Brumë elektrik
Mësimi i sponsorizuar nga KEYSIGHT Technologies
Në këtë orë mësimi, studentët do të mësojnë rreth energjisë elektrike dhe qarqeve duke përdorur brumë përçues dhe izolues për të ndërtuar krijime elektrike krijuese. Ky aktivitet bazohet në punën e Dr. AnnMarie Thomas dhe ekipit të saj në Universitetin e St. Thomas.
- Konceptet themelore të energjisë elektrike dhe qarqeve elektrike.
- Konceptet e izolimit dhe përcjelljes elektrike.
- Si të ndërtojmë qarqe dhe si ndodhin qarqe të shkurtër.
Nivelet e moshës: 8 - 14
Materialet e kërkuara
- Brumë përçues (shih recetën më poshtë)
- Brumë jo-përçues / izolues (shih recetën më poshtë)
- bateri AA
- Paketat e baterive me terminale
- LED (rekomandohet madhësia 10 mm)
- Teli me kapëse aligatori
Materiale Opsionale (Tabela e Mundësive)
- Motorë elektrik hobi elektrik mini DC
- Tifozët, zhurmësit dhe përbërësit e tjerë
Recetë përçuese e brumit
Përbërësit:
- 1 cup water
- 1 1⁄2 filxhan miell
- 1⁄4 filxhan kripë
- 3 tbsp. Krem Tartari
- 1 tbsp. vaj perimesh
- Ngjyrosja e ushqimit
- Përzieni ujë me 1 filxhan miell, kripë, krem guri, vaj perimesh dhe ngjyrosës ushqimi në një tenxhere të mesme.
- Gatuajeni përzierjen në nxehtësi mesatare ndërsa përzieni vazhdimisht.
- Vazhdoni të trazoni derisa përzierja të formojë një top në qendër të tenxhere.
- Vendoseni topin në një sipërfaqe me miell të lehtë. Brumi do të jetë shumë i nxehtë. Lëreni të ftohet për disa minuta para se ta përdorni.
- Gatuajmë 1⁄2 filxhan miell të mbetur në top derisa të arrihet një qëndrueshmëri e dëshiruar.
- Ruani brumin në një enë hermetike.
Recetë brumi jopërçuese / izoluese
Përbërësit:
- 1 1⁄2 filxhan miell
- 1⁄2 filxhan sheqer
- 3 tbsp. vaj perimesh
- ⁄ filxhan ujë (deionizuar ose distiluar është më e mira, por mund të përdoret uji i rubinetit)
- Përzieni 1 filxhan miell, sheqer dhe vaj në një tas.
- Llokoçis në një sasi të vogël të ujit. Vazhdoni të shtoni ujë dhe përzieni derisa pjesa më e madhe e ujit të absorbohet.
- Pasi përzierja të jetë qëndrueshmëria e tufave të vogla, të ndara, gatuajeni përzierjen me duar derisa të formojë një gungë të vetme.
- Shtoni ujë në brumë dhe vazhdoni të gatuani derisa të ketë një strukturë ngjitëse, të ngjashme me brumin.
- Shtoni pak nga mielli i mbetur dhe gatuajeni në brumë derisa të ketë arritur strukturën e dëshiruar.
- Ruani brumin në një enë hermetike.
Materiale
- Përdorni artikujt nga kompleti ndërtues
Proces
- Filloni me një top të brumit përçues. Vendosni telat e paketës së baterisë në anët e kundërta të brumit. Vendosni një LED në brumë. Shikoni se çfarë ndodh.
- Tjetra, ndani brumin përçues në dy pjesë. Vendosni një tel paketimi të baterisë në një pjesë të brumit dhe tjetrën në pjesën tjetër të brumit. Tani, futni LED me një plumb në një pjesë të brumit dhe plumbin tjetër në pjesën e dytë të brumit. Shikoni se çfarë ndodh.
- Tjetra, hiqni LED dhe kthejeni atë rreth, me plumba në drejtim të kundërt. Shikoni se çfarë ndodh. Dokumentoni pse mendoni se ka ndodhur kjo.
- Me LED në pozicionin e ndezur, prekni të dy pjesët e brumit së bashku. Shikoni se çfarë ndodh. Dokumentoni pse mendoni se ka ndodhur kjo.
- Shtoni një pjesë të brumit izolues midis dy pjesëve të brumit përçues dhe bashkojini në mënyrë që të preken. Me LED që shtrëngon brumin izolues dhe futet në dy seksionet e brumit përçues. A po ndriçon LED?
- Përdorni brumin përçues dhe izolues për të krijuar një qark seri me dy ose më shumë LED. Çfarë vëreni për dritat? Dokumentoni pse mendoni se kjo ka ndodhur.
- Përdorni brumin përçues dhe izolues për të krijuar një qark paralel me tre LED. Çfarë vëreni për dritat? Si ndryshojnë ato nga dritat në qarkun e serive? Dokumentoni pse mendoni se kjo ka ndodhur.
Biseda TED: AnnMarie Thomas
Burimi: Kanali TED në YouTube
Skulpturë qarkore Squishy e AnnMarie Thomas
Burimi: Kanali YouTube i Universitetit të St. Thomas
Sfida dizajn
Ju jeni një inxhinier që punoni për të hartuar dhe ndërtuar krijime të energjisë elektrike nga brumi.
kriteret
- Duhet të përdorni dy lloje brumi (përçues dhe jopërçues)
për të furnizuar LED (et).
kufizimet
Përfundoni skulpturën tuaj brenda kohës së dhënë.
- Plasin klasën në ekipe me 2.
- Shpërndani fletën e punës të Brumit Elektrik dhe recetat për brumin përçues dhe jopërçues.
- Diskutoni temat në Seksionin e Koncepteve të Historisë.
- Rishikoni Procesin e Projektimit Inxhinierik, Sfidën e Projektimit, Kriteret, Kufizimet dhe Materialet. Nëse koha ju lejon, rishikoni "Aplikimet në botën reale" para se të bëni sfidën e dizajnit.
- Para se t'i udhëzoni studentët të fillojnë stuhi mendimesh dhe të skicojnë skicat e tyre, kërkoni që të marrin në konsideratë sa vijon
● Si funksionojnë qarqet seriale dhe paralele
● Dallimet midis materialeve përcjellëse dhe izoluese
● Çfarë është qarku i shkurtër?
● Çfarë është polarizmi? - Siguroni secilën skuadër me materialet e tyre.
- Shpjegoni se studentët duhet të bëjnë brumë përçues dhe jopërçues (izolues). Ata do të testojnë brumin duke bërë qarqe të ndryshme duke përdorur dritat LED.
- Shpalleni sasinë e kohës që duhet të hartojnë dhe ndërtojnë (rekomandohet 1 orë).
- Përdorni një kohëmatës ose një kronometër on-line (karakteristikë numërimi mbrapsht) për t'u siguruar që të mbani në kohë. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Jepuni studentëve “kontrolle të rregullta kohore” në mënyrë që ata të qëndrojnë në detyrë. Nëse ata janë duke luftuar, bëni pyetje që do t'i çojnë ata drejt një zgjidhjeje më shpejt.
- Ekipet e bëjnë brumin e tyre.
- Testoni brumin duke përdorur hapat e provës në Seksionin e Testimit të Materialeve dhe Procesit.
- Ekipet duhet të dokumentojnë rezultatet e secilit hap të testimit.
- Si klasë, diskutoni rreth pyetjeve të reflektimit të studentit.
Variacionet
Përdorni drita LED, motorë, zhurmë, tifozë ose ndonjë material tjetër për t'u bërë krijues!
qarqeve
Laku nëpër të cilin rrjedh energjia elektrike quhet qark. Një qark fillon në një burim energjie, siç është një bateri, dhe rrjedh përmes telave dhe përbërësve elektrikë (të tilla si dritat, motorët, etj.). Ekzistojnë dy lloje të qarqeve - qarqet seri dhe qarqet paralele.
Qarqet e serive
Qarqet e serive lejojnë vetëm një rrugë për të kaluar elektricitetin. Në një qark seri me LED, LED-të më larg burimit të energjisë do të duken më të zbehta, sepse më pak energji elektrike është në dispozicion për t'i furnizuar ato. Nëse një LED do të digjej ose hiqej në një qark seri, të gjitha dritat që e ndiqnin do të fikeshin gjithashtu, sepse e vetmja rrugë drejt dritave të mbetura do të shkëputeshin.
Qarqet paralele
Qarqet paralele lejojnë shtigje të shumta për rrymën e energjisë elektrike. Në një qark paralel me LED, secila LED ka energji elektrike që rrjedh drejtpërdrejt në të përgjatë rrugës së vet. Çdo LED mund të shkëlqejë me shkëlqim pa marrë parasysh
atje ku është, sepse energjia elektrike po arrin çdo LED drejtpërdrejt. Gjithashtu, në një qark paralel, nëse një dritë digjet ose hiqet, të tjerët do të vazhdojnë të shkëlqejnë.
Materiale përçuese dhe izoluese
Materiale përçuese: lejoni që energjia elektrike të rrjedhë përmes tyre. A mund të mendoni për disa materiale që përçojnë energji elektrike?
Materialet izoluese: mos lejoni që energjia elektrike të rrjedhë përmes tyre. A mund të mendoni për disa materiale izoluese? Izolimi matet në rezistencë. Sa më izolues një material, aq më shumë rezistencë ka. Brumi izolues me të cilin do të punoni është rezistent, domethënë pak energji elektrike mund të rrjedhë përmes saj. Izolatorët veprojnë si një mur i cili bllokon energjinë elektrike.
Qark i shkurtër
Një qark i shkurtër ndodh kur telat që nuk supozohet se vijnë në kontakt me njëri-tjetrin prekin. Kjo është arsyeja pse një LED nuk do të ndizet kur futet në një copë të vetme brumi përçues ose në të
dy copa brumi përcjellës që më pas prekin njëra-tjetrën.
Polarizimit
Drejtimi i rrjedhës së rrymës në një qark quhet polaritet. Në këtë aktivitet, tela e kuqe nga paketimi i baterisë është pol pozitiv dhe tela e zezë është pol negativ. Disa përbërës elektronikë gjithashtu kanë një anë pozitive dhe negative dhe duhet të bashkëngjiten në drejtimin e duhur për të funksionuar.
LED-të në këtë aktivitet kanë secila nga dy drejtues, një të shkurtër dhe një të gjatë. Epërsia më e gjatë shkon në anën pozitive dhe epërsia më e shkurtër shkon në anën negative.
Reflektimi i studentit (fletore inxhinierike)
- Energjia elektrike gjithmonë merr rrugën e rezistencës më të vogël. Në hapin 1, pse mendoni se LED nuk u ndez kur u fut në një pjesë të brumit përçues? Në hapin 4, pse mendoni se LED u fik kur dy pjesët e brumit përçues prekën njëra-tjetrën?
- Brumi përçues është bërë nga uji, mielli, kripa, ajka e gurit dhe vaji i perimeve. Brumi izolues është bërë nga uji, mielli, sheqeri dhe vaji vegjetal. Çfarë mendoni se e bën një brumë të përçojë energji elektrike dhe tjetri jo?
- Cilat materiale të tjera mendoni se janë përcjellëse?
- Cilat materiale të tjera mendoni se janë izoluese?
Modifikimi i kohës
Mësimi mund të bëhet në më pak se 1 periudhë klase për studentët më të vjetër. Sidoqoftë, për të ndihmuar studentët të ndjehen të nxituar dhe për të siguruar suksesin e studentit (veçanërisht për studentët më të vegjël), ndani mësimin në dy periudha duke u dhënë studentëve më shumë kohë për të menduar, për të provuar idetë dhe për të finalizuar modelin e tyre. Kryeni testimin dhe përmbledhjen në periudhën tjetër të orës.
qarqeve
Një qark është një lak përmes të cilit rrjedh energjia elektrike. Një qark fillon në një burim energjie, siç është një bateri, dhe rrjedh përmes telave dhe përbërësve elektrikë (të tilla si dritat, motorët, etj.). Ka dy lloje qarqesh - qarqet seri dhe qarqet paralele.
Qarqet e serive lejoni vetëm një rrugë për rrymën elektrike. Në një qark seri me LED, LED-të më larg nga burimi i energjisë do të duken më të zbehta, sepse më pak energji elektrike është në dispozicion për t'i furnizuar ato. Nëse një LED do të digjej ose hiqej në një qark seri, të gjitha dritat që e ndiqnin do të fikeshin gjithashtu, sepse e vetmja rrugë drejt dritave të mbetura do të shkëputeshin.
Qarqet paralele lejojnë shtigje të shumta për rrymën e energjisë elektrike. Në një qark paralel me LED, secila LED ka energji elektrike që rrjedh drejtpërdrejt në të përgjatë rrugës së vet. Çdo LED mund të shkëlqejë me shkëlqim pa marrë parasysh se ku ndodhet, sepse elektriciteti po arrin direkt në secilën LED. Gjithashtu, në një qark paralel, nëse një dritë digjet ose hiqet, të tjerët do të vazhdojnë të shkëlqejnë.
Përçueshmëria dhe Izolimi
Materialet që përçojnë energji elektrike - duke lejuar që energjia elektrike të rrjedhë përmes tyre - quhen përçuese. Materia përçuese
als mund të përdoret për të krijuar qarqe. Kjo mund të nënkuptojë përdorimin e telit metalik ose gjërave më të pazakonta si pemët, patatet, madje edhe brumin. Në brumin përçues që do të përdorni, kripa në brumë ndihmon në lëvizjen e energjisë elektrike përmes saj duke u veçuar në jonet Na + dhe Cl.
Materialet që nuk lejojnë që energjia elektrike të rrjedhë përmes tyre quhen izoluese. Izolimi matet në rezistencë. Sa më izolues një material, aq më shumë rezistencë ka. Brumi izolues me të cilin do të punoni është rezistent, domethënë pak energji elektrike mund të rrjedhë përmes saj.
Izolatorët veprojnë si një mur ndaj energjisë elektrike. Energjia elektrike ose ndalet nga një izolator ose duhet të gjejë një mënyrë përreth tij. Meqenëse brumi izolues nuk përçon energji elektrike, mund të përdoret për të ndarë brumin përçues dhe për të detyruar që energjia elektrike të rrjedhë përmes përbërësve të tjerë elektrikë, siç janë LED dhe motorët.
Rezistenca është gjithashtu e rëndësishme për të ndihmuar në ngadalësimin e rrjedhës së energjisë elektrike në një përbërës të caktuar. Fo
r, brumi përcjellës lejon që energjia elektrike të rrjedhë përmes saj, por gjithashtu ofron një rezistencë. Kjo ndihmon për të ngadalësuar rrjedhën e energjisë elektrike nga paketa e baterisë në LED. Nëse LED do të lidhej direkt me paketën e baterisë, LED do të digjej.
Qark i shkurtër
Energjia elektrike gjithmonë merr rrugën e rezistencës më të vogël. Në vend që të rrjedhë ngadalë përmes një materiali rezistent, energjia elektrike do të marrë një rrugë përmes diçkaje më përçuese, si një LED, motor, tel ose materiale të tjera më përçuese. Kjo është mënyra se si mund të përdoren materialet izoluese për të ndryshuar rrjedhën e energjisë elektrike dhe për të lëvizur nëpër përbërësit që dëshironi të rrjedhë.
Nëse ekziston një shteg rreth një komponenti elektrik, siç është një LED, që ofron më pak rezistencë, energjia elektrike do të anashkalojë LED, duke marrë rrugën e rezistencës më të vogël. Ky quhet qark i shkurtër. Kjo është arsyeja pse një LED futet në një pjesë të vetme të brumit përçues ose
- Dirigjent: Materiali që lejon energjinë elektrike të rrjedhë përmes tij.
- izolant: Materiali që nuk lejon që energjia elektrike të rrjedhë përmes saj.
- Rezistencë: Izolimi matet në rezistencë. Sa më izolues një material, aq më shumë rezistencë ka.
- qark: Laku nëpër të cilin kalon energjia elektrike. Një qark fillon në një burim energjie, siç është një bateri, dhe rrjedh përmes telave dhe përbërësve elektrikë (të tilla si dritat, motorët, etj.).
- Seria Circuit: Lejon një rrugë që të kalojë energjia elektrike.
- Qarku Paralel: Lejon shtigje të shumta për rrymën e energjisë elektrike.
- Qark i shkurtër: Kur telat që nuk supozohet të vijnë në kontakt me njëri-tjetrin prekin.
Lidhjet në Internet
- Qarqet e kthjellta
- Makerspaces.com: Qarqet Squishy
- AnnMarie Thomas: Shkencë praktike me qarqe kumbuese
Leximi Recommended
- Elektronika për fëmijë: Luaj me qarqe të thjeshta dhe eksperimento me energji elektrike! (ISBN: 978-1593277253)
- Një udhëzues fillestar për qarqet: Nëntë projekte të thjeshta me drita, tinguj dhe më shumë! (ISBN: 978-1593279042)
- Ndërtimi i qarqeve Squishy (ISBN: 978-1634727235)
- Libri i Madh i Projekteve të Hapësirës së Krijuesve: Frymëzimi i Krijuesve për të Eksperimentuar, Krijuar dhe Mësuar (ISBN: 978-1259644252)
Aktiviteti i të shkruarit
Në këtë aktivitet, ju do të ndërtoni objekte duke përdorur një material që mund të përçojë energji elektrike. Kjo do t'ju lejojë të shtoni drita, motorë, tifozë dhe elementë të tjerë elektrikë në krijimin tuaj. Chris Tuan, një inxhinier civil në Universitetin e Nebraskës, Linkoln zhvilloi një formulë për të bërë beton përçues që mund të përdoret për të bërë rrugë dhe trotuare që mund të shkrijnë akullin dhe borën. Nëse do të mund të ndërtonit një ndërtesë me materiale përçuese, si do t’i përdorni vetitë e saj elektrike?
Përafrimi me kornizat e kurrikulave
Shënim: Të gjitha planet mësimore në këtë seri janë të harmonizuara me Standardet e Shkencave Kompjuterike të Mësuesve të Shkencave Kompjuterike, Standardet e Përbashkëta të Shteteve të Bashkuara për Matematikën, dhe nëse është e zbatueshme edhe në Këshillin Kombëtar të Parimeve dhe Standardeve për Shkollën e Mësuesve të Matematikës Matematika, Standardet e Shoqatës Ndërkombëtare të Edukimit të Teknologjisë për Shkrim -leximin Teknologjik dhe Standardet Kombëtare të Edukimit të Shkencës në SHBA të cilat u prodhuan nga Këshilli Kombëtar i Kërkimit.
Standardet Shkencore të Gjeneratës Tjetër
Nxënësit që tregojnë mirëkuptim mund
- 3-5-ETS1-1. Përcaktoni një problem të thjeshtë të dizajnit që reflekton një nevojë ose një dëshirë që përfshin kritere të specifikuara për suksesin dhe kufizimet në materiale, kohë ose kosto.
- 3-5-ETS1-2. Gjeneroni dhe krahasoni zgjidhje të shumëfishta të mundshme për një problem bazuar në atë se sa mirë ka secila për të përmbushur kriteret dhe kufizimet e problemit.
- 3-5-ETS1-3. Planifikoni dhe kryeni teste të drejta në të cilat variablat kontrollohen dhe pikat e dështimit konsiderohen për të identifikuar aspektet e një modeli ose prototipi që mund të
përmirësuar. - 4-PS3-2. Bëni vëzhgime për të siguruar dëshmi se energjia mund të transferohet nga një vend në tjetrin nga rrymat e zërit, dritës, nxehtësisë dhe elektrike
- 4-PS3-4. Zbatoni ide shkencore për të dizajnuar, testuar dhe rafinuar një pajisje që konvertohet
energji nga një formë në tjetrën. - MS-ETS1-1. Përcaktoni kriteret dhe kufizimet e një problemi të projektimit me mjaftueshëm
saktësi për të siguruar një zgjidhje të suksesshme, duke marrë parasysh shkencore përkatëse
parimet dhe ndikimet e mundshme mbi njerëzit dhe mjedisin natyror që mund të kufizojnë zgjidhjet e mundshme. - MS-ETS1-2. Vlerësoni zgjidhjet konkurruese të projektimit duke përdorur një proces sistematik për të
përcaktojnë se sa mirë i përmbushin kriteret dhe kufizimet e problemit. - MS-ETS1-3. Analizoni të dhënat nga testet për të përcaktuar ngjashmëritë dhe ndryshimet midis disa zgjidhjeve të dizajnit për të identifikuar karakteristikat më të mira të secilës që mund të kombinohen në një zgjidhje të re për të përmbushur më mirë kriteret e suksesit.
- MS-ETS1-4. Zhvilloni një model për të gjeneruar të dhëna për testimin dhe modifikimin përsëritës të një objekti, mjeti ose procesi të propozuar në mënyrë të tillë që të mund të arrihet një dizajn optimal.
Standardet për shkrim-leximin teknologjik - të gjitha moshat
- Kapitulli 8 - Atributet e Dizajnit
- Përkufizimet e Projektimit
- Kërkesat e Projektimit
- Kapitulli 9 - Projektimi Inxhinierik
- Procesi i Projektimit të Inxhinierisë
- Kreativiteti dhe marrja në konsideratë e të gjitha ideve
- Modele
- Kapitulli 10 - Roli i zgjidhjes së problemeve, kërkimit dhe zhvillimit, shpikjes dhe eksperimentimit në zgjidhjen e problemeve
- Troubleshooting
- Shpikja dhe inovacioni
- eksperimentimi
- Kapitulli 11 - Zbatoni Procesin e Projektimit
- Mbledh informacione
- Vizualizoni një zgjidhje
- Testoni dhe vlerësoni zgjidhjet
- Përmirësoni një dizajn
- Kapitulli 16 - Teknologjitë e Energjisë dhe Energjisë
- Energjia vjen në forma të ndryshme
- Mjetet, makineritë, produktet dhe sistemet
qarqeve
Një qark është një lak përmes të cilit rrjedh energjia elektrike. Një qark fillon në një burim energjie, siç është bateria, dhe rrjedh nëpër tela dhe komponentë elektrikë (të tillë si dritat, motorët, etj.). Ekzistojnë dy lloje qarqesh - qarqe seri dhe qarqe paralele.
Qarqet e serive lejoni vetëm një rrugë që të rrjedhë energjia elektrike. Në një qark të serisë me LED, LED-të më larg nga burimi i energjisë do të duken më të zbehta, sepse disponohet më pak energji elektrike për t'i fuqizuar ato. Nëse një LED do të digjej ose do të hiqej në një qark të serisë, të gjitha dritat pas tij do të fiken gjithashtu, sepse rruga e vetme për dritat e mbetura do të shkëputet.
Qarqet paralele lejojnë shtigje të shumta për rrjedhjen e energjisë elektrike. Në një qark paralel me LED, çdo LED ka energji elektrike që rrjedh direkt në të përgjatë rrugës së vet. Çdo LED mund të shkëlqejë shkëlqyeshëm pavarësisht se ku ndodhet, sepse energjia elektrike po arrin drejtpërdrejt çdo LED. Gjithashtu, në një qark paralel, nëse një dritë digjet ose hiqet, të tjerat do të vazhdojnë të shkëlqejnë.
Përçueshmëria dhe Izolimi
Materialet që përçojnë elektricitetin - duke lejuar që elektriciteti të rrjedhë nëpër to - quhen përçues. Materialet përcjellëse mund të përdoren për të krijuar qarqe. Kjo mund të nënkuptojë përdorimin e telit metalik ose gjërave më të pazakonta si frutat, patatet dhe madje edhe brumin. Në brumin përçues që do të përdorni, kripa në brumë ndihmon në lëvizjen e energjisë elektrike përmes tij duke u ndarë në jone Na+ dhe Cl-.
Materialet që nuk lejojnë që energjia elektrike të rrjedhë nëpër to quhen izolues. Izolimi matet në rezistencë. Sa më izolues të jetë një material, aq më shumë rezistencë ka. Brumi izolues me të cilin do të punoni është rezistent, që do të thotë se pak energji elektrike mund të rrjedhë nëpër të.
Izolatorët veprojnë si një mur ndaj energjisë elektrike. Energjia elektrike ose ndalet nga një izolant ose duhet të gjejë një mënyrë për ta shmangur. Meqenëse brumi izolues nuk përcjell elektricitet, ai mund të përdoret për të ndarë brumin përçues dhe për të detyruar elektricitetin të rrjedhë nëpër komponentë të tjerë elektrikë, si LED dhe motorë.
Rezistenca është gjithashtu e rëndësishme për të ndihmuar në ngadalësimin e rrjedhës së energjisë elektrike në një komponent të caktuar. Për shembull, brumi përçues lejon që elektriciteti të rrjedhë përmes tij, por gjithashtu ofron njëfarë rezistencë. Kjo ndihmon për të ngadalësuar rrjedhën e energjisë elektrike nga paketa e baterisë në LED. Nëse LED do të lidhej drejtpërdrejt me paketën e baterisë, LED do të digjej.
Qark i shkurtër
Energjia elektrike merr gjithmonë rrugën e rezistencës më të vogël. Në vend që të rrjedhë ngadalë nëpër një material rezistent, energjia elektrike do të marrë një rrugë përmes diçkaje më përçuese, si një LED, motor, tela ose material tjetër më përçues. Kjo është mënyra se si materialet izoluese mund të përdoren për të bërë që elektriciteti të ndryshojë rrjedhën dhe të lëvizë nëpër komponentët nëpër të cilët dëshironi të rrjedhë.
Nëse ka një shteg rreth një komponenti elektrik, siç është një LED, që ofron më pak rezistencë, energjia elektrike do të anashkalojë LED-in, duke marrë rrugën e rezistencës më të vogël. Ky quhet qark i shkurtër. Kjo është arsyeja pse një LED i futur në një pjesë të vetme të brumit përçues ose në dy pjesë brumi përçues që më pas prekin njëra-tjetrën, LED nuk do të ndizet.
Polarizimit
Rryma elektrike rrjedh nga poli pozitiv i një burimi energjie në polin negativ. Drejtimi i rrjedhës së rrymës në një qark quhet polaritet. Në këtë aktivitet, teli i kuq nga paketa e baterisë është poli pozitiv dhe teli i zi është poli negativ. Disa komponentë elektronikë kanë gjithashtu një anë pozitive dhe negative dhe duhet të jenë të lidhura në drejtimin e duhur në mënyrë që të funksionojnë. LED-et me të cilat do të punoni secila kanë dy priza, një të shkurtër dhe një të gjatë. Plumbi më i gjatë shkon në anën pozitive dhe plumbi më i shkurtër shkon në anën negative. Nëse LED është ngjitur në drejtimin e gabuar, nuk do të ndizet derisa të jetë kthyer. Motorët do të funksionojnë kur bashkohen në të dy drejtimet. Sidoqoftë, drejtimi në të cilin rrjedh energjia elektrike do të përcaktojë drejtimin e rrotullimit të boshtit të motorit.
Në këtë aktivitet, ju do të ndërtoni krijime nga brumi, ashtu si keni bërë kur keni qenë më të rinj. Vetëm këto krijime mund të përcjellin energjinë elektrike, duke ju lejuar të krijoni qarqe dhe të shtoni veçori të tilla si dritat, motorët dhe më shumë. Do të punoni me dy lloje brumi. Një brumë (me ngjyrë) është përçues dhe do të lejojë që elektriciteti të rrjedhë nëpër të. Tjetri (i bardhë) është izolues dhe nuk lejon që rryma të kalojë nëpër të. Ju do të filloni duke eksploruar dy llojet e brumit dhe mënyrën se si ato punojnë së bashku për të krijuar qarqe. Pastaj, mund të argëtoheni duke u bërë krijues.
Praktikoni qarqet/Të njiheni me brumin tuaj
- Filloni me një top të brumit përçues. Futni telat e paketës së baterisë në anët e kundërta të brumit. Fusni një LED në brumë. Cfare ndodh?
- Më pas, ndajeni brumin përçues në dy pjesë. Fusni një tel të paketës së baterisë në njërën pjesë të brumit dhe tjetrin në pjesën tjetër të brumit. Tani futni LED-in me një plumb në njërën pjesë të brumit dhe plumbin tjetër në pjesën e dytë të brumit. Cfare ndodh?
- Më pas, hiqni LED-in dhe rrotullojeni, më pas futeni përsëri në dy pjesët e brumit me plumbat në drejtim të kundërt nga sa ishin më parë. Cfare ndodh? Pse mendoni se ndodhi?
- Me LED në pozicionin e ndezur, prekni dy pjesët e brumit së bashku. Cfare ndodh? Pse mendoni se ndodhi?
- Më pas, shtoni një copë brumi izolues në mes të dy pjesëve të brumit përçues dhe bashkojini ato në mënyrë që të preken. Me LED që mbulon brumin izolues, të futur në dy seksionet e brumit përçues, ju keni një objekt të fortë. Megjithatë, LED po ndizet, sepse nuk ka qark të shkurtër. Meqenëse brumi izolues nuk lejon që elektriciteti të rrjedhë përmes tij, energjia elektrike kalon përmes LED-it, duke e ndezur atë.
- Përdorni brumin përçues dhe izolues për të krijuar një qark të serisë me dy ose më shumë LED. Çfarë vini re te dritat? Pse mendoni se është kështu?
- Përdorni brumin përçues dhe izolues për të krijuar një qark paralel me tre LED. Çfarë vini re te dritat? Si ndryshojnë nga dritat në qarkun e serisë? Pse mendoni se është kështu?
Bëhuni krijues
Tani që e kuptoni se si të përdorni dy llojet e brumit për të fuqizuar një LED dhe për të drejtuar një motor, provoni të ndërtoni diçka krijuese. Ju mund të përdorni LED, motorë, sinjalizues, tifozë ose çdo material tjetër që mësuesi juaj ka ofruar. Ju mund të bëni një kafshë me sy të ndezur, një helikopter me një helikë rrotulluese ose çdo gjë tjetër që mund të imagjinoni. Pasi të keni mbaruar, ndajeni krijimin tuaj me pjesën tjetër të klasës dhe shikoni se çfarë keni menduar shokët e klasës. Këtu janë disa krijime që kanë bërë studentë të tjerë:
Falë Matt Francis, Ph.D., Kryetari i Zonës Lindore IEEE, Rajoni 5 për ndarjen.
Përkthimi i Planit të Mësimit