Soilse agus Friotóirí

Ábhair Thógála (Do gach foireann)

Ábhair Riachtanacha

• Ceanglóir gearrthóg ceallraí 9V
• Battery 9V
• Éagsúlú soilse stiúir (dathanna éagsúla)
• Éagsúlú friotóirí (330Ω, 1KΩ, 2KΩ, 5KΩ, 10KΩ, 100KΩ - NÍL faoi bhun 330Ω)
• Bord aráin simplí gan sádráil

Ábhair Tástála

• Úsáid ábhair thógála

ábhair

• Úsáid ábhair thógála

próiseas

• Tabhair treoir d’fhoirne tuartha a dhéanamh sula ndéantar tástáil ar a gciorcaid. Anois go raibh a stiúir bhunúsach faoi thiomáint, cad a tharlódh dá n-úsáidfidís friotóir neart difriúil, dar leo? Ba cheart dóibh gile an stiúir sa tástáil tosaigh a mheas mar “5.” Ansin, déan tuar sa bhosca ar bhileog oibre na mac léinn.
• Déanann mic léinn tástáil ar a ndearaí ciorcad. Ag baint úsáide as a gcuid tuartha, ba chóir dóibh na friotóirí a athrú chun a fháil amach cad a tharlóidh don stiúir. Tabhair treoir dóibh A BHEITH INA FHÁIL DO DHÁ NÓIMÉAD TAR ÉIS AN BATRÍOCHT A CHINNEADH GO BHFUIL SÉ GO BHFUIL AN TAIGHDE, MAR IS FÉIDIR LIOM DUINE NÓ A FHÁIL. Ba chóir do mhic léinn a dtorthaí tástála a dhoiciméadú sa bhosca ar bhileog oibre na mac léinn.

Dúshlán Deartha

Is foireann innealtóirí tú agus ní mór duit ciorcad simplí aráin a dhearadh agus a thógáil a chumhachtóidh stiúir.

Critéir

• Úsáid friotóir chun an stiúir a chosaint ar shruth a fháil go díreach ón gceallraí.

Shrianta

• Ná húsáid ach na hábhair a chuirtear ar fáil.

1. Déan an rang a bhriseadh síos i bhfoirne 3-4.
2. Tabhair amach an bhileog oibre LEDs agus Friotóirí, chomh maith le roinnt bileoga páipéir le haghaidh dearaí sceitseála.
3. Agus an Rannán um Choincheapa Cúlra á úsáid agat, pléigh na cineálacha éagsúla ciorcad. Tabhair forbhreathnú ar stiúir, friotóirí agus cláir aráin agus pléigh seomra ranga nó foirne chun a dtuiscint a dhearbhú.
4. Athbhreithniú a dhéanamh ar an bPróiseas Dearaidh Innealtóireachta, Dúshlán Dearaidh, Critéir, Srianta agus Ábhair.
5. Tabhair treoir do mhic léinn tús a chur le tobsmaointeoireacht agus sceitseáil a gciorcad.
6. Cuir a gcuid ábhar ar fáil do gach foireann.
7. Mínigh dóibh go gcaithfidh mic léinn ciorcad simplí aráin a dhearadh agus a thógáil a chumhachtóidh stiúir.
8. Fógair an méid ama a chaithfidh siad a sceitseáil agus a thógáil (moltar 1 uair an chloig).
9. Úsáid lasc ama nó stad-faire ar líne (gné comhaireamh síos) lena chinntiú go gcoinníonn tú in am. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Tabhair “seiceálacha ama” rialta do mhic léinn ionas go bhfanfaidh siad ar an tasc. Má tá siad ag streachailt, cuir ceisteanna a thabharfaidh réiteach níos gasta dóibh.
10. Buaileann agus forbraíonn mic léinn plean dá gciorcad aráin. Tabhair treoir dóibh a gciorcad a thógáil ag úsáid na dtreoirlínte seo a leanas:
    1. Ba chóir an sreang (nó an luaidhe) níos faide ar aon stiúir a cheangal le taobh dearfach na ceallraí nó an chiorcaid.
    2. Ní féidir le sruth sreabhadh tríd an stiúir ach i dtreo amháin sa cheacht seo.
    3. Roghnaigh friotóir 10kΩ don chlár aráin tosaigh.
    3. Ceangail an ceallraí tar éis do mhúinteoir do chlár aráin a cheadú.
    4. Nuair atá an ceallraí ceangailte, ná déan teagmháil leis an bhfriotóir mar d’fhéadfadh sé a bheith te nó te. Beidh sé fuarú laistigh de nóiméad nó dhó tar éis an ceallraí a dhícheangal.
    5. Má shoilsíonn do stiúir, tá tú réidh le dul ar aghaidh chuig céim na tástála!
11. Tógann foirne a gciorcaid.
12. Tabhair treoir d’fhoirne tuartha a dhéanamh sula ndéantar tástáil ar a gciorcaid. Anois go raibh a stiúir bhunúsach faoi thiomáint, cad a tharlódh dá n-úsáidfidís friotóir neart difriúil, dar leo? Ba cheart dóibh gile an stiúir sa tástáil tosaigh a mheas mar “5.” Ansin, déan tuar sa bhosca ar bhileog oibre na mac léinn.
13. Déanann mic léinn tástáil ar a ndearaí ciorcad. Ag baint úsáide as a gcuid tuartha, ba chóir dóibh na friotóirí a athrú chun a fháil amach cad a tharlóidh don stiúir. Tabhair treoir dóibh A BHEITH INA FHÁIL DO DHÁ NÓIMÉAD TAR ÉIS AN BATRÍOCHT A CHINNEADH GO BHFUIL SÉ GO BHFUIL AN TAIGHDE, MAR IS FÉIDIR LIOM DUINE NÓ A FHÁIL. Ba chóir do mhic léinn a dtorthaí tástála a dhoiciméadú sa bhosca ar bhileog oibre na mac léinn.
14. Mar rang, pléigh ceisteanna machnaimh na mac léinn.
15. Le haghaidh tuilleadh ábhar ar an ábhar, féach an mhír “Digging Deeper”.

Machnamh na Mac Léinn (leabhar nótaí innealtóireachta)

1. Cé chomh cóngarach agus a bhí do hipitéis do thoradh iarbhír do thástála friotóra?
2. Cad a chuir iontas ort faoi na torthaí?
3. Dá gceapfaí an stiúir seo i gcloch dorais, cén leibhéal friotóra a cheapfá a bheadh ​​mar an rogha is fearr?
4. An bhfuair tú gur mhífheidhmigh aon cheann de do chomhpháirteanna? Cad a tharla? An gceapann tú go bhfuair tú cuid lochtach?

Is féidir an ceacht a dhéanamh i dtréimhse chomh beag le 1 rang do dhaltaí níos sine. Mar sin féin, chun cabhrú le mic léinn mothú go bhfuil siad ruaigthe agus chun rath na mac léinn a chinntiú (go háirithe do mhic léinn níos óige), roinn an ceacht ina dhá thréimhse ag tabhairt níos mó ama do mhic léinn tobsmaointeoireacht, smaointe a thástáil agus a ndearadh a thabhairt chun críche. Déan an tástáil agus an faisnéisiú sa chéad tréimhse ranga eile.

Cad is Ciorcad Simplí ann?

Is éard atá i gciorcad simplí trí eilimint íosta a theastaíonn chun ciorcad leictreach feidhmiúil a chríochnú: foinse leictreachais (ceallraí), cosán nó seoltóir ar a sreabhann leictreachas (sreang) agus friotóir leictreach (lampa) arb é aon ghaireas é a éilíonn leictreachas le hoibriú. Taispeánann an léaráid thíos ciorcad simplí ina bhfuil, ceallraí amháin, dhá shreang, lasc, agus bolgán. Tagann sreabhadh an leictreachais ó chríochfort ardchumais (+) na ceallraí tríd an bolgán (é a shoilsiú), agus ar ais go dtí an teirminéal diúltach (-), i sreabhadh leanúnach nuair a bhíonn an lasc sa suíomh ceart ionas gur féidir leis an sruth sreabhadh

Léaráid Scéimreach de Chiorcad Simplí

Seo a leanas léaráid scéimeach den chiorcad simplí a thaispeánann na siombailí leictreonacha don cheallraí, don lasc agus don bholgán.

Cad iad Ciorcaid Sraith agus Comhthreomhar?

 Déanann sraith agus comhthreomhar cur síos ar dhá chineál éagsúla socruithe ciorcad. Soláthraíonn gach socrú bealach difriúil don leictreachas sreabhadh ar fud ciorcad.

Ciorcaid Sraith

I gciorcad sraithe, níl ach cosán amháin ag leictreachas le taisteal air. Sa sampla ar dheis, tá dhá bholgán faoi thiomáint ag ceallraí i ndearadh ciorcad sraithe. Sreabhann leictreachas ón gceallraí go dtí gach bolgán, ceann ag an am, san ord a sreangaítear iad chuig an gciorcad. Sa chás seo, toisc nach féidir leis an leictreachas sreabhadh ach i gcosán amháin, dá shéidfeadh ceann de na bolgáin amach, ní bheadh ​​an bolgán eile in ann lasadh suas toisc go gcuirfí isteach ar shreabhadh an tsrutha leictreach. Ar an gcaoi chéanna, dá ndéanfaí bolgán amháin a dhíscriú, chuirfí isteach ar an sreabhadh reatha chuig an dá bholgán.

Ciorcaid Chomhthreomhara

I gciorcad comhthreomhar, tá níos mó ná cosán amháin ag leictreachas le taisteal air. Sa sampla ar dheis, tá dhá bholgán faoi thiomáint ag ceallraí i ndearadh ciorcad comhthreomhar. Sa chás seo, toisc gur féidir leis an leictreachas sreabhadh i níos mó ná cosán amháin, má shéid ceann de na bolgáin amach, bheadh ​​an bolgán eile fós in ann lasadh toisc nach gcuirfeadh sreabhadh an leictreachais chuig an bolgán briste stop le sreabhadh an leictreachais go an bolgán maith. Ar an gcaoi chéanna, dá ndéanfaí bolgán amháin a dhíscriú, ní choiscfeadh sé an bolgán eile ó shoilsiú.

Cad Maidir le Friotaíocht?

Braitheann sreabhadh an leictreachais ar an méid friotaíochta atá sa chiorcad. Sa sampla de stiúir a lasadh, d’fhéadfadh friotaíocht ró-íseal a bheith ina chúis leis an stiúir a dhó go geal agus a bhriseadh…. Le friotaíocht ard chuirfeadh sé cosc ​​ar an stiúir soilsiú ar chor ar bith. Is cuid den phróiseas dearaidh innealtóireachta an friotóir is fearr, nó is fearr, a roghnú i gciorcad le haghaidh iarratais. 

Tomhaistear an fhriotaíocht in aonaid ar a dtugtar “Ohms” agus an tsiombail Ω á úsáid. Roghnaíodh an tsiombail Omega mar an tsiombail toisc go raibh sé cosúil le hainm an fhir a d’aithin an tomhas, Georg Ohm. Sna pictiúir seo, tá an friotóir ar chlé níos láidre (a 10KΩ) ná an friotóir a úsáidtear ar dheis (a 330Ω). Tá an stiúir chlé dimmer toisc go bhfuil an friotóir níos láidre, ag coinneáil siar níos reatha. Tá an stiúir cheart níos gile toisc go bhfuil an friotóir níos laige, rud a ligeann do níos mó srutha cumhacht a thabhairt dó.

Cad iad soilse stiúir?

Gléas leathsheoltóra é Dé-óid Astaíochta Éadrom - nó LED - a tógadh chun solas a astú nuair a chuirtear i ngníomh é. Tugann ceimiceáin éagsúla a gcuid dathanna do stiúir éagsúla. Nuair a dhéantar iad a thiomáint ag an leibhéal ceart, féadfaidh siad maireachtáil i bhfad níos faide ná bolgáin solais ghealbhruthacha agus ní bhriseann siad go héasca. Is féidir leo go leor dathanna éagsúla a thaispeáint, is féidir leo a bheith an-bheag, agus tá siad thar a bheith éifeachtach. Déanann an chuid is mó den fhuinneamh a ídíonn siad solas, ní teas. Tá an chuid is mó de na soilse an-bheag, níos lú ná 1 mm, agus mar sin is féidir iad a chomhtháthú i go leor táirgí.  

Stair

D'fhorbair Nick Holonyak, Jr an chéad stiúir speictrim infheicthe (dearg) i 1962 agus é ag obair ag General Electric. I 1972, chum M. George Craford, iar-mhac léinn iarchéime de Holonyak, an chéad stiúir bhuí agus chuir sé gile na soilse dearga agus dearg-oráiste le fachtóir deich. In 2014, bronnadh an Duais Nobel san Fhisic ar fhoireann eolaithe (Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, agus Shuji Nakamura) “as dé-óidí astaithe solais gorma éifeachtacha a chumadh a chuir ar chumas foinsí solais bhána geal agus coigilte fuinnimh” bhí soilse dearga agus glasa ar fáil le blianta fada ag an am sin, ba dhúshlán mór d’eolaithe agus d’innealtóirí ar fud an domhain na soilse gorma. Bhí gá leis an leagan gorm le go mbeimis in ann meascadh leis na cinn dearga agus glasa chun solas bán a tháirgeadh… gan solas bán ní bheadh ​​scáileáin ríomhaire agus teilifíse bunaithe ar stiúir againn.

Roghnú Dath agus Cruth

Déantar soilse a tháirgeadh i go leor cruthanna agus méideanna, agus cé gur gnách go mbíonn dath an lionsa plaisteach ar an dath céanna leis an solas a astaítear, ní bhíonn sé sin fíor i gcónaí. Tá lionsaí plaisteacha soiléire nó gan dath ag go leor soilse gorma, cosúil leis an gceann ar dheis.

Iarratais

Ar dtús, úsáideadh soilse mar lampaí táscaire do ghléasanna leictreonacha simplí, áit ar chuir siad bolgáin ghealbhruthacha bheaga in ionad agus inar lig siad do tháirgí a bheith níos lú. Ba mhinic a rinneadh tóir orthu agus úsáideadh iad i gcloig dhigiteacha agus áireamháin. Go tapa, fuair déantúsóirí agus tomhaltóirí go ndearna méid beag agus éifeachtúlacht na soilse beaga seo an rogha iontach dóibh do go leor feidhmchlár. Mar shampla, athraíonn bolgán solais bán faoi stiúir os cionn 50% den leictreachas a úsáideann sé ina sholas… ní athraíonn bolgán gealbhruthach ach thart ar 4% ina solas. Mar sin anois tá na feidhmchláir forleathan ... ó cheannlampaí gluaisteán agus taillights, flashes ceamara, agus scáileáin ríomhaire agus teilifíse. Má fhéachann tú go géar ar do shoilse tráchta áitiúla, b’fhéidir go bhfaighidh tú amach gur patrún cruinn de stiúir dhearg, ghlas agus buí atá i ndáiríre mar bholgán mór!

Cad iad Friotóirí?

Déanann friotóir an sruth leictreach a shreabhann trí chiorcad a theorannú nó a sheasamh. Athraítear fuinneamh na leictreon a théann trí fhriotóir go teas agus / nó solas ... mar sin tá níos lú srutha ar fáil do cibé feiste (stiúir mar shampla) is gaire ar an gciorcad. Agus iad ag obair leis an gceacht seo, éireoidh na friotóirí te toisc go bhfuil siad ag athrú fuinneamh leictreach go teas. Tá friotóirí roghnaithe againn a bheidh an-sábháilte le húsáid ach tá sé ciallmhar gan teagmháil a dhéanamh leis an bhfriotóir ar feadh cúpla nóiméad tar éis an ciorcad a dhícheangal ionas go mbeidh deis acu fuarú.

Úsáidtear friotóirí ar go leor bealaí éagsúla, go minic chun comhpháirteanna i gciorcad a chosaint ar dhamáiste. Sa cheacht seo, is dócha go ndéanfadh na soilse a dhó nó a bhriseadh má chuirtear i gciorcad iad gan fhriotóir chun iad a chosaint. 

Caighdeáin i bhFriotóirí Códaithe Datha

Is scil thábhachtach é friotóir a aithint agus ciorcad á thógáil. Caithfidh fios a bheith agat conas a iompróidh friotóir i gciorcad. Tá caighdeáin idirnáisiúnta ann ionas gur féidir le hinnealtóirí glacadh le comhsheasmhacht idir páirteanna.

Cinntear luach friotóra de réir na dathanna atá clóite air i mbandaí de mheascán éigin de dhubh, donn, dearg, oráiste, buí, glas, gorm, corcra, liath nó bán. Léiríonn gach dath uimhir dhifriúil mar a thaispeántar thíos:

0 - dubh
1 - donn
2 - dearg
3 - oráiste
4 - buí
5 - glas
6 - gorm
7 - corcra
8 - liath
9 - bán 

Léiríonn an banda deireanach ar fhriotóir lamháltas, agus is é sin cé chomh cruinn agus atá an friotóir. Mar shampla, is ionann banda óir agus lamháltas dearfach nó diúltach 5%, agus is ionann an banda airgid agus lamháltas dearfach nó diúltach 10%.

• airgead ± 10%
• ór ± 5%
• dearg ± 2%
• donn ± 1%
• Mura dtaispeántar ceathrú banda is é an lamháltas ± 20%

Ag léamh ó chlé go deas, tá oráiste, oráiste, donn agus ór ag an bhfriotóir a thaispeántar. Léiríonn an chéad dá bhanda na huimhreacha sa bhosca thuas, mar sin don fhriotóir sa ghrianghraf léigh muid 3 (don oráiste) agus 3 (don oráiste). Tugann an banda deireanach líon na nialais le cur ag an deireadh. Maidir leis an resister seo toisc go bhfuil sé donn (1), cuirimid nialas amháin leis chun friotóir 330Ω (ohm) a chur in iúl, le lamháltas 5%. 

Ciorcaid Simplí Arán

Is éard atá i gclár aráin bord le sreangú inmheánach a ligeann do chiorcaid a dhearadh agus a thástáil gan sádráil. Tá sreanga ag comhpháirteanna aonair go léir a chuirtear sna poill. Ní chuireann siad isteach ach sa pholl, agus ní bhrúnn siad an bealach ar fad tríd go dtí an taobh eile. Má tá na poill sa tsraith chéanna ar an taobh céanna tá siad ceangailte go hinmheánach, mar sin is furasta comhpháirteanna agus ciorcaid éagsúla a thástáil agus ansin athbhreithnithe a dhéanamh! Sa sampla ar dheis, tá na colúin de dhá pholl idir an líne dhearg agus ghorm ceangailte go hinmheánach, mar atá na sraitheanna go léir. Feiceann tú go bhfuil uimhreacha ar na sraitheanna agus go bhfuil litreacha ag an mbarr agus ag an mbun sna colúin sa lár. D’fhéadfadh roinnt pleananna do chiorcad a léiriú go dtosaíonn an chuid sin ar E6 agus go gcríochnaíonn sí ar D4, mar shampla. Sábháilteacht: tá bord aráin sábháilte le húsáid toisc go bhfuil an sreangú inmheánach, ach seachain teagmháil a dhéanamh le foircinn ceangailte na ceallraí le do chraiceann. Má dhéanann tú, b’fhéidir go mbraitheann tú mion-leictreachas. Ná déan teagmháil leis an bhfriotóir ach é a úsáid mar bíonn sé an-te.

Ciorcad Simplí a Thógáil

Céim a hAon: Cuir isteach sealbhóir na ceallraí. San íomhá thuas, feiceann tú na luaidhe ó shealbhóir na ceallraí atá i bhfeidhm ar an gclár aráin. Tabhair faoi deara nach bhfuil an ceallraí ceangailte go dtí go mbeidh an ciorcad réidh le tástáil. Tá an sreang dhearg dearfach agus tá an sreang dhubh diúltach. Sreabfaidh an sruth ón dearg tríd an gciorcad agus ar ais go dtí an ceallraí go dtí an cónascaire dubh. Tabhair faoi deara go bhfuil + os cionn an tsraith ar an gclár aráin áit a gcuirtear an sreang dhearg isteach agus a - os cionn an cholúin ina gcuirtear an sreang dhubh isteach. 

Céim a Dó: Cuir friotóir leis. Caithfidh foirceann amháin a bheith i bpoll sa cholún céanna a gcuirtear sreang na ceallraí dearga isteach ... sa chás seo tá sí i sraith 7 faoin dearg + agus tá an foirceann eile i D6. D’fhéadfadh gur as a chéile nó as colún a bhí sé in ionad D6, ach caithfidh sé a bheith sa tsraith chéanna leis an luaidhe is faide go dtí an stiúir.

Céim a Trí: Cuir stiúir leis. Caithfidh an luaidhe is faide ar stiúir a bheith ar an gcéad cheann in ord i gcosán an tsrutha. Mar sin, tabhair faoi deara gur cuireadh é seo sa tsraith chéanna (6) leis an bhfriotóir. Tá an foirceann is giorra den stiúir curtha sa cholún céanna leis an gceanglóir ceallraí dubh, i ndiaidh a chéile 5. D’fhéadfaí é a chur in aon pholl sa cholún dubh.

Céim a Ceathair: Ceangail Ceallraí. Léim an ceallraí 9 volta isteach sa chónascaire chun an ciorcad a chumhacht.

Ciorcad simplí é seo ar chlár aráin, agus mar sin d’éirigh linn a bheith solúbtha agus muid ag roghnú na poill chun na sreanga a chur. Uaireanta, má tá go leor comhpháirteanna ann, b’fhéidir go gcaithfear an bord iarbhír a eagrú níos cúramach.

Léitheoireacht Molta

• Leabhair DK Eyewitness: Leictreachas (ISBN: 978-1465408990)  
• Leictreonaic do Pháistí: Seinn le Ciorcaid Shimplí (ISBN: 978-1593277253)  
• Leictreachas agus Leictreonaic a Mhúineadh Féin (ISBN: 978-1259585531) 

Gníomhaíocht Scríbhneoireachta 

Scríobh aiste (nó mír ag brath ar aois) ag cur síos ar an gcaoi a ndeachaigh aireagán LED i bhfeidhm ar dhearadh táirgí laethúla. Smaoinigh ar éifeachtúlacht fuinnimh soilse stiúir i do phlé.

Ailíniú le Creataí Curaclaim

Comhchaighdeáin Lárnacha Stáit na SA don Mhatamaitic (gráid 3-5)

• Grád a Trí: Sonraí a Ionadaíocht agus a Léirmhíniú (CCSS.MATH.CONTENT.3.MD.B.4)
• Grád a Ceathair: Sonraí a Ionadaíocht agus a Léirmhíniú (CCSS.MATH.CONTENT.4.MD.B.4)
• Grád a Cúig: Sonraí a Ionadaíocht agus a Léirmhíniú (CCSS.MATH.CONTENT.5.MD.B.2)

Caighdeáin Litearthachta Teicneolaíochta an Chumainn Idirnáisiúnta um Oideachas Teicneolaíochta (gráid 3-5)

• Caibidil 8 - Tréithe an Dearaidh
  • Sainmhínithe ar Dhearadh
  • Riachtanais Dearaidh
• Caibidil 9 - Dearadh Innealtóireachta
  • Próiseas Dearaidh Innealtóireachta
  • Cruthaitheacht agus Smaoineamh ar gach smaoineamh
  • múnlaí
• Caibidil 10 - Ról Fabhtcheartú, Taighde agus Forbairt, Aireagán, agus Turgnamh i Réiteach Fadhbanna
  • Fabhtcheartú
  • Aireagán agus nuálaíocht
  • Turgnamh
• Caibidil 11 - An Próiseas Dearaidh a chur i bhfeidhm
  • Bailigh faisnéis
  • Réitigh a shamhlú
  • Réitigh a thástáil agus a mheas
  • Feabhas a chur ar dhearadh
• Caibidil 16 - Teicneolaíochtaí Fuinnimh agus Cumhachta
  • Tagann fuinneamh i bhfoirmeacha éagsúla
  • Uirlisí, meaisíní, táirgí agus córais

Aistriúchán Plean Ceachta

[switcher teanga]

Acmhainní Aistriúcháin Breise

• Svahaílis