Elektriskā mīkla
KEYSIGHT Technologies sponsorētā nodarbība
Šajā nodarbībā studenti uzzinās par elektrību un ķēdēm, izmantojot elektrovadošu un izolējošu mīklu radošu elektrisku darinājumu veidošanai. Šīs aktivitātes pamatā ir Dr AnnMarie Thomas un viņas komandas darbs St Thomas University.
- Elektrības un elektrisko ķēžu pamatjēdzieni.
- Elektriskās izolācijas un vadīšanas jēdzieni.
- Kā izveidot ķēdes un kā notiek īssavienojumi.
Vecuma līmeņi: 8 - 14
Nepieciešamie materiāli
- Konduktīva mīkla (skat. Recepti zemāk)
- Nevedoša / izolējoša mīkla (skat. Recepti zemāk)
- AA baterijas
- Akumulatoru bloki ar spailēm
- Gaismas diodes (ieteicams 10 mm izmērs)
- Vads ar aligatora spailēm
Izvēles materiāli (iespēju tabula)
- Mini DC elektriskie hobija motori
- Ventilatori, buzzers un citas sastāvdaļas
Vadoša mīklas recepte
Sastāvdaļas:
- 1 tase ūdens
- 1 1⁄2 glāzes miltu
- 1⁄4 glāze sāls
- 3 ēd.k. krējums no zobakmens
- 1 ēd.k. dārzeņu eļļa
- Pārtikas krāsviela
- Sajauciet ūdeni ar 1 glāzi miltu, sāli, zobakmens krējumu, augu eļļu un pārtikas krāsvielām vidēja lieluma katlā.
- Pagatavojiet maisījumu uz vidējas uguns, nepārtraukti maisot.
- Turpiniet maisīt, līdz maisījums katla centrā izveido bumbu.
- Novietojiet bumbu uz viegli miltu virsmas. Mīkla būs ļoti karsta. Pirms apstrādes ļaujiet tai dažas minūtes atdzist.
- Mīciet bumbiņā atlikušo 1⁄2 glāzi miltu, līdz tā sasniedz vēlamo konsistenci.
- Glabājiet mīklu hermētiskā traukā.
Nevedoša / izolējoša mīklas recepte
Sastāvdaļas:
- 1 1⁄2 glāzes miltu
- 1⁄2 glāze cukura
- 3 ēd.k. dārzeņu eļļa
- ½ tasi ūdens (vislabāk ir dejonizēts vai destilēts, bet var izmantot krāna ūdeni)
- Bļodā sajauciet 1 glāzi miltu, cukuru un eļļu.
- Iemaisa nelielu daudzumu ūdens. Turpiniet pievienot ūdeni un maisiet, līdz lielākā daļa ūdens uzsūcas.
- Kad maisījums ir mazu, atdalītu gabalu konsistence, mīciet maisījumu ar rokām, līdz tas veido vienu gabalu.
- Pievienojiet mīklai ūdeni un turpiniet mīcīt, līdz tā ir lipīga, mīklai līdzīga tekstūra.
- Pievienojiet dažus atlikušos miltus un mīciet tos mīklā, līdz tie ir sasnieguši vēlamo tekstūru.
- Glabājiet mīklu hermētiskā traukā.
Materiāli
- Izmantojiet komplektācijas komplektā esošos priekšmetus
Process
- Sāciet ar bumbu no vadošās mīklas. Ievietojiet akumulatora bloka vadus mīklas pretējās pusēs. Ievietojiet LED mīklā. Skatīties, kas notiek.
- Pēc tam vadošo mīklu atdaliet divās daļās. Ievietojiet vienu akumulatora bloka vadu vienā mīklas gabalā, bet otru - otrā mīklas gabalā. Tagad ievietojiet gaismas diodi ar vienu svinu vienā mīklas gabalā un otru svinu otrajā mīklas gabalā. Skatīties, kas notiek.
- Pēc tam noņemiet gaismas diode un pagrieziet to apkārt, ar vadiem pretējā virzienā. Skatīties, kas notiek. Dokuments, kāpēc, jūsuprāt, tas notika.
- Kad gaismas diode ir apgaismotā stāvoklī, pieskarieties abiem mīklas gabaliņiem kopā. Skatīties, kas notiek. Dokuments, kāpēc, jūsuprāt, tas notika.
- Starp diviem vadošās mīklas gabaliņiem pievienojiet izolācijas mīklas gabalu un piestipriniet tos tā, lai tie saskartos. Ar gaismas diodi, kas šķērso izolācijas mīklu, un ievieto divās vadošās mīklas daļās. Vai LED iedegas?
- Izmantojiet vadošu un izolējošu mīklu, lai izveidotu virknes ķēdi ar diviem vai vairākiem gaismas diodēm. Ko jūs pamanāt par gaismām? Dokuments, kāpēc jūs domājat, ka tas notika.
- Izmantojiet vadošu un izolējošu mīklu, lai izveidotu paralēlu ķēdi ar trim gaismas diodēm. Ko jūs pamanāt par gaismām? Ar ko tie atšķiras no sērijas ķēdes gaismām? Dokuments, kāpēc jūs domājat, ka tas notika.
TED saruna: AnnMarie Thomas
Avots: TED YouTube kanāls
AnnMarie Thomas skvoša ķēdes skulptūra
Avots: Sv. Tomas Universitātes YouTube kanāls
Dizains izaicinājums
Jūs esat inženieris, kas strādā, lai no mīklas projektētu un veidotu elektrību vadošus darbus.
Kritēriji
- Jāizmanto divu veidu mīklas (vadoša un nevadoša)
lai ieslēgtu LED (-us).
Ierobežojumi
Pabeigt savu skulptūru noteiktā laikā.
- Sadaliet klasi pa 2 komandām.
- Izdodiet elektriskās mīklas darblapu un vadošās un nevadošās mīklas receptes.
- Apspriediet sadaļas Fona jēdzieni tēmas.
- Pārskatiet projektēšanas procesu, projektēšanas izaicinājumu, kritērijus, ierobežojumus un materiālus. Ja laiks ļauj, pirms projektēšanas izaicinājuma pārskatiet “Real World Applications”.
- Pirms uzdodat studentiem sākt domāt par idejām un ieskicēt savus dizainus, lūdziet viņus apsvērt sekojošo
● Kā darbojas virknes un paralēlās ķēdes
● Vadošo un izolējošo materiālu atšķirības
● Kas ir īssavienojums?
● Kas ir polaritāte? - Nodrošiniet katrai komandai savus materiālus.
- Paskaidrojiet, ka studentiem jāsagatavo vadoša un nevadoša (izolējoša) mīkla. Viņi pārbaudīs mīklu, izveidojot dažādas ķēdes, izmantojot LED gaismas.
- Paziņojiet, cik daudz laika viņiem jāprojektē un jāuzbūvē (ieteicams 1 stunda).
- Izmantojiet taimeri vai tiešsaistes hronometru (atpakaļskaitīšanas funkcija), lai nodrošinātu pareizu savlaicīgumu. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Dodiet studentiem regulāras “laika pārbaudes”, lai viņi turpinātu pildīt uzdevumu. Ja viņi cīnās, uzdodiet jautājumus, kas viņus novedīs pie ātrāka risinājuma.
- Komandas gatavo mīklu.
- Pārbaudiet mīklu, izmantojot pārbaudes materiālus sadaļā Testēšanas materiāli un process.
- Komandām jādokumentē katra testa posma rezultāti.
- Klasē pārrunājiet studentu pārdomu jautājumus.
Variācijas
Izmantojiet LED gaismas, motorus, signālus, ventilatorus vai citus materiālus, lai radoši darbotos!
circuits
Cilpu, caur kuru plūst elektrība, sauc par ķēdi. Ķēde sākas pie strāvas avota, piemēram, akumulatora, un plūst caur vadiem un elektriskām sastāvdaļām (piemēram, gaismām, motoriem utt.). Ir divu veidu ķēdes - virknes ķēdes un paralēlās ķēdes.
Sēriju shēmas
Sērijveida shēmas ļauj elektrībai plūst tikai vienā ceļā. Sērijveida ķēdē ar gaismas diodēm gaismas diodes, kas atrodas tālāk no barošanas avota, parādīsies blāvākas, jo to darbināšanai ir pieejama mazāk elektrības. Ja gaismas diode izdegtu vai tiktu noņemta virknes ķēdē, nodziestu arī visi tai sekojošie lukturi, jo viens ceļš uz atlikušajiem lukturiem tiktu atvienots.
Paralēlās ķēdes
Paralēlās ķēdes ļauj elektrībai plūst vairākos ceļos. Paralēlā ķēdē ar gaismas diodēm katrai gaismas diodei elektrība plūst tieši uz to pa savu ceļu. Katrs gaismas diode var spīdēt neatkarīgi no tā
kur tā atrodas, jo elektrība tieši sasniedz katru LED. Tāpat paralēlā ķēdē, ja viena gaisma izdeg vai tiek noņemta, pārējie turpinās spīdēt.
Vadošie un izolācijas materiāli
Vadošie materiāli: ļaujiet caur tiem plūst elektrībai. Vai varat iedomāties dažus materiālus, kas vada elektrību?
Izolācijas materiāli: neļaujiet caur tiem plūst elektrībai. Vai jūs varat iedomāties dažus izolācijas materiālus? Izolāciju mēra pretestībā. Jo vairāk izolējošs materiāls, jo lielāka tā pretestība. Izolācijas mīkla, ar kuru jūs strādāsit, ir pretestīga, tas nozīmē, ka caur to var plūst maz elektrības. Izolatori darbojas kā siena, kas bloķē elektrību.
Īssavienojums
Īssavienojums notiek, ja pieskaras vadi, kuriem nevajadzētu saskarties. Tāpēc gaismas diode neiedegas, kad to ievieto vienā gabalā ar vadošu mīklu vai iekšā
divi vadītspējīgas mīklas gabali, kas pēc tam pieskaras viens otram.
Polaritāte
Strāvas plūsmas virzienu ķēdē sauc par polaritāti. Veicot šo darbību, akumulatora bloka sarkanais vads ir pozitīvais stabs, bet melnais - negatīvais. Dažiem elektroniskajiem komponentiem ir arī pozitīvā un negatīvā puse, un, lai tie darbotos, tie jāpiestiprina pareizajā virzienā.
Katrai šīs darbības gaismas diodei ir divi vadi, viens īss un garš. Jo ilgāk svins nonāk pozitīvajā pusē, bet īsākais - negatīvajā pusē.
Studentu refleksija (inženieru piezīmju grāmatiņa)
- Elektrība vienmēr iet pa vismazākās pretestības ceļu. Kāpēc, jūsuprāt, 1. solī neiedegās gaismas diode, kad tā tika ievietota vienā vadoša mīklas gabalā? Kāpēc, jūsuprāt, 4. darbībā gaismas diode izslēdzās, kad abi vadošās mīklas gabali pieskārās viens otram?
- Vadoša mīkla ir izgatavota no ūdens, miltiem, sāls, zobakmens krējuma un augu eļļas. Izolējošā mīkla ir izgatavota no ūdens, miltiem, cukura un augu eļļas. Kā jūs domājat, kā viena mīkla liek vadīt elektrību, bet otra ne?
- Kādi citi materiāli, jūsuprāt, ir vadoši?
- Kādi citi materiāli, jūsuprāt, ir izolējoši?
Laika maiņa
Nodarbību var veikt tikai 1 klases periodā vecākiem skolēniem. Tomēr, lai palīdzētu studentiem nejusties sasteigtiem un nodrošinātu studentu panākumus (īpaši jaunākiem skolēniem), sadaliet stundu divos periodos, dodot studentiem vairāk laika domāt par idejām, pārbaudīt idejas un pabeigt to noformējumu. Veiciet pārbaudi un pārskatu nākamajā klases periodā.
circuits
Ķēde ir cilpa, caur kuru plūst elektrība. Ķēde sākas pie strāvas avota, piemēram, akumulatora, un plūst caur vadiem un elektriskām sastāvdaļām (piemēram, gaismām, motoriem utt.). Ir divu veidu ķēdes - virknes ķēdes un paralēlās ķēdes.
Sēriju shēmas atļaut tikai vienu ceļu, lai elektrība varētu plūst. Sērijveida ķēdē ar gaismas diodēm gaismas diodes, kas atrodas tālāk no barošanas avota, parādīsies blāvākas, jo to darbināšanai ir pieejama mazāk elektrības. Ja gaismas diode izdegtu vai tiktu noņemta virknes ķēdē, nodziestu arī visi tai sekojošie lukturi, jo viens ceļš uz atlikušajiem lukturiem tiktu atvienots.
Paralēlās ķēdes pieļaut vairākus elektrības plūsmas ceļus. Paralēlā ķēdē ar gaismas diodēm katrai gaismas diodei elektrība plūst tieši uz to pa savu ceļu. Katrs LED var spīdēt neatkarīgi no tā, kur tas atrodas, jo elektrība katru LED tieši sasniedz. Tāpat paralēlā ķēdē, ja viena gaisma izdeg vai tiek noņemta, pārējie turpinās spīdēt.
Vadītspēja un izolācija
Materiālus, kas vada elektrību - ļaujot elektrībai plūst caur tiem, sauc par vadošiem. Vadoša materi
als var izmantot, lai izveidotu shēmas. Tas var nozīmēt metāla stieples vai daudz neparastu lietu, piemēram, augļu, kartupeļu un pat mīklas, izmantošanu. Vadošajā mīklā, kuru izmantojat, mīklas sāls palīdz pārvietoties caur to elektrībai, sadaloties Na + un Cl- jonos.
Materiālus, kas neļauj elektrībai plūst caur tiem, sauc par izolējošiem. Izolāciju mēra pretestībā. Jo vairāk izolējošs materiāls, jo lielāka tā pretestība. Izolācijas mīkla, ar kuru jūs strādāsit, ir pretestīga, tas nozīmē, ka caur to var plūst maz elektrības.
Izolatori darbojas kā siena elektrībai. Elektrību vai nu aptur izolators, vai arī tai jāatrod veids, kā to apiet. Tā kā izolācijas mīkla nevada elektrību, to var izmantot, lai atdalītu vadošo mīklu un piespiestu elektrību plūst caur citiem elektriskiem komponentiem, piemēram, gaismas diodēm un motoriem.
Izturība ir svarīga arī, palīdzot palēnināt elektrības plūsmu uz noteiktu komponentu. Fo
Piemēram, vadošā mīkla ļauj elektrībai plūst caur to, bet arī piedāvā zināmu pretestību. Tas palīdz palēnināt elektroenerģijas plūsmu no akumulatora uz LED. Ja gaismas diode būtu savienota tieši ar akumulatoru, gaismas diode izdegtu.
Īssavienojums
Elektrība vienmēr iet pa vismazākās pretestības ceļu. Tā vietā, lai lēnām plūst cauri izturīgam materiālam, elektrība iet cauri kaut kam vadošākam, piemēram, LED, motoram, vadam vai citam vadošākam materiālam. Šādi izolācijas materiālus var izmantot, lai mainītu elektrības kursu un pārvietotos pa komponentiem, kuriem vēlaties, lai tā plūst.
Ja ap elektrisko komponentu, piemēram, LED, ir ceļš, kas piedāvā mazāku pretestību, elektrība apiet LED, veicot vismazākās pretestības ceļu. To sauc par īssavienojumu. Tāpēc gaismas diode, kas ievietota vienā gabalā vadītspējīgas mīklas vai
- Diriģents: Materiāls, kas ļauj caur to plūst elektrībai.
- izolators: Materiāls, kas neļauj elektrībai plūst caur to.
- Pretestība: Izolāciju mēra pretestībā. Jo vairāk izolējošs materiāls, jo lielāka tā pretestība.
- Circuit: Cilpa, pa kuru plūst elektrība. Ķēde sākas pie strāvas avota, piemēram, akumulatora, un plūst caur vadiem un elektriskām sastāvdaļām (piemēram, gaismām, motoriem utt.).
- Sērijas ķēde: Ļauj elektrībai plūst vienam ceļam.
- Paralēlā ķēde: Ļauj elektrībai plūst vairākos ceļos.
- Īssavienojums: Kad pieskaras vadi, kuriem nav paredzēts saskarties.
Interneta savienojumi
Ieteicamais Reading
- Elektronika bērniem: Spēlējiet ar vienkāršām shēmām un eksperimentējiet ar elektrību! (ISBN: 978-1593277253)
- Iesācēju ceļvedis ķēdēm: Deviņi vienkārši projekti ar gaismām, skaņām un daudz ko citu! (ISBN: 978-1593279042)
- Squishy shēmu veidošana (ISBN: 978-1634727235)
- Lielā Makerspace projektu grāmata: iedvesmojot veidotājus eksperimentēt, radīt un mācīties (ISBN: 978-1259644252)
Rakstīšanas aktivitāte
Šajā darbībā jūs būvēsiet objektus, izmantojot materiālu, kas var vadīt elektrību. Tas ļaus jums pievienot radīšanai gaismas, motorus, ventilatorus un citus elektriskos elementus. Nebraskas Universitātes Linkolna būvinženieris Kriss Tjens izstrādāja formulu, kā izgatavot vadošu betonu, ko var izmantot ceļu un ietvju izgatavošanai, kas var izkausēt ledu un sniegu. Ja jūs varētu uzbūvēt ēku ar vadošiem materiāliem, kā jūs izmantotu tās elektriskās īpašības?
Pielāgošana mācību programmas ietvariem
Piezīme. Visi šīs sērijas nodarbību plāni ir saskaņoti ar Datorzinātņu skolotāju asociācijas K-12 Datorzinātņu standartiem, ASV kopējiem valsts matemātikas pamatstandartiem un, ja piemērojami, arī Nacionālajai matemātikas skolotāju padomes principiem un standartiem skolai. Matemātika, Starptautiskās tehnoloģiju izglītības asociācijas tehnoloģiskās pratības standarti un ASV Nacionālie zinātnes izglītības standarti, kurus izstrādājusi Nacionālā pētniecības padome.
Nākamās paaudzes zinātnes standarti
Studenti, kuri demonstrē sapratni, var
- 3-5-ETS1-1. Definējiet vienkāršu dizaina problēmu, kas atspoguļo vajadzību vai vēlmi, kas ietver noteiktus veiksmes kritērijus un materiālu, laika vai izmaksu ierobežojumus.
- 3-5-ETS1-2. Ģenerējiet un salīdziniet vairākus iespējamos problēmas risinājumus, pamatojoties uz to, cik labi katrs no tiem, iespējams, atbildīs problēmas kritērijiem un ierobežojumiem.
- 3-5-ETS1-3. Plānojiet un veiciet godīgus testus, kuros mainīgie tiek kontrolēti, un tiek uzskatīti neveiksmes punkti, lai identificētu modeļa vai prototipa aspektus, kurus var izmantot
uzlabota. - 4-PS3-2. Veiciet novērojumus, lai sniegtu pierādījumus tam, ka enerģiju no vietas var pārnest ar skaņu, gaismu, siltumu un elektrisko strāvu
- 4-PS3-4. Pielietojiet zinātniskas idejas, lai izstrādātu, pārbaudītu un uzlabotu ierīci, kas pārveido
enerģija no vienas formas uz otru. - MS-ETS1-1. Ar pietiekamu definējiet dizaina problēmas kritērijus un ierobežojumus
precizitāti, lai nodrošinātu veiksmīgu risinājumu, ņemot vērā attiecīgos zinātniskos
principi un iespējamā ietekme uz cilvēkiem un dabisko vidi, kas var ierobežot iespējamos risinājumus. - MS-ETS1-2. Novērtējiet konkurējošos dizaina risinājumus, izmantojot sistemātisku procesu
noteikt, cik labi viņi atbilst problēmas kritērijiem un ierobežojumiem. - MS-ETS1-3. Analizējiet testu datus, lai noteiktu vairāku dizaina risinājumu līdzības un atšķirības, lai noteiktu katra no tiem labākās īpašības, kuras var apvienot jaunā risinājumā, lai labāk atbilstu panākumu kritērijiem.
- MS-ETS1-4. Izstrādājiet modeli, lai ģenerētu datus iteratīvai pārbaudei un ierosinātā objekta, rīka vai procesa modifikācijai tā, lai varētu sasniegt optimālu dizainu.
Tehnoloģiskās pratības standarti - visos vecumos
- 8. nodaļa - Dizaina atribūti
- Dizaina definīcijas
- Dizaina prasības
- 9. nodaļa - Inženiertehniskais dizains
- Inženierprojektēšanas process
- Radošums un visu ideju izskatīšana
- Modeļi
- 10. nodaļa - Problēmu novēršanas, izpētes un attīstības, izgudrojumu un eksperimentu loma problēmu risināšanā
- Problēmu novēršana
- Izgudrojums un inovācija
- Eksperimentēšana
- 11. nodaļa - Projektēšanas procesa piemērošana
- Vākt informāciju
- Vizualizējiet risinājumu
- Pārbaudiet un novērtējiet risinājumus
- Uzlabojiet dizainu
- 16. nodaļa - Enerģijas un enerģijas tehnoloģijas
- Enerģija nāk dažādos veidos
- Instrumenti, mašīnas, izstrādājumi un sistēmas
circuits
Ķēde ir cilpa, caur kuru plūst elektrība. Ķēde sākas pie strāvas avota, piemēram, akumulatora, un plūst caur vadiem un elektriskām sastāvdaļām (piemēram, gaismām, motoriem utt.). Ir divu veidu ķēdes - virknes ķēdes un paralēlās ķēdes.
Sēriju shēmas ļaujiet elektrībai iziet tikai vienam ceļam. Sērijveida ķēdē ar gaismas diodēm gaismas diodes, kas atrodas tālāk no barošanas avota, parādīsies blāvākas, jo to darbināšanai ir pieejama mazāk elektrības. Ja gaismas diode izdegtu vai tiktu noņemta virknes ķēdē, nodziestu arī visi tai sekojošie lukturi, jo viens ceļš uz atlikušajiem lukturiem tiktu atvienots.
Paralēlās ķēdes pieļaujiet vairākus elektrības plūsmas ceļus. Paralēlā ķēdē ar gaismas diodēm katrai gaismas diodei elektrība plūst tieši uz to pa savu ceļu. Katrs gaismas diode var spīdēt neatkarīgi no tā, kur tas atrodas, jo elektrība katru LED tieši sasniedz. Arī paralēlā ķēdē, ja viena gaisma izdeg vai tiek noņemta, pārējie turpinās spīdēt.
Vadītspēja un izolācija
Materiālus, kas vada elektrību - ļaujot elektrībai plūst caur tiem, sauc par vadošiem. Vadošus materiālus var izmantot, lai izveidotu ķēdes. Tas var nozīmēt metāla stieples vai daudz neparastu lietu, piemēram, augļu, kartupeļu un pat mīklas, izmantošanu. Vadošajā mīklā, kuru izmantojat, mīklas sāls palīdz pārvietoties caur to elektrībai, sadaloties Na + un Cl- jonos.
Materiālus, kas neļauj elektrībai plūst caur tiem, sauc par izolējošiem. Izolāciju mēra pretestībā. Jo vairāk izolējošs materiāls, jo lielāka tā pretestība. Izolācijas mīkla, ar kuru jūs strādāsit, ir pretestīga, tas nozīmē, ka caur to var plūst maz elektrības.
Izolatori darbojas kā siena elektrībai. Elektrību vai nu aptur izolators, vai arī tai jāatrod veids, kā to apiet. Tā kā izolācijas mīkla nevada elektrību, to var izmantot, lai atdalītu vadošo mīklu un piespiestu elektrību plūst caur citiem elektriskiem komponentiem, piemēram, gaismas diodēm un motoriem.
Izturība ir svarīga arī, palīdzot palēnināt elektrības plūsmu uz noteiktu komponentu. Piemēram, vadoša mīkla ļauj elektrībai plūst caur to, bet piedāvā arī nelielu pretestību. Tas palīdz palēnināt elektroenerģijas plūsmu no akumulatora uz LED. Ja gaismas diode būtu savienota tieši ar akumulatoru, gaismas diode izdegtu.
Īssavienojums
Elektrība vienmēr iet pa vismazākās pretestības ceļu. Tā vietā, lai lēnām plūst caur izturīgu materiālu, elektrība iziet cauri kaut kam vadošākam, piemēram, LED, motoram, vadam vai citam vadošākam materiālam. Šādi izolācijas materiālus var izmantot, lai elektrība mainītu kursu un pārvietotos pa komponentiem, kuriem vēlaties, lai tā plūst.
Ja ap elektrisko komponentu, piemēram, LED, ir ceļš, kas piedāvā mazāku pretestību, elektrība apiet LED, veicot vismazākās pretestības ceļu. To sauc par īssavienojumu. Tāpēc gaismas diode, kas ievietota vienā vadošas mīklas gabalā vai divos vadošas mīklas gabaliņos, kas pēc tam pieskaras viens otram, LED nedeg.
Polaritāte
Elektriskā strāva plūst no enerģijas avota pozitīvā pola uz negatīvo polu. Strāvas plūsmas virzienu ķēdē sauc par polaritāti. Veicot šo darbību, akumulatora bloka sarkanais vads ir pozitīvais stabs, bet melnais - negatīvais. Dažiem elektroniskajiem komponentiem ir arī pozitīvā un negatīvā puse, un tie jāpiestiprina pareizajā virzienā, lai tie darbotos. Gaismas diodēm, ar kurām jūs strādāsit, ir divi vadi, viens īss un garš. Jo ilgāk svins nonāk pozitīvajā pusē, bet īsākais - negatīvajā pusē. Ja gaismas diode ir pievienota nepareizā virzienā, tā nedeg, kamēr nav apgriezta. Motori darbosies, ja tie ir piestiprināti jebkurā virzienā. Tomēr elektrības plūsmas virziens noteiks motora vārpstas griešanās virzienu.
Šajā nodarbībā jūs veidosiet veidojumus no mīklas, tāpat kā jūs to darījāt, kad bijāt jaunāks. Tikai šie radījumi var vadīt elektrību, ļaujot jums izveidot ķēdes un pievienot tādas funkcijas kā gaismas, motori un daudz ko citu. Jūs strādāsit ar divu veidu mīklu. Viena mīkla (krāsaina) ir vadoša un ļaus tai plūst elektrībai. Otrs (baltais) ir izolējošs un neļauj tam iziet cauri elektrībai. Jūs sāksit izpētīt divus mīklas veidus un to, kā viņi strādā kopā, lai izveidotu ķēdes. Tad jūs varat izklaidēties radoši.
Praktizējiet ķēdes / Mīklu
- Sāciet ar bumbu no vadošās mīklas. Ievietojiet akumulatora bloka vadus mīklas pretējās pusēs. Ievietojiet mīklā LED. Kas notiek?
- Pēc tam vadošo mīklu atdaliet divās daļās. Ievietojiet vienu akumulatora bloka vadu vienā mīklas gabalā, bet otru - otrā mīklas gabalā. Tagad ievietojiet gaismas diodi ar vienu svinu vienā mīklas gabalā, bet otru - otrajā mīklas gabalā. Kas notiek?
- Pēc tam noņemiet gaismas diode un pagrieziet to apkārt, tad ievietojiet to atpakaļ divos mīklas gabaliņos ar vadiem pretējā virzienā nekā tie bija agrāk. Kas notiek? Kāpēc jūs domājat, ka tas notika?
- Kad gaismas diode ir apgaismotā stāvoklī, pieskarieties abiem mīklas gabaliņiem kopā. Kas notiek? Kāpēc jūs domājat, ka tas notika?
- Pēc tam starp diviem vadošās mīklas gabaliņiem pievienojiet izolācijas mīklas gabalu un piestipriniet tos tā, lai tie saskartos. Kad gaismas diodes šķērso izolācijas mīklu, kas ievietota divās vadošās mīklas daļās, jums ir viens ciets priekšmets. Gaismas diode tomēr iedegas, jo nenotiek īssavienojums. Tā kā izolējošā mīkla neļauj elektrībai plūst caur to, elektrība tā vietā iet caur LED, iedegot to.
- Izmantojiet vadošu un izolējošu mīklu, lai izveidotu virknes ķēdi ar diviem vai vairākiem gaismas diodēm. Ko jūs pamanāt par gaismām? Kāpēc jūs domājat, ka tā ir?
- Izmantojiet vadošu un izolējošu mīklu, lai izveidotu paralēlu ķēdi ar trim gaismas diodēm. Ko jūs pamanāt par gaismām? Ar ko tie atšķiras no sērijas ķēdes gaismām? Kāpēc jūs domājat, ka tā ir?
Iegūstiet reklāmu
Tagad, kad jūs saprotat, kā izmantot divu veidu mīklu, lai darbinātu LED un darbinātu motoru, mēģiniet izveidot kaut ko radošu. Jūs varat izmantot gaismas diodes, motorus, skaņas signālus, ventilatorus vai citus materiālus, kurus jūsu skolotājs ir nodrošinājis. Jūs varētu izgatavot dzīvnieku ar iedegtām acīm, helikopteru ar vērpšanas propelleru vai jebko citu, ko vien varat iedomāties. Kad esat pabeidzis, dalieties savā radītajā ar pārējiem klases dalībniekiem un uzziniet, ko domājāt klasesbiedri. Šeit ir daži citu studentu radītie darbi:
Paldies Matt Francis, Ph.D., IEEE Austrumu apgabala priekšsēdētājam, 5. reģionam par dalīšanos.
Nodarbības plāna tulkošana