes a pharhewch i dylino nes bod ganddo wead gludiog, tebyg i does.
- Ychwanegwch ychydig o'r blawd sy'n weddill a'i dylino i'r toes nes ei fod wedi cyrraedd y gwead a ddymunir.
- Storiwch does mewn cynhwysydd aerglos.
deunyddiau
- Defnyddiwch eitemau o'r pecyn adeiladu
Proses
- Dechreuwch gyda phêl o'r toes dargludol. Mewnosodwch wifrau'r pecyn batri yn ochrau arall y toes. Mewnosodwch LED yn y toes. Gwyliwch beth sy'n digwydd.
- Nesaf, gwahanwch y toes dargludol yn ddau ddarn. Mewnosodwch un wifren pecyn batri mewn un darn o does a'r llall yn y darn toes arall. Nawr, mewnosodwch y LED gydag un plwm mewn un darn o'r toes a'r plwm arall yn yr ail ddarn o does. Gwyliwch beth sy'n digwydd.
- Nesaf, tynnwch y LED a'i droi o gwmpas, gyda'r gwifrau i'r cyfeiriad arall. Gwyliwch beth sy'n digwydd. Dogfennu pam ydych chi'n meddwl bod hyn wedi digwydd.
- Gyda'r LED yn y safle wedi'i oleuo, cyffwrdd â'r ddau ddarn o does gyda'i gilydd. Gwyliwch beth sy'n digwydd. Dogfennu pam ydych chi'n meddwl bod hyn wedi digwydd.
- Ychwanegwch ddarn o does wedi'i inswleiddio rhwng y ddau ddarn o does dargludol a'u hatodi fel eu bod yn cyffwrdd. Gyda'r LED yn pontio'r toes inswleiddio a'i fewnosod yn nwy ran y toes dargludol. A yw'r LED yn goleuo?
- Defnyddiwch y toes dargludol ac inswleiddio i greu cylched cyfres gyda dau neu fwy o LEDau. Beth ydych chi'n sylwi arno am y goleuadau? Dogfennwch pam rydych chi'n meddwl bod hyn wedi digwydd.
- Defnyddiwch y toes dargludol ac inswleiddio i greu cylched gyfochrog â thri LED. Beth ydych chi'n sylwi arno am y goleuadau? Sut maen nhw'n wahanol i'r goleuadau yng nghylched y gyfres? Dogfennwch pam rydych chi'n meddwl bod hyn wedi digwydd.
Sgwrs TED: AnnMarie Thomas
Ffynhonnell: Sianel YouTube TED
Cerflun Cylchdaith Squishy o AnnMarie Thomas
Ffynhonnell: Sianel YouTube Prifysgol St. Thomas
Her Ddylunio
Rydych chi'n beiriannydd sy'n gweithio i ddylunio ac adeiladu trydan sy'n cynnal creadigaethau allan o does.
Meini Prawf
- Rhaid defnyddio dau fath o does (dargludol ac an-ddargludol)
i bweru LED (au).
cyfyngiadau
Cwblhewch eich cerflun o fewn yr amser penodol.
- Rhannwch y dosbarth yn dimau o 2.
- Dosbarthwch y daflen waith Electric Dough a ryseitiau ar gyfer y toes dargludol ac an-ddargludol.
- Trafodwch y pynciau yn yr Adran Cysyniadau Cefndirol.
- Adolygu'r Broses Dylunio Peirianneg, Her Dylunio, Meini Prawf, Cyfyngiadau a Deunyddiau. Os yw amser yn caniatáu, adolygwch “Cymwysiadau’r Byd Go Iawn” cyn cynnal yr her ddylunio.
- Cyn cyfarwyddo myfyrwyr i ddechrau taflu syniadau a braslunio eu dyluniadau, gofynnwch iddynt ystyried y canlynol
● Sut mae cylchedau cyfres a chyfochrog yn gweithio
● Y gwahaniaethau rhwng deunyddiau dargludol ac inswleiddio
● Beth yw cylched fer?
● Beth yw polaredd? - Rhowch eu deunyddiau i bob tîm.
- Esboniwch fod yn rhaid i fyfyrwyr wneud toes dargludol ac an-ddargludol (inswleiddio). Byddant yn profi'r toes trwy wneud cylchedau gwahanol gan ddefnyddio goleuadau LED.
- Cyhoeddi faint o amser sydd ganddyn nhw i ddylunio ac adeiladu (argymhellir 1 awr).
- Defnyddiwch amserydd neu stopwats ar-lein (nodwedd cyfrif i lawr) i sicrhau eich bod yn cadw mewn pryd. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Rhowch “wiriadau amser” rheolaidd i fyfyrwyr fel eu bod yn aros ar y dasg. Os ydyn nhw'n cael trafferth, gofynnwch gwestiynau a fydd yn eu harwain at ddatrysiad yn gyflymach.
- Mae timau'n gwneud eu toes.
- Profwch y toes gan ddefnyddio'r camau profi yn yr Adran Deunyddiau Profi a Phrosesau.
- Dylai timau gofnodi canlyniadau pob cam profi.
- Fel dosbarth, trafodwch gwestiynau myfyrio'r myfyriwr.
amrywiadau
Defnyddiwch oleuadau LED, moduron, swnyn, ffaniau, neu unrhyw ddeunyddiau eraill i fod yn greadigol!
Cylchedau
Cylched yw'r enw ar y ddolen y mae trydan yn llifo drwyddi. Mae cylched yn cychwyn mewn ffynhonnell bŵer, fel batri, ac yn llifo trwy wifrau a chydrannau trydanol (fel goleuadau, moduron, ac ati). Mae dau fath o gylched - cylchedau cyfres a chylchedau cyfochrog.
Cylchedau Cyfres
Mae cylchedau cyfres yn caniatáu un llwybr yn unig i drydan lifo trwyddo. Mewn cylched cyfres gyda LEDs, bydd y LEDau ymhellach o'r ffynhonnell bŵer yn ymddangos yn pylu, oherwydd mae llai o drydan ar gael i'w pweru. Pe bai LED yn llosgi allan neu'n cael ei symud mewn cylched cyfres, byddai'r holl oleuadau sy'n ei dilyn yn mynd allan hefyd, oherwydd byddai'r un llwybr i'r goleuadau sy'n weddill yn cael ei ddatgysylltu.
Cylchedau Cyfochrog
Mae cylchedau cyfochrog yn caniatáu i nifer o lwybrau i drydan lifo trwodd. Mewn cylched gyfochrog â LEDs, mae gan bob LED drydan yn llifo'n uniongyrchol iddo ar hyd ei lwybr ei hun. Gall pob LED ddisgleirio'n llachar waeth beth
lle mae, oherwydd bod y trydan yn cyrraedd pob LED yn uniongyrchol. Hefyd, mewn cylched gyfochrog, os bydd un golau yn llosgi allan neu'n cael ei dynnu, bydd y lleill yn parhau i ddisgleirio.
Deunyddiau Dargludol ac Inswleiddio
Deunyddiau Dargludol: gadewch i drydan lifo trwyddynt. Allwch chi feddwl am rai deunyddiau sy'n dargludo trydan?
Deunyddiau Inswleiddio: peidiwch â gadael i drydan lifo trwyddynt. Allwch chi feddwl am rai deunyddiau inswleiddio? Mae inswleiddio yn cael ei fesur mewn gwrthiant. Po fwyaf sy'n inswleiddio deunydd, y mwyaf o wrthwynebiad sydd ganddo. Mae'r toes inswleiddio y byddwch chi'n gweithio gydag ef yn wrthiannol, sy'n golygu na all llawer o drydan lifo trwyddo. Mae ynysyddion yn gweithredu fel wal sy'n blocio trydan.
Cylchdaith byr
Mae cylched fer yn digwydd pan fydd gwifrau nad ydyn nhw i fod i ddod i gysylltiad â'i gilydd yn cyffwrdd. Dyma pam na fydd LED yn goleuo pan gaiff ei fewnosod mewn un darn o does toes neu i mewn iddo
dau ddarn o does toes dargludol sydd wedyn yn cyffwrdd â'i gilydd.
Polaredd
Gelwir cyfeiriad llif cerrynt mewn cylched yn bolaredd. Yn y gweithgaredd hwn, y wifren goch o'r pecyn batri yw'r polyn positif a'r wifren ddu yw'r polyn negyddol. Mae gan rai cydrannau electronig ochr gadarnhaol a negyddol hefyd a rhaid eu hatodi i'r cyfeiriad cywir er mwyn gweithio.
Mae gan y LEDau yn y gweithgaredd hwn ddau dennyn, un yn fyr, ac un yn hir. Mae'r plwm hirach yn mynd i'r ochr gadarnhaol ac mae'r plwm byrrach yn mynd i'r ochr negyddol.
Myfyrio Myfyrwyr (llyfr nodiadau peirianneg)
- Mae trydan bob amser yn cymryd y llwybr o wrthwynebiad lleiaf. Yng ngham 1, pam ydych chi'n meddwl na wnaeth y LED oleuo pan gafodd ei fewnosod mewn un darn o does toes? Yng ngham 4, pam ydych chi'n meddwl bod y LED wedi diffodd pan gyffyrddodd y ddau ddarn o does dargludol â'i gilydd?
- Mae'r toes dargludol wedi'i wneud o ddŵr, blawd, halen, hufen tartar, ac olew llysiau. Mae'r toes inswleiddio wedi'i wneud o ddŵr, blawd, siwgr ac olew llysiau. Beth ydych chi'n meddwl sy'n gwneud i un toes gynnal trydan a'r llall ddim?
- Pa ddeunyddiau eraill ydych chi'n meddwl sy'n ddargludol?
- Pa ddeunyddiau eraill ydych chi'n meddwl sy'n insiwleiddio?
Addasu Amser
Gellir gwneud y wers mewn cyn lleied ag 1 cyfnod dosbarth ar gyfer myfyrwyr hŷn. Fodd bynnag, er mwyn helpu myfyrwyr i deimlo ar frys ac i sicrhau llwyddiant myfyrwyr (yn enwedig i fyfyrwyr iau), rhannwch y wers yn ddau gyfnod gan roi mwy o amser i fyfyrwyr daflu syniadau, profi syniadau a chwblhau eu dyluniad. Cynnal y profion a'r ôl-drafodaeth yn ystod y cyfnod dosbarth nesaf.
Cylchedau
Mae cylched yn ddolen y mae trydan yn llifo trwyddo. Mae cylched yn cychwyn mewn ffynhonnell bŵer, fel batri, ac yn llifo trwy wifrau a chydrannau trydanol (fel goleuadau, moduron, ac ati). Mae dau fath o gylched - cylchedau cyfres a chylchedau cyfochrog.
Cylchedau cyfres dim ond caniatáu i un llwybr i drydan lifo trwyddo. Mewn cylched cyfres gyda LEDs, bydd y LEDau ymhellach o'r ffynhonnell bŵer yn ymddangos yn pylu, oherwydd mae llai o drydan ar gael i'w pweru. Pe bai LED yn llosgi allan neu'n cael ei symud mewn cylched cyfres, byddai'r holl oleuadau sy'n ei dilyn yn mynd allan hefyd, oherwydd byddai'r un llwybr i'r goleuadau sy'n weddill yn cael ei ddatgysylltu.
Cylchedau cyfochrog caniatáu i nifer o lwybrau i drydan lifo trwodd. Mewn cylched gyfochrog â LEDs, mae gan bob LED drydan yn llifo'n uniongyrchol iddo ar hyd ei lwybr ei hun. Gall pob LED ddisgleirio'n llachar waeth ble mae, oherwydd mae'r trydan yn cyrraedd pob LED yn uniongyrchol. Hefyd, mewn cylched gyfochrog, os bydd un golau yn llosgi allan neu'n cael ei dynnu, bydd y lleill yn parhau i ddisgleirio.
Dargludedd ac Inswleiddio
Gelwir deunyddiau sy'n dargludo trydan - sy'n caniatáu i drydan lifo trwyddynt - yn ddargludol. Materi dargludol
gellir defnyddio als i greu cylchedau. Gall hynny olygu defnyddio gwifren fetel neu bethau mwy anarferol fel ffrwythau, tatws, a hyd yn oed toes. Yn y toes dargludol y byddwch chi'n ei ddefnyddio, mae'r halen yn y toes yn helpu i symud y trydan trwyddo trwy ddaduno i Na + a Cl- ion.
Gelwir deunyddiau nad ydynt yn caniatáu i drydan lifo trwyddynt yn inswleiddio. Mae inswleiddio yn cael ei fesur mewn gwrthiant. Po fwyaf sy'n inswleiddio deunydd, y mwyaf o wrthwynebiad sydd ganddo. Mae'r toes inswleiddio y byddwch chi'n gweithio gydag ef yn wrthiannol, sy'n golygu na all llawer o drydan lifo trwyddo.
Mae ynysyddion yn gweithredu fel wal i drydan. Mae trydan naill ai'n cael ei stopio gan ynysydd neu'n gorfod dod o hyd i ffordd o'i gwmpas. Gan nad yw'r toes inswleiddio yn dargludo trydan, gellir ei ddefnyddio i wahanu'r toes dargludol ac i orfodi'r trydan i lifo trwy gydrannau trydanol eraill, fel LEDs a moduron.
Mae gwrthsefyll hefyd yn bwysig wrth helpu i arafu llif trydan i gydran benodol. Fo
r enghraifft, mae'r toes dargludol yn caniatáu i drydan lifo trwyddo, ond mae hefyd yn cynnig rhywfaint o wrthwynebiad. Mae hyn yn helpu i arafu llif y trydan o'r pecyn batri i'r LEDs. Pe bai'r LED yn cael ei gysylltu'n uniongyrchol â'r pecyn batri, byddai'r LED yn llosgi allan.
Cylchdaith byr
Mae trydan bob amser yn cymryd y llwybr o wrthwynebiad lleiaf. Yn hytrach na llifo'n araf trwy ddeunydd gwrthsefyll, bydd trydan yn cymryd llwybr trwy rywbeth mwy dargludol, fel LED, modur, gwifren, neu ddeunydd mwy dargludol arall. Dyma sut y gellir defnyddio deunyddiau inswleiddio i wneud i gwrs newid trydan a symud trwy'r cydrannau rydych chi am iddo lifo trwyddynt.
Os oes llwybr o amgylch cydran drydanol, fel LED, sy'n cynnig llai o wrthwynebiad, bydd y trydan yn osgoi'r LED, gan gymryd llwybr y gwrthiant lleiaf. Gelwir hyn yn gylched fer. Dyma pam mae LED wedi'i fewnosod mewn un darn o does toes neu
- Arweinydd: Deunydd sy'n caniatáu i drydan lifo trwyddo.
- ynysydd: Deunydd nad yw'n caniatáu i drydan lifo trwyddo.
- Resistance: Mae inswleiddio yn cael ei fesur mewn gwrthiant. Po fwyaf sy'n inswleiddio deunydd, y mwyaf o wrthwynebiad sydd ganddo.
- Cylchdaith: Y ddolen y mae trydan yn llifo drwyddi. Mae cylched yn cychwyn mewn ffynhonnell bŵer, fel batri, ac yn llifo trwy wifrau a chydrannau trydanol (fel goleuadau, moduron, ac ati).
- Cylchdaith Cyfres: Yn caniatáu i un llwybr i drydan lifo trwyddo.
- Cylchdaith gyfochrog: Yn caniatáu i sawl llwybr i drydan lifo trwyddo.
- Cylchdaith byr: Pan fydd gwifrau nad ydyn nhw i fod i ddod i gysylltiad â'i gilydd yn cyffwrdd.
Cysylltiadau Rhyngrwyd
- Cylchedau Squishy
- Makerspaces.com: Cylchedau Squishy
- AnnMarie Thomas: Gwyddoniaeth ymarferol gyda chylchedau squishy
Darllen a Argymhellir
- Electroneg i Blant: Chwarae gyda Chylchedau Syml ac Arbrofi gyda Thrydan! (ISBN: 978-1593277253)
- Canllaw i Ddechreuwyr ar Gylchedau: Naw Prosiect Syml gyda Goleuadau, Seiniau, a Mwy! (ISBN: 978-1593279042)
- Adeiladu Cylchedau Squishy (ISBN: 978-1634727235)
- Llyfr Mawr y Prosiectau Gwneuthurwyr: Ysbrydoli Gwneuthurwyr i Arbrofi, Creu, a Dysgu (ISBN: 978-1259644252)
Gweithgaredd Ysgrifennu
Yn y gweithgaredd hwn, byddwch yn adeiladu gwrthrychau gan ddefnyddio deunydd sy'n gallu dargludo trydan. Bydd hyn yn caniatáu ichi ychwanegu goleuadau, moduron, ffaniau ac elfennau trydanol eraill at eich creadigaeth. Datblygodd Chris Tuan, peiriannydd sifil ym Mhrifysgol Nebraska, Lincoln fformiwla i wneud concrit dargludol y gellir ei ddefnyddio i wneud ffyrdd a sidewalks a all doddi rhew ac eira. Pe gallech chi godi adeilad gyda deunyddiau dargludol, sut fyddech chi'n defnyddio ei briodweddau trydanol?
Aliniad i Fframweithiau Cwricwlwm
Nodyn: Mae'r holl gynlluniau gwersi yn y gyfres hon wedi'u halinio â Safonau Cyfrifiadureg K-12 Cymdeithas Athrawon Cyfrifiadureg, Safonau Gwladwriaeth Graidd Cyffredin yr Unol Daleithiau ar gyfer Mathemateg, ac os yw'n berthnasol hefyd i Egwyddorion a Safonau Ysgol Cenedlaethol Athrawon Mathemateg yr Ysgol. Mathemateg, Safonau Llythrennedd Technolegol y Gymdeithas Addysg Dechnoleg Ryngwladol, a Safonau Addysg Wyddoniaeth Genedlaethol yr UD a gynhyrchwyd gan y Cyngor Ymchwil Cenedlaethol.
Safonau Gwyddoniaeth y Genhedlaeth Nesaf
Gall myfyrwyr sy'n dangos dealltwriaeth
- 3-5-ETS1-1. Diffinio problem ddylunio syml sy'n adlewyrchu angen neu eisiau sy'n cynnwys meini prawf penodol ar gyfer llwyddiant a chyfyngiadau ar ddeunyddiau, amser neu gost.
- 3-5-ETS1-2. Cynhyrchu a chymharu atebion lluosog posibl i broblem yn seiliedig ar ba mor dda y mae pob un yn debygol o fodloni meini prawf a chyfyngiadau'r broblem.
- 3-5-ETS1-3. Cynllunio a chynnal profion teg lle mae newidynnau'n cael eu rheoli ac ystyrir pwyntiau methu i nodi agweddau ar fodel neu brototeip a all fod
wedi gwella. - 4-PS3-2. Gwnewch arsylwadau i ddarparu tystiolaeth y gellir trosglwyddo egni o le i le trwy gerrynt sain, golau, gwres a thrydan
- 4-PS3-4. Cymhwyso syniadau gwyddonol i ddylunio, profi a mireinio dyfais sy'n trosi
egni o un ffurf i'r llall. - MS-ETS1-1. Diffinio meini prawf a chyfyngiadau problem ddylunio yn ddigonol
manwl gywirdeb i sicrhau datrysiad llwyddiannus, gan ystyried gwyddonol perthnasol
egwyddorion ac effeithiau posibl ar bobl a'r amgylchedd naturiol a allai gyfyngu ar atebion posibl. - MS-ETS1-2. Gwerthuso atebion dylunio cystadleuol gan ddefnyddio proses systematig i
penderfynu pa mor dda y maent yn cwrdd â meini prawf a chyfyngiadau'r broblem. - MS-ETS1-3. Dadansoddwch ddata o brofion i bennu tebygrwydd a gwahaniaethau ymhlith sawl datrysiad dylunio i nodi nodweddion gorau pob un y gellir eu cyfuno i mewn i ddatrysiad newydd i fodloni'r meini prawf ar gyfer llwyddiant yn well.
- MS-ETS1-4. Datblygu model i gynhyrchu data ar gyfer profi ailadroddol ac addasu gwrthrych, offeryn neu broses arfaethedig fel y gellir cyflawni'r dyluniad gorau posibl.
Safonau Llythrennedd Technolegol - Pob Oed
- Pennod 8 - Nodweddion Dylunio
- Diffiniadau o Ddylunio
- Gofynion Dylunio
- Pennod 9 - Dylunio Peirianneg
- Proses Dylunio Peirianneg
- Creadigrwydd ac Ystyried pob syniad
- Modelau
- Pennod 10 - Rôl Datrys Problemau, Ymchwil a Datblygu, Dyfeisio ac Arbrofi mewn Datrys Problemau
- Datrys Problemau
- Dyfeisio ac arloesi
- Arbrofi
- Pennod 11 - Cymhwyso'r Broses Ddylunio
- Casglu gwybodaeth
- Delweddu datrysiad
- Profi a gwerthuso atebion
- Gwella dyluniad
- Pennod 16 - Technolegau Ynni a Phwer
- Daw egni mewn gwahanol ffurfiau
- Offer, peiriannau, cynhyrchion a systemau
Cylchedau
Mae cylched yn ddolen y mae trydan yn llifo trwyddo. Mae cylched yn cychwyn mewn ffynhonnell bŵer, fel batri, ac yn llifo trwy wifrau a chydrannau trydanol (fel goleuadau, moduron, ac ati). Mae dau fath o gylched - cylchedau cyfres a chylchedau cyfochrog.
Cylchedau cyfres dim ond caniatáu i un llwybr i drydan lifo trwyddo. Mewn cylched cyfres gyda LEDs, bydd y LEDau ymhellach o'r ffynhonnell bŵer yn ymddangos yn pylu, oherwydd mae llai o drydan ar gael i'w pweru. Pe bai LED yn llosgi allan neu'n cael ei symud mewn cylched cyfres, byddai'r holl oleuadau sy'n ei dilyn yn mynd allan hefyd, oherwydd byddai'r un llwybr i'r goleuadau sy'n weddill yn cael ei ddatgysylltu.
Cylchedau cyfochrog caniatáu i nifer o lwybrau i drydan lifo trwodd. Mewn cylched gyfochrog â LEDs, mae gan bob LED drydan yn llifo'n uniongyrchol iddo ar hyd ei lwybr ei hun. Gall pob LED ddisgleirio'n llachar waeth ble mae, oherwydd mae'r trydan yn cyrraedd pob LED yn uniongyrchol. Hefyd, mewn cylched gyfochrog, os bydd un golau yn llosgi allan neu'n cael ei dynnu, bydd y lleill yn parhau i ddisgleirio.
Dargludedd ac Inswleiddio
Gelwir deunyddiau sy'n dargludo trydan - sy'n caniatáu i drydan lifo trwyddynt - yn ddargludol. Gellir defnyddio deunyddiau dargludol i greu cylchedau. Gall hynny olygu defnyddio gwifren fetel neu bethau mwy anarferol fel ffrwythau, tatws, a hyd yn oed toes. Yn y toes dargludol y byddwch chi'n ei ddefnyddio, mae'r halen yn y toes yn helpu i symud y trydan trwyddo trwy ddaduno i Na + a Cl- ion.
Gelwir deunyddiau nad ydynt yn caniatáu i drydan lifo trwyddynt yn inswleiddio. Mae inswleiddio yn cael ei fesur mewn gwrthiant. Po fwyaf sy'n inswleiddio deunydd, y mwyaf o wrthwynebiad sydd ganddo. Mae'r toes inswleiddio y byddwch chi'n gweithio gydag ef yn wrthiannol, sy'n golygu na all llawer o drydan lifo trwyddo.
Mae ynysyddion yn gweithredu fel wal i drydan. Mae trydan naill ai'n cael ei stopio gan ynysydd neu'n gorfod dod o hyd i ffordd o'i gwmpas. Gan nad yw'r toes inswleiddio yn dargludo trydan, gellir ei ddefnyddio i wahanu'r toes dargludol ac i orfodi'r trydan i lifo trwy gydrannau trydanol eraill, fel LEDs a moduron.
Mae gwrthsefyll hefyd yn bwysig wrth helpu i arafu llif trydan i gydran benodol. Er enghraifft, mae'r toes dargludol yn caniatáu i drydan lifo trwyddo, ond mae hefyd yn cynnig rhywfaint o wrthwynebiad. Mae hyn yn helpu i arafu llif y trydan o'r pecyn batri i'r LEDs. Pe bai'r LED yn cael ei gysylltu'n uniongyrchol â'r pecyn batri, byddai'r LED yn llosgi allan.
Cylchdaith byr
Mae trydan bob amser yn cymryd y llwybr o wrthwynebiad lleiaf. Yn hytrach na llifo'n araf trwy ddeunydd gwrthsefyll, bydd trydan yn cymryd llwybr trwy rywbeth mwy dargludol, fel LED, modur, gwifren, neu ddeunydd mwy dargludol arall. Dyma sut y gellir defnyddio deunyddiau inswleiddio i wneud i gwrs newid trydan a symud trwy'r cydrannau rydych chi am iddo lifo trwyddynt.
Os oes llwybr o amgylch cydran drydanol, fel LED, sy'n cynnig llai o wrthwynebiad, bydd y trydan yn osgoi'r LED, gan gymryd llwybr y gwrthiant lleiaf. Cylched fer yw'r enw ar hyn. Dyma pam mae LED wedi'i fewnosod mewn un darn o does toes neu mewn dau ddarn o does dargludol sydd wedyn yn cyffwrdd â'i gilydd, ni fydd y LED yn goleuo.
Polaredd
Mae cerrynt trydanol yn llifo o bolyn positif ffynhonnell egni i'r polyn negyddol. Gelwir cyfeiriad llif cerrynt mewn cylched yn bolaredd. Yn y gweithgaredd hwn, y wifren goch o'r pecyn batri yw'r polyn positif a'r wifren ddu yw'r polyn negyddol. Mae gan rai cydrannau electronig ochr gadarnhaol a negyddol hefyd a rhaid eu hatodi i'r cyfeiriad cywir er mwyn gweithio. Mae gan y LEDau y byddwch chi'n gweithio gyda nhw ddau dennyn, un yn fyr, ac un yn hir. Mae'r plwm hirach yn mynd i'r ochr gadarnhaol ac mae'r plwm byrrach yn mynd i'r ochr negyddol. Os yw'r LED ynghlwm i'r cyfeiriad anghywir, ni fydd yn goleuo nes ei fod wedi'i droi o gwmpas. Bydd moduron yn gweithio pan fyddant ynghlwm i'r naill gyfeiriad. Fodd bynnag, bydd y cyfeiriad y mae'r trydan yn llifo ynddo yn pennu cyfeiriad nyddu siafft y modur.
Yn y gweithgaredd hwn, byddwch yn adeiladu creadigaethau allan o does, yn union fel y gwnaethoch pan oeddech yn iau. Dim ond y creadigaethau hyn all gynnal trydan, sy'n eich galluogi i greu cylchedau ac ychwanegu nodweddion fel goleuadau, moduron, a mwy. Byddwch yn gweithio gyda dau fath o does. Mae un toes (lliw) yn ddargludol a bydd yn caniatáu i drydan lifo trwyddo. Mae'r llall (gwyn) yn inswleiddio ac nid yw'n caniatáu i drydan fynd trwyddo. Byddwch yn dechrau trwy archwilio'r ddau fath o does a sut maen nhw'n gweithio gyda'i gilydd i greu cylchedau. Yna, gallwch chi gael hwyl yn bod yn greadigol.
Ymarfer Cylchedau / Dod i Adnabod Eich Toes
- Dechreuwch gyda phêl o'r toes dargludol. Mewnosod gwifrau'r pecyn batri yn ochrau arall y toes. Mewnosodwch LED yn y toes. Beth sy'n Digwydd?
- Nesaf, gwahanwch y toes dargludol yn ddau ddarn. Mewnosodwch un wifren pecyn batri mewn un darn o does a'r llall yn y darn toes arall. Nawr mewnosodwch y LED gydag un plwm mewn un darn o'r toes a'r plwm arall yn yr ail ddarn o does. Beth sy'n Digwydd?
- Nesaf, tynnwch y LED a'i droi o gwmpas, yna ei fewnosod yn ôl yn y ddau ddarn o does gyda'r gwifrau i'r cyfeiriad arall o'r ffordd yr oeddent o'r blaen. Beth sy'n Digwydd? Pam ydych chi'n meddwl iddo ddigwydd?
- Gyda'r LED yn y safle wedi'i oleuo, cyffwrdd â'r ddau ddarn o does gyda'i gilydd. Beth sy'n Digwydd? Pam ydych chi'n meddwl iddo ddigwydd?
- Nesaf, ychwanegwch ddarn o does wedi'i inswleiddio rhwng y ddau ddarn o does dargludol a'u hatodi fel eu bod yn cyffwrdd. Gyda'r LED yn pontio'r toes inswleiddio, wedi'i fewnosod yn ddwy ran y toes dargludol, mae gennych chi un gwrthrych solet. Mae'r LED yn goleuo, fodd bynnag, oherwydd nid oes cylched byr yn digwydd. Gan nad yw'r toes inswleiddio yn caniatáu i'r trydan lifo trwyddo, mae'r trydan yn mynd trwy'r LED yn lle, gan ei oleuo.
- Defnyddiwch y toes dargludol ac inswleiddio i greu cylched cyfres gyda dau neu fwy o LEDau. Beth ydych chi'n sylwi arno am y goleuadau? Pam ydych chi'n meddwl hynny?
- Defnyddiwch y toes dargludol ac inswleiddio i greu cylched gyfochrog â thri LED. Beth ydych chi'n sylwi arno am y goleuadau? Sut maen nhw'n wahanol i'r goleuadau yng nghylched y gyfres? Pam ydych chi'n meddwl hynny?
Byddwch yn Greadigol
Nawr eich bod chi'n deall sut i ddefnyddio'r ddau fath o does i bweru LED a rhedeg modur, ceisiwch adeiladu rhywbeth creadigol. Gallwch ddefnyddio LEDs, moduron, swnyn, cefnogwyr, neu unrhyw ddeunyddiau eraill y mae eich athro wedi'u darparu. Fe allech chi wneud anifail â llygaid ysgafn, hofrennydd gyda llafn gwthio, neu unrhyw beth arall y gallwch chi ei ddychmygu. Ar ôl i chi orffen, rhannwch eich creadigaeth gyda gweddill y dosbarth a gweld beth oedd barn eich cyd-ddisgyblion. Dyma rai creadigaethau y mae myfyrwyr eraill wedi'u gwneud:
Diolch i Matt Francis, Ph.D., Cadeirydd Ardal Dwyrain IEEE, Rhanbarth 5 am rannu.
Cyfieithu Cynllun Gwers