इलेक्ट्रिक आटा
KEYSIGHT टेक्नोलोजीहरू द्वारा प्रायोजित पाठ
यस पाठमा, विद्यार्थीहरूले बिजुली र सर्किटको बारेमा सिक्किन्छन् रचनात्मक इलेक्ट्रिक सिर्जनाहरू निर्माण गर्न प्रवाहकीय र इन्सुलेट आटा प्रयोग गरेर। यो गतिविधि सेन्ट थॉमस विश्वविद्यालय मा डा। अन्नमारी थॉमस र उनको टीम को काम मा आधारित छ।
- बिजुली र इलेक्ट्रिकल सर्किट को आधारभूत अवधारणा।
- बिजुली इन्सुलेशन र चालन को अवधारणा।
- कसरी सर्किटहरू निर्माण गर्ने र कसरी छोटो सर्किटहरू हुन्छन्।
उमेर स्तर: 8 - 14
आवश्यक सामग्रीहरू
- प्रवाहकीय आटा (तलको नुस्खा हेर्नुहोस्)
- गैर-प्रवाहकीय / इन्सुलेट आटा (तलको नुस्खा हेर्नुहोस्)
- AA ब्याट्री
- टर्मिनलको साथ ब्याट्री प्याक
- LEDs (१० मिलिमिटर आकार सिफारिश गरिएको)
- एलिगेटर क्लिपको साथ तार
वैकल्पिक सामग्री (संभावनाहरूको तालिका)
- मिनी डीसी इलेक्ट्रिक शौक मोटर्स
- फ्यान, बज र अन्य घटकहरू
प्रवाहकीय आटा रेसिपी
सामाग्री:
- 1 कप पानी
- १ १-२ कप पिठो
- १-⁄ कप नुन
- T चम्मच। टार्टरको क्रीम
- १ चम्मच तरकारी तेल
- खाना रंग
- एक कप पिठो, नुन, टार्टरको क्रीम, वनस्पति तेल, र खाना रंग र एक मध्यम आकारको भाँडोमा पानी मिलाउनुहोस्।
- मद्दत मध्यम आँचमा पकाउनुहोस् जब लगातार नहलिरहेको छ।
- मिश्रण भाँडोको मध्यभागमा बल सिर्जना नगरे सम्म चलाउन जारी राख्नुहोस्।
- बल हल्का फ्लोर गरिएको सतहमा राख्नुहोस्। आटा धेरै तातो हुनेछ। ह्यान्डल गर्नु अघि केहि मिनेटको लागि यसलाई चिसो हुन अनुमति दिनुहोस्।
- बाँकी १-२ कचौराको पिठो बलमा डुबाउनुहोस् जबसम्म यो एक अपेक्षित स्थिरतामा पुग्दैन।
- आटा एक एयरट्याट कन्टेनरमा भण्डार गर्नुहोस्।
गैर-प्रवाहकीय / इन्सुलेट आटा रेसिपी
सामाग्री:
- १ १-२ कप पिठो
- १-२ कप चिनी
- १ चम्मच तरकारी तेल
- १-२ कप पानी (विस्फोटित वा आसुत उत्तम हो, तर ट्याप पानी प्रयोग गर्न सकिन्छ)
- एक कचौरामा १ कप पिठो, चिनी र तेल मिक्स गर्नुहोस्।
- थोरै पानीमा चलाउनुहोस्। पानी थप्न जारी राख्नुहोस् र धेरै जसो पानी शोषण नभएसम्म हलचल गर्नुहोस्।
- एकपटक मिश्रण सानो, अलग गरिएको क्लम्पको स्थिरता हो, यो एकल गांठ बनाउने सम्म तपाईंको हातहरू सँग मिश्रण मिश्रण।
- पिठोमा पानी थप्नुहोस् र यो चिपचिलो, आटा जस्तो बनावट नभएसम्म घुमाउन जारी राख्नुहोस्।
- बाँकीको केही पीठो थप्नुहोस् र यो आटामा मास्नुहोस् जबसम्म यो आवाश्यक बनावटमा पुग्दैन।
- आटा एक एयरट्याट कन्टेनरमा भण्डार गर्नुहोस्।
सामाग्री
- निर्माण किटबाट आईटमहरू प्रयोग गर्नुहोस्
प्रक्रिया
- प्रवाहकीय आटाको बलबाट सुरु गर्नुहोस्। आटाको विपरित पक्षहरूमा ब्याट्री प्याक तारहरू घुसाउनुहोस्। आटामा एक एलईडी घुसाउनुहोस्। के हुन्छ हेर्नुहोस्।
- अर्को, प्रवाहकीय आटा दुई टुक्रा मा अलग गर्नुहोस्। एउटा ब्याट्री प्याक तार आटाको एक टुक्रामा राख्नुहोस् र अर्को आटाको अर्को टुक्रामा। अब, पीठोको एक टुक्रामा एउटा सीसाको साथ एलईडी घुसाउनुहोस् र दोस्रो पीठोको पीठोमा अर्को सिसा। के हुन्छ हेर्नुहोस्।
- अर्को, एलईडी हटाउनुहोस् र विपरित दिशामा सीसाको साथ, यसको चारैतिर घुमाउनुहोस्। के हुन्छ हेर्नुहोस्। कागजात किन तपाईंलाई लाग्छ कि यो भयो।
- प्रकाशको स्थितिमा एलईडीको साथ, आटाको दुई टुक्रालाई सँगै छुनुहोस्। के हुन्छ हेर्नुहोस्। कागजात किन तपाईंलाई लाग्छ कि यो भयो।
- प्रवाहकीय आटाको दुई टुक्राको बीचमा इन्सुलेटिंग आटाको एक टुक्रा थप्नुहोस् र तिनीहरूलाई छुनुहोस् ताकि तिनीहरू छोइरहेका छन्। एलईडी स्ट्रडलिंगको साथ इन्सुलेट आटा र प्रवाहित आटाको दुई खण्डहरूमा सम्मिलित गरियो। के एलईडी बत्ती छ?
- दुई वा अधिक एलईडीको साथ श्रृंखला सर्किट सिर्जना गर्न कन्डरेटिभ र इन्सुलेटिंग आटा प्रयोग गर्नुहोस्। बत्तीको बारेमा तपाइँ के देख्नुहुन्छ? कागजात किन तपाईंलाई लाग्छ कि यो भयो।
- तीन एलईडीको साथ समानान्तर सर्किट सिर्जना गर्न प्रवाहकीय र इन्सुलेटिंग आटा प्रयोग गर्नुहोस्। बत्तीको बारेमा तपाइँ के देख्नुहुन्छ? तिनीहरू कसरी क्रम सर्किटमा बत्तीहरू भन्दा फरक छन्? कागजात किन तपाईंलाई लाग्छ कि यो भयो।
टेड कुराकानी: अन्नामारी थॉमस
स्रोत: टेड यूट्यूब च्यानल
अन्नामारी थॉमसको स्क्विशी सर्किट मूर्तिकला
स्रोत: सेन्ट थॉमस युट्यूब च्यानल
डिजाइन चुनौती
तपाईं एक ईन्जिनियर हुनुहुन्छ जसले आटाबाट बिजुली सञ्चालन सिर्जना गर्ने डिजाईन र निर्माण गर्न कार्य गर्दै हुनुहुन्छ।
मापदण्ड
- दुई प्रकारको आटा प्रयोग गर्नुपर्दछ (प्रवाहकीय र गैर चालक)
एलईडी (हरू) लाई पावर गर्न।
अवरोधहरू
तपाईको मूर्तिकला दिइएको समय भित्र पूरा गर्नुहोस्।
- २ को टोलीमा वर्ग तोड्नुहोस्।
- चालक र गैर प्रवाहकीय आटा को लागि इलेक्ट्रिक आटा वर्कशीट र व्यंजनहरु बाहिर पठाउनुहोस्।
- पृष्ठभूमि अवधारणा सेक्सनमा शीर्षकहरू छलफल गर्नुहोस्।
- ईन्जिनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया, डिजाईन चुनौती, मापदण्ड, अवरोध र सामग्री समीक्षा गर्नुहोस्। यदि समयले अनुमति दिन्छ भने, डिजाइन चुनौती सञ्चालन गर्नु अघि "वास्तविक विश्व अनुप्रयोगहरू" समीक्षा गर्नुहोस्।
- विद्यार्थीहरूलाई दिमागमा काम सुरु गर्न र तिनीहरूको डिजाइन स्केच गर्न निर्देशन दिनुभन्दा पहिले, तिनीहरूलाई निम्न विचार गर्न सोध्नुहोस्
Series कसरी श्रृंखला र समानान्तर सर्किट कार्य गर्दछ
Duc प्रवाहकीय र इन्सुलेट सामग्री बीचको भिन्नता
Short सर्ट सर्किट भनेको के हो?
Lar ध्रुवीकरण भनेको के हो? - प्रत्येक टोलीलाई उनीहरूको सामग्री प्रदान गर्नुहोस्।
- वर्णन गर्नुहोस् कि विद्यार्थीहरूले प्रवाहकीय र गैर-प्रवाहकीय (इन्सुलेट) पिठो बनाउनु पर्छ। तिनीहरूले आरा परीक्षण गर्नेछन् एलईडी बत्तीहरू प्रयोग गरेर बिभिन्न सर्किटहरू बनाएर।
- उनीहरूले डिजाइन र निर्माण गर्न चाहेको समयको घोषणा गर्नुहोस् (१ घण्टा सिफारिश गरिएको)।
- तपाईं समयमै रहन सुनिश्चित गर्नका लागि एक घडी वा अन-लाइन स्टपवाच (सुविधा गणना गर्नुहोस्) प्रयोग गर्नुहोस्। (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch)। विद्यार्थीहरूलाई नियमित "समय जाँच" दिनुहोस् ताकि तिनीहरू टास्कमा नै रहून्। यदि उनीहरू संघर्ष गरिरहेका छन् भने, प्रश्नहरू सोध्नुहोस् जुन उनीहरूलाई छिटो समाधानमा लैजान्छ।
- टोलीहरु आफ्नो आटा बनाउँछन्।
- परीक्षण सामग्री र प्रक्रिया सेक्सनमा परीक्षण चरणहरू प्रयोग गरी आटा परीक्षण गर्नुहोस्।
- टोलीहरूले प्रत्येक परीक्षण चरणको नतिजा कागजात गर्नुपर्दछ।
- कक्षाको रूपमा, विद्यार्थी प्रतिबिम्ब प्रश्नहरू छलफल गर्नुहोस्।
बदलाव
रचनात्मक पाउन एलईडी बत्तीहरू, मोटर्स, बजरहरू, फ्यानहरू, वा कुनै अन्य सामग्रीहरू प्रयोग गर्नुहोस्!
सर्किट
बिजुलीबाट बग्ने लुपलाई सर्किट भनिन्छ। एउटा सर्किट पावर स्रोतमा सुरू हुन्छ, जस्तै ब्याट्री, र तारहरू र विद्युतीय कम्पोनेन्टहरू (जस्तै बत्तीहरू, मोटर्स, इत्यादि) मार्फत बग्दछ। त्यहाँ दुई प्रकारका सर्किटहरू छन् - श्रृंखला सर्किट र समानान्तर सर्किट।
श्रृंखला सर्किट
शृंखला सर्किटहरूले मात्र एक मात्र बाटोबाट बिजुली प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ। एलईडीको साथ श्रृ circuit्खला सर्किटमा, पावर स्रोतबाट थप एलईडी मध्यान्न देखिनेछ, किनकि तिनीहरूलाई कम बिजुली उपलब्ध छ। यदि एक एलईडी जलाउन वा एक श्रृंखला सर्किट मा हटाइएको थियो, यस पछि सबै बत्तीहरू पनि बाहिर जान्छ, किनकि बाँकी बत्तीहरूको लागि एक मार्ग विच्छेदन हुनेछ।
समानान्तर सर्किटहरू
समानान्तर सर्किटले बिजुलीको लागि धेरै मार्गहरू बग्नका लागि अनुमति दिन्छ। एलईडीको साथ समानान्तर सर्किटमा, प्रत्येक एलईडीसँग सिधा यसको आफ्नै बाटोमा विद्युत प्रवाह हुन्छ। प्रत्येक एलईडी चम्किलो चमक पाउन सक्दिन
यो कहाँ छ, किनकि बिजुली सीधा प्रत्येक एलईडी पुग्छ। साथै, समानान्तर सर्किटमा, यदि एक बत्ती जल्यो वा हटाइयो भने, अन्यहरू चमकिन जारी रहनेछन्।
प्रवाहकीय र इन्सुलेट सामग्रीहरू
प्रवाहकीय सामग्री: बिजुली तिनीहरूमा बग्न अनुमति दिनुहोस्। के तपाईं केहि सामग्रीहरू सोच्न सक्नुहुन्छ जुन बिजुली सञ्चालन गर्दछ?
इन्सुलेट सामग्रीहरू: तिनीहरूलाई माध्यमबाट बिजुली बग्न नदिनुहोस्। के तपाइँ केही इन्सुलेट सामग्रीहरूको बारेमा सोच्न सक्नुहुन्छ? इन्सुलेशन प्रतिरोध मा नापीन्छ। सामग्रीलाई जति बढी इन्सुलेट गर्ने क्षमता हुन्छ त्यति नै यसको प्रतिरोध हुन्छ। तपाईंले इन्सुलेटिंग आटाको साथ काम गर्नुहुनेछ प्रतिरोधात्मक हो, यसको मतलब थोरै बिजुली यसको बहाउँदछ। इन्सुलेटरहरूले भित्तामा काम गर्छन् जसले बिजुली रोक्दछ।
कम सर्किट
एक सर्ट सर्किट हुन्छ जब तारहरू एक अर्काको सम्पर्कमा आउँदैन। यही कारण छ कि जब एलईडी बत्ती लाग्दैन जब यो प्रवाहको आटाको एक टुक्रामा वा भित्र राखिन्छ
प्रवाहकीय आटा दुई टुक्रा कि एक अर्को छुनुहोस्।
Polarity
सर्किटमा वर्तमान प्रवाहको दिशालाई ध्रुवीयता भनिन्छ। यस गतिविधिमा, ब्याट्री प्याकबाट रातो तार सकारात्मक ध्रुव हो र कालो तार नकारात्मक ध्रुव हो। केहि इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टको पनि सकारात्मक र नकारात्मक पक्ष हुन्छ र सही दिशामा जोडिएको हुनुपर्दछ काम गर्नका लागि।
यस गतिविधिमा एलईडीहरूसँग दुईवटा सीसा हुन्छ, एउटा छोटो, र एक लामो। लामो नेतृत्व सकारात्मक पक्षमा जान्छ र छोटो सीसा नकारात्मक पक्षमा जान्छ।
विद्यार्थी प्रतिबिम्ब (ईन्जिनियरिंग नोटबुक)
- बिजुली जहिले पनि कम से कम प्रतिरोधको मार्ग लिन्छ। चरण १ मा, किन तपाई सोच्नुहुन्छ कि एलईडी प्रकाश भएन जब यो एक प्रवाहकीय आटा को एक टुक्रा सम्मिलित गरिएको थियो? चरण In मा, तपाईंलाई किन लाग्छ जब एलईडी बन्द भयो जब दुईवटा टुक्रा परिवाहको पिठोले एक अर्कोलाई छुन्छ?
- प्रवाहकीय आटा पानी, पिठो, नुन, टार्टरको क्रीम, र तरकारीको तेलबाट बनेको हुन्छ। इन्सुलेटिंग आटा पानी, पिठो, चिनी, र तरकारीको तेलले बनेको हुन्छ। तपाईलाई के लाग्छ एक आटा बिजुली चल्छ र अर्कोले आवाश्यक हुँदैन?
- तपाईको अरु कुन सामग्री कल्पिभ छन् जस्तो लाग्छ?
- तपाईलाई के अन्य सामग्री इन्सुलेट छन् जस्तो लाग्छ?
समय परिमार्जन
पाठ १ कक्षा भन्दा कम उमेरका विद्यार्थीहरूको लागि अवधिमा गर्न सकिन्छ। जे होस्, विद्यार्थीहरूलाई हतार गर्नबाट जोगिन र विद्यार्थी सफलता सुनिश्चित गर्न (विशेष गरी साना विद्यार्थीहरूको लागि), पाठलाई दुई अवधिको विभाजन गर्नुहोस् जसले विद्यार्थीहरूलाई दिमाग, आँधी परीक्षण र उनीहरूको डिजाइनलाई अन्तिम रूप दिन बढी समय दिन्छ। अर्को कक्षा अवधिमा परीक्षण र डिब्रीट सञ्चालन गर्नुहोस्।
सर्किट
एक सर्किट एक लूप हो जसको माध्यमबाट बिजुली बग्दछ। एउटा सर्किट पावर स्रोतमा सुरू हुन्छ, जस्तै ब्याट्री, र तारहरू र विद्युतीय कम्पोनेन्टहरू (जस्तै बत्तीहरू, मोटर्स, इत्यादि) मार्फत बग्दछ। त्यहाँ दुई प्रकारका सर्किटहरू हुन् - श्रृंखला सर्किट र समानान्तर सर्किट।
श्रृंखला सर्किट केवल एक मात्र मार्ग बाट बिजुली बग्न दिनुहोस्। एलईडीको साथ श्रृ circuit्खला सर्किटमा, उर्जा स्रोतबाट टाढाका एलईडीहरू मधुरो देखिनेछन, किनकि तिनीहरूलाई कम बिजुली उपलब्ध छ। यदि एक एलईडी बल्दै थियो वा श्रृंखला सर्किटमा हटाइयो भने, यसपछिका सबै बत्तीहरू पनि बाहिर जान्छन्, किनकि बाँकी रहेका बत्तीहरूको लागि एक मार्ग बिच्छेदन हुने छ।
समानान्तर सर्किटहरू विद्युत मार्ग को लागी बहु मार्गहरू प्रवाहको लागि अनुमति दिनुहोस्। एलईडीको साथ समानान्तर सर्किटमा, प्रत्येक एलईडीसँग सिधा यसको आफ्नै बाटोको साथ प्रवाह हुन्छ। प्रत्येक एलईडी जहाँसुकै भए पनि उज्ज्वल चम्किन्छ, किनकि बिजुली सीधा एलईडीमा सिधै पुगिरहेको छ। साथै, समानान्तर सर्किटमा, यदि एक बत्ती जल्यो वा हटाइयो भने, अन्यहरू चमकिन जारी रहनेछन्।
चालकता र इन्सुलेशन
सामग्रीहरू जसले बिजुली चल्दछन् electricity बिजुली तिनीहरूमा बग्न अनुमति दिईन्छ - लाई वाहक भनिन्छ। प्रवाहकीय मटेरी
als सर्किटहरू सिर्जना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसको मतलब धातुको तार वा अधिक असामान्य चीजहरू जस्तै फल, आलु, र पिठो प्रयोग गरेर भन्न सकिन्छ। प्रवाहकीय आटामा तपाईंले प्रयोग गरिरहनु भएको छ, नुनको नुनले यस मार्फत बिजुली सार्न मद्दत गर्दछ ना + र क्लेशन्समा विभाजन गरेर।
ती सामग्रीहरू जसले विद्युत् तिनीहरूबाट बग्न अनुमति दिदैन इन्सुलेट भनिन्छ। इन्सुलेशन प्रतिरोध मा मापन गरिएको छ। सामग्रीलाई जति बढी इन्सुलेट गर्ने क्षमता हुन्छ त्यति नै यसको प्रतिरोध हुन्छ। तपाईंले इन्सुलेटिंग आटाको साथ काम गर्नुहुनेछ प्रतिरोधात्मक हो, यसको मतलब थोरै बिजुली यसको बहाउँदछ।
इन्सुलेटरहरूले बिजुलीको लागि भित्ताको रूपमा काम गर्छन्। या त विद्युत् इन्सुलेटरले रोकिन्छ वा यसको वरिपरि मार्ग खोज्नुपर्दछ। किनकि इन्सुलेटिंग आटाले बिजुली चल्दैन, यो प्रवाहकीय आटा अलग गर्न र बिजुलीलाई अन्य विद्युतीय भागहरू, जस्तै एल ई डी र मोटरहरूको माध्यमबाट प्रवाह गर्न बल गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।
कुनै खास घटकमा बिजुलीको प्रवाह सुस्त पार्न मद्दत गर्न प्रतिरोध पनि महत्त्वपूर्ण छ। Fo
उदाहरणका लागि, प्रवाहकीय आटाले यस मार्फत बिजुली प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ, तर केही प्रतिरोध प्रदान गर्दछ। यसले LEDs मा ब्याट्री प्याकबाट बिजुलीको प्रवाह सुस्त बनाउन मद्दत गर्दछ। यदि एलईडी सिधा जडान ब्याट्री प्याकमा हुनुपर्यो भने एलईडी बल्छ।
कम सर्किट
बिजुली जहिले पनि कम से कम प्रतिरोधको मार्ग लिन्छ। बिस्तारै प्रतिरोधात्मक सामग्रीको माध्यमबाट प्रवाह गर्नुको सट्टा, विद्युत्ले अधिक चालक केहि बृद्धि गर्नेछ, जस्तै एलईडी, मोटर, तार, वा अन्य थप चालक सामग्री। यस किसिमले इन्सुलेट सामग्रीलाई बिजुली परिवर्तन कोर्स बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ र कम्पोनेन्टहरू भित्र सार्न जुन तपाईं यसलाई बहाउन चाहानुहुन्छ।
यदि त्यहाँ विद्युतीय कम्पोनेन्टको वरिपरि कुनै मार्ग छ, जस्तै एलईडी, जसले कम प्रतिरोध प्रस्ताव गर्दछ, बिजुलीले एलईडी बाईपास गर्दछ, कम प्रतिरोधको बाटो लिई। यसलाई सर्ट सर्किट भनिन्छ। यही कारणले कि एक एलईडी प्रवाहकीय आटा को एक टुक्रा मा सम्मिलित गरियो वा
- आचरण: मटेरियल जसले यस मार्फत बिजुली प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ।
- इन्सुलेटर: त्यस्तो सामग्री जसले यस मार्फत बिजुली बहाउँदैन।
- प्रतिरोध: इन्सुलेशन प्रतिरोध मा मापन छ। सामग्रीलाई जति बढी इन्सुलेट गर्ने क्षमता हुन्छ त्यति नै यसको प्रतिरोध हुन्छ।
- सर्किट: लूप जुन बिजुलीको माध्यमबाट बग्दछ। एउटा सर्किट पावर स्रोतमा सुरू हुन्छ, जस्तै ब्याट्री, र तारहरू र विद्युतीय कम्पोनेन्टहरू (जस्तै बत्तीहरू, मोटर्स, इत्यादि) मार्फत बग्दछ।
- श्रृंखला सर्किट: एक बाट बाटो लाई बिजुलीको बहाउँन अनुमति दिन्छ।
- समानान्तर सर्किट: बिजुली को माध्यम बाट बग्नको लागि बहु पथहरूलाई अनुमति दिन्छ।
- कम सर्किट: जब तारहरू एक अर्काको सम्पर्कमा आउँदैन।
इन्टरनेट जडानहरू
- स्क्विशी सर्किटहरू
- Makerspaces.com: स्क्विशी सर्किटहरू
- अन्नामारी थॉमस: स्क्विशी सर्किटको साथ विज्ञान विज्ञान
सिफारिस गरिएको पढाइ
- बच्चाहरूको लागि इलेक्ट्रोनिक्स: साधारण सर्किटहरू र बिजलीको साथ प्रयोगको साथ खेल्नुहोस्! (ISBN: 978-1593277253)
- सर्किटहरूको लागि शुरुआतको गाइड: लाइट्स, ध्वनिहरू, र अधिकको साथ नौ नौ सरल परियोजनाहरू! (ISBN: 978-1593279042)
- भवन स्क्विशी सर्किट (ISBN: 978-1634727235)
- मेकरस्पेस प्रोजेक्टहरूको ठूलो पुस्तक: प्रयोगकर्मीहरूलाई प्रयोग गर्न, सिर्जना गर्न र जानको लागि प्रेरणा दिनुहोस् (ISBN: 978-1259644252)
गतिविधि लेखन
यस गतिविधिमा, तपाईं एक सामग्री प्रयोग गरी वस्तुहरू निर्माण गर्दै हुनुहुन्छ जुन बिजुली सञ्चालन गर्न सक्दछ। यसले तपाईंलाई प्रकाश, मोटर्स, फ्यानहरू, र अन्य बिजुली तत्वहरू तपाईंको सिर्जनामा थप्न अनुमति दिनेछ। लिंकनको नेब्रास्का विश्वविद्यालयका सिभिल इञ्जिनियर, क्रिस टुआनले चालक ठोस बनाउन एक सूत्र तयार गरे जुन सडक र फुटपाथहरू बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ जुन बरफ र हिउँ पग्लिन सक्छ। यदि तपाईं प्रवाहकीय सामग्रीको साथ भवन निर्माण गर्न सक्नुहुनेछ भने कसरी तपाईं यसको विद्युतीय गुणहरू प्रयोग गर्नुहुनेछ?
पाठ्यक्रम फ्रेमवर्कमा पign्क्तिबद्ध
नोट: यस श्रृंखलामा सबै पाठ योजनाहरू कम्प्युटर विज्ञान शिक्षक संघ K-12 कम्प्युटर विज्ञान मापदण्ड, गणितको लागि अमेरिकी सामान्य कोर राज्य मानक, र यदि स्कूलको लागि गणितको सिद्धान्त र मापदण्डहरूको शिक्षकहरूको नेशनल काउन्सिलमा लागू हुन्छ भने। गणित, टेक्नोलोजिकल साक्षरताका लागि अन्तर्राष्ट्रिय टेक्नोलोजी शिक्षा संघको मानक, र यूएस राष्ट्रिय विज्ञान शिक्षा मानक जुन राष्ट्रिय अनुसन्धान परिषदले उत्पादन गरेका थिए।
अर्को जेनरेशन साइन्स मानक
विद्यार्थी जसले बुझ्दछन् प्रदर्शन गर्न सक्छन्
- 3-5-ETS1-1। एक साधारण डिजाइन समस्या परिभाषित गर्नुहोस् एक आवश्यकता वा चाहिएको कुरालाई प्रतिबिम्बित गर्नुहोस् जसले सफलताको लागि निर्दिष्ट मापदण्ड समावेश गर्दछ र सामग्री, समय, वा लागतमा अवरोधहरू।
- 3-5-ETS1-2। समस्याको मापदण्ड र अवरोधहरू कसरी पूरा गर्न सकिन्छ प्रत्येकको आधारमा समस्याको बहु सम्भावित समाधानहरू उत्पन्न र तुलना गर्नुहोस्।
- 3-5-ETS1-3। योजना बनाउनुहोस् र निष्पक्ष परीक्षणहरू गर्नुहोस् जसमा चलहरू नियन्त्रित छन् र असफलता बिन्दुहरू मोडेल वा प्रोटोटाइपको पक्षहरू पहिचान गर्न मानिन्छ जुन हुन सक्छ।
सुधारिएको - --PS4-3। ध्वनि, प्रकाश, तातो, र विद्युतीय धाराबाट ऊर्जा स्थानबाट अर्को ठाउँमा सार्न सकिन्छ भन्ने प्रमाण प्रदान गर्न अवलोकन गर्नुहोस्
- --PS4-3। डिजाइन, परीक्षण, र रूपान्तरण गरिएको उपकरणलाई वैज्ञानिक विचारहरू लागू गर्नुहोस्
ऊर्जा एक रूप बाट अर्कोमा। - MS-ETS1-1। पर्याप्त सँग डिजाइन समस्याको मापदण्ड र अवरोध परिभाषित गर्नुहोस्
सटीक एक सफल समाधान सुनिश्चित गर्न, प्रासंगिक वैज्ञानिक खातामा
सिद्धान्त र सम्भावित असर मानिस र प्राकृतिक वातावरण मा सम्भावित समाधानहरु सीमित हुन सक्छ। - MS-ETS1-2। एक व्यवस्थित प्रक्रियाको उपयोग गरेर प्रतिस्पर्धी डिजाइन समाधानहरूको मूल्या .्कन गर्नुहोस्
तिनीहरू कति राम्रोसँग समस्याको मापदण्ड र अवरोधहरू पूरा गर्छन् निर्धारण गर्नुहोस्। - MS-ETS1-3। सफलताको लागि मापदण्ड पूरा गर्न एक नयाँ समाधानमा मिलाउन सकिन्छ कि प्रत्येक को राम्रो गुणहरू पहिचान गर्न धेरै डिजाइन समाधानहरू बीच समानता र भिन्नताहरू निर्धारण गर्न परीक्षणहरूबाट डेटा विश्लेषण गर्नुहोस्।
- MS-ETS1-4। पुनरावृत्ति परीक्षण र प्रस्तावित वस्तु, उपकरण वा संशोधनको लागि डाटा उत्पादन गर्न मोडेलको विकास गर्नुहोस् जुन इष्टतम डिजाइन प्राप्त गर्न सकिन्छ।
टेक्नोलोजिकल साक्षरताका लागि मानक - सबै आयुहरू
- अध्याय - - डिजाइनका विशेषताहरू
- डिजाईनको परिभाषा
- डिजाइनको आवश्यकताहरू
- अध्याय - - ईन्जिनियरिंग डिजाइन
- ईन्जिनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया
- रचनात्मकता र सबै विचारहरूमा विचार गर्दै
- मोडेल
- अध्याय १० - समस्या निवारण, अनुसन्धान र विकासको भूमिका, आविष्कार, र समस्या समाधानमा प्रयोग
- समस्या निवारण
- आविष्कार र नवीनता
- प्रयोग
- अध्याय ११ - डिजाइन प्रक्रिया लागू गर्नुहोस्
- जानकारी स Collect्कलन गर्नुहोस्
- समाधान कल्पना गर्नुहोस्
- समाधानहरूको परीक्षण र मूल्या्कन गर्नुहोस्
- एक डिजाइन सुधार गर्नुहोस्
- अध्याय १ - - ऊर्जा र उर्जा टेक्नोलोजीहरू
- उर्जा विभिन्न रूपहरूमा आउँदछ
- उपकरण, मेशिन, उत्पादन र प्रणाली
सर्किट
एक सर्किट एक लूप हो जसको माध्यमबाट बिजुली बग्दछ। एक सर्किट पावर स्रोतमा शुरू हुन्छ, जस्तै ब्याट्री, र तारहरू र विद्युतीय कम्पोनेन्टहरू (जस्तै बत्तीहरू, मोटर्स, इत्यादि) मार्फत बग्दछ। त्यहाँ दुई प्रकारका सर्किटहरू हुन् - श्रृंखला सर्किट र समानान्तर सर्किट।
श्रृंखला सर्किट केवल एक मात्र मार्ग बाट बिजुली बग्न दिनुहोस्। एलईडीको साथ श्रृ circuit्खला सर्किटमा, उर्जा स्रोतबाट टाढाका एलईडीहरू मधुरो देखिनेछन, किनकि तिनीहरूलाई कम बिजुली उपलब्ध छ। यदि एक एलईडी जलाउन वा एक श्रृंखला सर्किट मा हटाइएको थियो, यस पछि सबै बत्तीहरू पनि बाहिर जान्छ, किनकि बाँकी बत्तीहरूको लागि एक मार्ग विच्छेदन हुनेछ।
समानान्तर सर्किटहरू विद्युत मार्ग को लागी बहु मार्गहरू प्रवाहको लागि अनुमति दिनुहोस्। एलईडीको साथ समानान्तर सर्किटमा, प्रत्येक एलईडीसँग सिधा यसको आफ्नै बाटोको साथ प्रवाह हुन्छ। प्रत्येक एलईडी जहाँसुकै भए पनि उज्ज्वल चम्किन्छ, किनकि बिजुली सीधा एलईडीमा सिधै पुगिरहेको छ। साथै, समानान्तर सर्किटमा, यदि एक बत्ती जल्यो वा हटाइयो भने, अन्यहरू चमकिन जारी रहनेछन्।
चालकता र इन्सुलेशन
सामग्रीहरू जसले बिजुली चल्दछन् electricity विद्युत् तिनीहरू मार्फत प्रवाह गर्न अनुमति दिईन्छ - लाई प्रवाहकीय भनिन्छ। प्रवाहकीय सामग्री सर्किटहरू सिर्जना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसको मतलब धातुको तार वा बढि असामान्य चीजहरू जस्तै फल, आलु, र पिठो प्रयोग गरेर भन्न सकिन्छ। प्रवाहकीय आटामा तपाईंले प्रयोग गरिरहनु भएको छ, नुनमा नुनले यस मार्फत बिजुली सार्न मद्दत गर्दछ ना + र क्लियन्समा विभाजित गरेर।
ती सामग्रीहरू जसले विद्युत् तिनीहरूबाट बग्न अनुमति दिदैन इन्सुलेट भनिन्छ। इन्सुलेशन प्रतिरोध मा मापन गरिएको छ। सामग्रीलाई जति बढी इन्सुलेट गर्ने क्षमता हुन्छ त्यति नै यसको प्रतिरोध हुन्छ। तपाईंले इन्सुलेटिंग आटाको साथ काम गर्नुहुनेछ प्रतिरोधात्मक हो, यसको मतलब थोरै बिजुली यसको बहाउँदछ।
इन्सुलेटरहरूले बिजुलीको लागि भित्ताको रूपमा काम गर्छन्। या त विद्युत् इन्सुलेटरले रोकिन्छ वा यसको वरिपरि मार्ग खोज्नुपर्दछ। किनकि इन्सुलेटिंग आटाले बिजुली चल्दैन, यो प्रवाहकीय आटा अलग गर्न र बिजुलीलाई अन्य विद्युतीय भागहरू, जस्तै एल ई डी र मोटर्सको माध्यमबाट बग्न जोड गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।
कुनै खास कम्पोनेन्टमा विघुत्को प्रवाह सुस्त पार्न मद्दत गर्न प्रतिरोध पनि महत्त्वपूर्ण छ। उदाहरण को लागी, प्रवाहकीय आटाले यसको मार्फत बिजुली प्रवाह गर्न अनुमति दिन्छ, तर केही प्रतिरोध प्रदान गर्दछ। यसले LEDs मा ब्याट्री प्याकबाट बिजुलीको प्रवाह सुस्त गर्न मद्दत गर्दछ। यदि एलईडी सिधा जडान ब्याट्री प्याकमा हुनुपर्यो भने एलईडी बल्छ।
कम सर्किट
बिजुली जहिले पनि कम से कम प्रतिरोधको मार्ग लिन्छ। बिस्तारै प्रतिरोधात्मक सामग्रीको माध्यमबाट प्रवाह गर्नुको सट्टा, विद्युत्ले अधिक चालक केहि बृद्धि गर्नेछ, जस्तै एलईडी, मोटर, तार, वा अन्य थप चालक सामग्री। यस किसिमले इन्सुलेट सामग्रीलाई बिजुली परिवर्तन कोर्स बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ र कम्पोनेन्टहरू भित्र सार्न जुन तपाईं यसलाई बहाउन चाहानुहुन्छ।
यदि त्यहाँ विद्युतीय कम्पोनेन्टको वरिपरि कुनै मार्ग छ, जस्तै एलईडी, जसले कम प्रतिरोध प्रस्ताव गर्दछ, बिजुलीले एलईडी बाईपास गर्दछ, कम प्रतिरोधको बाटो लिई। यसलाई सर्ट सर्किट भनिन्छ। यही कारणले कि एक प्रवाहको आटाको एक टुक्रामा वा दुईवटा प्रवाहकीय पिठोमा एक एलईडी घुसाइन्छ जसले त्यसपछि एक अर्कालाई छुन्छ, एलईडी प्रकाश हुँदैन।
Polarity
विद्युतीय प्रवाह उर्जा स्रोतको ध्रुव ध्रुवबाट नकारात्मक ध्रुवमा प्रवाहित हुन्छ। सर्किटमा वर्तमान प्रवाहको दिशालाई ध्रुवीयता भनिन्छ। यस गतिविधिमा, ब्याट्री प्याकबाट रातो तार सकारात्मक ध्रुव हो र कालो तार नकारात्मक ध्रुव हो। केहि इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टको पनि सकारात्मक र नकारात्मक पक्ष हुन्छ र सही दिशामा जोडिएको हुनुपर्दछ काम गर्नका लागि। तपाईंले प्रत्येक सँग काम गरिरहनु भएको LEDs सँग दुईवटा लिसा हुन्छ, एउटा छोटो, र एक लामो। लामो नेतृत्व सकारात्मक पक्षमा जान्छ र छोटो सीसा नकारात्मक पक्षमा जान्छ। यदि एलईडी गलत दिशामा जोडिएको छ भने, यो वरिपरि परिवर्तन नभएसम्म यो प्रकाश हुँदैन। कुनै पनि दिशामा जोडिए पछि मोटर्सले कार्य गर्दछ। जे होस्, बिजुली प्रवाहको दिशाले मोटरको शाफ्टको स्पिनि direction दिशा तोक्नेछ।
यस गतिविधिमा, तपाईं आटाबाट क्रिएसनहरू निर्माण गर्नुहुनेछ, जसरी तपाईं जवान हुनुहुँदा गर्नुहुन्थ्यो। केवल यी सिर्जनाहरूले बिजुली सञ्चालन गर्न सक्छन्, तपाइँलाई सर्किटहरू सिर्जना गर्न र लाइटहरू, मोटर्स, र अधिक जस्ता सुविधाहरू थप गर्न अनुमति दिदै। तपाई आटाका दुई प्रकारका साथ काम गर्दै हुनुहुन्छ। एउटा आटा (रंगीन) प्रवाहकीय छ र यस मार्फत बिजुली बहाउँदछ। अर्को (सेतो) इन्सुलेट गर्दैछ र यस मार्फत बिजुली अनुमति दिँदैन। तपाईं दुई प्रकारको आटाको अन्वेषण गरेर शुरू गर्नुहुन्छ र कसरी सर्कीटहरू सिर्जना गर्न तिनीहरू सँगै मिलेर काम गर्छन्। त्यसोभए, तपाइँ रचनात्मक हुन मजा लिन सक्नुहुन्छ।
अभ्यास सर्किट / तपाईंको आटा चिन्न
- प्रवाहकीय आटाको बलबाट सुरु गर्नुहोस्। आटाको विपरित पक्षहरूमा ब्याट्री प्याकको तारहरू घुसाउनुहोस्। आटामा एक एलईडी घुसाउनुहोस्। के हुन्छ?
- अर्को, प्रवाहकीय आटा दुई टुक्रा मा अलग गर्नुहोस्। एउटा ब्याट्री प्याक तार आटाको एक टुक्रामा राख्नुहोस् र अर्को आटाको अर्को टुक्रामा। अब पीठोको एक टुक्रामा एउटा सीसाको साथ एलईडी राख्नुहोस् र अर्को पीठोको दोस्रो टुक्रामा सीसा। के हुन्छ?
- अर्को, एलईडी हटाउनुहोस् र चारैतिर घुमाउनुहोस्, अनि फेरि पीठोको दुई टुक्रामा हाल्नुहोस् उल्टो दिशामा सीसाको साथ लिडाहरू अघि तिनीहरू कसरी थिए भनेर। के हुन्छ? तपाईं किन यो लाग्यो लाग्छ?
- प्रकाशको स्थितिमा एलईडीको साथ, आटाको दुई टुक्रालाई सँगै छुनुहोस्। के हुन्छ? तपाईं किन यो लाग्यो लाग्छ?
- अर्को, प्रवाहकीय आटाको दुई टुक्राको बीचमा इन्सुलेट आटाको एक टुक्रा थप्नुहोस् र तिनीहरूलाई छुनुहोस् ताकि तिनीहरू छोइरहेका छन्। एलईडी स्ट्रडलिंग इन्सुलेट आटाको साथ, प्रवाहकीय आटाको दुई खण्डहरूमा सम्मिलित गरियो, तपाईंसँग एउटा ठोस वस्तु छ। यद्यपि एलईडी प्रकाश भइरहेको छ, किनकि त्यहाँ छोटो सर्किट भइरहेको छैन। किनकि इन्सुलेटिंग आटाले यसको माध्यमबाट बिजुली बहाउँदैन, बिजुली एलईडी मार्फत जान्छ, बत्ती बालेर।
- दुई वा अधिक एलईडीको साथ श्रृंखला सर्किट सिर्जना गर्न कन्डरेटिभ र इन्सुलेटिंग आटा प्रयोग गर्नुहोस्। बत्तीको बारेमा तपाइँ के देख्नुहुन्छ? तपाई किन त्यस्तो लाग्नुहुन्छ?
- तीन एलईडीको साथ समानान्तर सर्किट सिर्जना गर्न कन्डरेटिभ र इन्सुलेटिंग आटा प्रयोग गर्नुहोस्। बत्तीको बारेमा तपाइँ के देख्नुहुन्छ? तिनीहरू कसरी क्रम सर्किटमा बत्तीहरू भन्दा फरक छन्? तपाई किन त्यस्तो लाग्नुहुन्छ?
रचनात्मक हुनुहोस्
अब जब तपाईले बुझ्नुहुन्छ कि कसरी दुई प्रकारको पीठोलाई एक एलईडी पावर चलाउन र मोटर चलाउन को लागी सृजनात्मक केहि निर्माण गर्न प्रयास गर्नुहोस्। तपाईं एलईडी, मोटर्स, बज, फ्यान वा तपाईंको शिक्षकले प्रदान गरेको कुनै पनि अन्य सामग्रीहरू प्रयोग गर्न सक्नुहुनेछ। तपाईं प्रकाश-आँखाको साथ एक जनावर बनाउन सक्नुहुन्छ, एक कताई प्रोपेलरको साथ एक हेलिकप्टर, वा तपाईंले कल्पना गर्न सक्ने अरू केहि पनि। एकचोटी समाप्त गरिसकेपछि, बाँकी कक्षाको साथ तपाईंको सिर्जनाको साझेदारी गर्नुहोस् र हेर्नुहोस् तपाईंको साथीले के सोच्यो। यहाँ अरू विद्यार्थीहरूले बनाएका केहि रचनाहरू छन्:
धन्यवाद म्याट फ्रान्सिस, पीएच.डी., आईईईई पूर्वी क्षेत्र अध्यक्ष, क्षेत्र to साझा गर्न को लागी।
पाठ योजना अनुवाद