Направите сијалицу са батеријама

Спонзорисана лекција од ИЕЕЕ РЕАЦХ. ИЕЕЕ РЕАЦХ нуди све на једном месту бесплатних ресурса који оживљавају историју технологије и инжењеринга у учионици.

Када сте последњи пут живели без електричног светла? Можда је грмљавина, ураган или мећава изазвали нестанак струје у вашем крају. Многи од нас се осећају толико непријатно без струје да држимо при руци генераторе на бензин како би минимизирали ефекте тако неочекиваног губитка струје. Ипак, пре само 150 година, већина света је живела својим нормалним животом без струје и поуздане светлости коју она снабдева. Сто година пре тога, а „нормалан“ живот је био скоро оно што је био можда 5000 година – само ватра (бакља, свећа, итд.) да осветли ноћ. Сада имамо електрично осветљење скоро свуда где идемо, а уз ову активност моћи ћете да креирате своје.

  • Сазнајте више о електротехници
  • Направите сијалицу
  • Сазнајте више о историји сијалице и њеном проналазачу

Старосни нивои: 11-18
Време: 1 сат или мање
Јединица за упит/план лекције, Активност ПДФ

Обавештење о безбедности: Ова практична активност је дизајнирана само за употребу у учионици, уз надзор наставника, јер ова практична активност, када се реплицира како је описано, генерише електрично коло и створиће пламен испод стакла. (Имајте на уму да ИЕЕЕ неће бити одговоран за било какве повреде или штету у вези са коришћењем ових планова часова или било које активности описане овде.)

Материјали за израду (за сваки тим)

  • Заштитне наочаре
  • Заштитне рукавице
  • Стаклена тегла
  • Картонска цев за папирне пешкире или цев за тоалет папир
  • Или 2 дугачке жице са алигаторским копчама, или 4 кратке спојене заједно да би се направиле две дугачке жице. (Доступно у продавницама Амазон, Хоме Депот, Лоевс, Валмарт и Ауто, итд.)
  • 8 Д батерија (великих) (свака Д батерија је 1.5 В, повезивањем ће се добити 12 В)
  • Оловка за оловку (користите 0.5 мм) (ово се лако ломи, па ћете можда желети да имате више од једног при руци)
  • Електро трака
  • Маказе

Едисонов комплетан систем
Кључни аспект Едисоновог успеха потиче од његовог предвиђања да створи истраживачку лабораторију. Он је први проналазач који је развио такву лабораторију за инвентивни рад. Финансирање компаније Едисон Елецтриц Лигхт Цомпани омогућава Едисону да прошири своју радњу, од додавања веће машинске радње и проширења његових електричних и хемијских лабораторија до повећања броја запослених и развоја електричне станице, Едисон ствара комплетан систем ужареног светла који фасцинира свет.

 

Левис Ховард Латимер
Ретко се прича прича о Луису Хауарду Латимеру, али његово име би требало да буде синоним за историју електричног светла. Самоуки син одбеглих робова, Латимерова каријера се протеже од примерне службе за Унију у грађанском рату до израде патента за телефон Александра Грејема Бела, до рада за чувеног проналазача Хирама Максима. Поред тога, путује светом постављајући неке од првих електричних расветних објеката и завршава радећи за компанију Томаса Алве Едисона, где постаје једини Афроамериканац „Едисон Пионир“.

https://reach.ieee.org/multimedia/lewis-howard-latimer/

Патент Тхомаса А. Едисона за “Фиттинг анд Фиктуре фор Елецтриц Лампс”. Патентирано 18. октобра 1881.

https://reach.ieee.org/primary-sources/thomas-alva-edison-patent/

Фотографија електричне лампе која се осветљава проласком струје кроз тело Марка Твена.

https://reach.ieee.org/primary-sources/mark-twain-in-nikola-teslas-lab/ 

Промотивна литература за Вестингхоусе Елецтриц Цо.

https://reach.ieee.org/primary-sources/light-through-the-ages/ 

„Луис Хауард Латимер (1848-1928) ... похађао је само основну школу, а остатак свог образовања је био самоук... Имао је фантастичан апетит за читање, цртање и учење уопште. Године 1880. ангажовао га је Херман Максим, главни инжењер и електричар компаније за осветљење Сједињених Држава, који је био веома импресиониран Латимеровим талентима као цртача. Латимер је искористио ову прилику да сазна више о електричној индустрији.

https://reach.ieee.org/primary-sources/inventor-lewis-latimer-biography-and-patent/ 

Артефакти који дају увид у оно што је коришћено за осветљење у античкој ери.

https://reach.ieee.org/primary-sources/illumination-during-the-ancient-era/

Дизајн изазов

Од наведених материјала тимови ученика ће конструисати импровизовану сијалицу. Погледајте демонстрациони видео испод да бисте видели пример.

https://reach.ieee.org/multimedia/how-to-make-a-light-bulb-with-cardboard-and-pencil-lead/

  1. Залепите батерије заједно, у линију, електричном траком. Почните са пет батерија и полако их додајте док не засветле. Уверите се да сви позитивни крајеви батерије додирују негативне крајеве батерије пре него што их залепите, и да остану у додиру када се сви залепе.Обавештење о безбедности: Ова практична активност је дизајнирана само за употребу у учионици, уз надзор наставника, јер ова практична активност, када се реплицира како је описано, генерише електрично коло и створиће пламен испод стакла.
  2. Исеците картонску цев тако да буде довољно кратка да стане у стаклену теглу када се стаклена тегла стави преко ње; у исто време, уверите се да је картонска цев довољно висока да достигне пола пута до врха тегле.
  3. Залепите један крај прве алигаторске жице за врх исеченог картона, тако да сама алигаторска копча буде постављена изнад картонске цеви и тако да дно алигаторске копче буде безбедно залепљено за картонску цев. Будите сигурни да можете стиснути алигатора тако да се отвори.
  4. Залепите другу алигаторску жицу за картонску цев на исти начин као горе, тако да сама алигаторска копча буде скоро насупрот копче алигатора која је већ залепљена за цев. Напомена: Оловка оловке ће бити смештена и причвршћена између две алигаторске копче које су залепљене за картон на врху, тако да се уверите да је ширина између копчи довољно близу да то може да се уради.
  5. Поставите картонску цев тако да залепљене алигаторске копче буду окренуте нагоре.
  6. Узмите једну оловку и закачите је за сваку од алигаторских копчи које су залепљене на врх картонске цеви. Уверите се да је оловка безбедна и да се не ломи. Ако се поквари, уклоните сломљену оловку из алигаторске копче и покушајте поново са новом оловком.
  7. Поставите картонску цев горе, са оловком у алигаторским копчама на врху и жицама које се протежу са сваке стране. Ставите стаклену теглу преко картонске цеви тако да дно стаклене посуде буде преко и прекријте картонску цев са оловком која је између и причвршћена за алигаторске копче.
  8. Угаси светла.
  9. Ставите заштитне рукавице јер се копче од алигатора могу веома загрејати током овог корака. Узмите алигаторске копче на другом крају жица и истовремено повежите једну алигаторску копчу са отвореним позитивним крајем батерије на повезаним батеријама, а затим повежите алигатор копчу друге жице и повежите је са отвореним негативним крајем батерије прикључене батерије. Опет, повежите их у исто време. Упалиће се!

Рефлексија ученика

  1. Какав је био живот пре електричног осветљења?
  2. Који су проналасци и иновације допринели развоју светла са жарном нити?
  3. Који су изазови били повезани са масовном испоруком електричне расвете?
  4. Како се електрично осветљење користи да промени свет у коме живимо?

Модификација времена

Лекција се може изводити за само 1 час за старије ученике. Међутим, да бисте ученицима помогли да се осећају пожуривано и да би им осигурали успех (посебно за млађе ученике), поделите наставу на два периода дајући ученицима више времена за мозгање, тестирање идеја и дораду њиховог дизајна. Спроведите тестирање и извештавање у наредном периоду наставе.

Иако је електрична енергија изазвала узбуђење, и иако су електричне компаније напорно радиле да би стекле домаће тржиште за струју, њена употреба се полако ширила, сугерирајући отпор потрошача повезан са трошковима, доступношћу и алтернативама. Струја је прво ушла у домове као батерије за противпожарне и протупровалне аларме; а потенцијални купци су сазнали да електрична светла неће угушити људе нити запалити кућу отвореним пламеном.

Почетком двадесетог века, електрична енергија је играла све већу и сложенију улогу у свакодневном животу у западном друштву пошто су потрошачи постепено постајали све зависнији од ње као извора енергије за светлост, топлоту и струју. Уочи Другог светског рата скоро 80 ​​одсто стамбених станова у Сједињеним Државама имало је струју као примарни облик осветљења. Међутим, више од 20 процената је наставило да се ослања на керозинско или бензинско осветљење, а скоро један проценат и даље користи гасно осветљење. Јаз између оних који користе електрично осветљење у урбаној и руралној Америци био је много већи. Према америчком попису из 1940. године, скоро сви становници урбаних заједница и градских округа имали су електрично осветљење у својим домовима, а сеоски-непољопривредни станови су се кретали око националног просека. Међутим, скоро две трећине сеоских фарми и даље се ослањају на керозин или бензинско осветљење. Заиста, усвајање нове технологије ретко је линеаран и комплетан процес, али је све више и више људи навикло да види и користи електричну енергију средином века. Међутим, у првој деценији двадесетог века, у зависности од локације, изградње, доступности и личних финансија, у употреби се могао наћи широк избор извора осветљења, укључујући: свеће; керозин; бензин; угаљ или водени гас; ужарени угаљ или водени гас са мантијама; електрично лучно светло; електрично светло са жарном нити; и осветљење на гас ацетилена.

Данас, развијени свет, и донекле свет у развоју, зависе од електричне енергије за многе дневне погодности као што је грејање домова; прављење јутарњих напитака; расхладна храна; напајање рачунара; осветљење станова, канцеларија, рекреативних простора и улица; и управљање семафорима људи понекад игноришу. Ова зависност се препознаје када је електрична услуга поремећена јер небодери постају нефункционални, градови скоро застају, а урбани центри понекад избијају, што резултира инцидентима грађанских немира и пљачке који се емитују у вечерњим вестима. Када се нестане струје, људи се такође брину о одлеђивању фрижидера и одржавању светлости, топлоте, климатизације и воде у својим домовима и предузећима.

Ова јединица истражује везе између проналаска, комерцијализације и усвајања електричног осветљења, као и алтернативних облика вештачког осветљења крајем деветнаестог и почетком двадесетог века.

Наставници се подстичу да користе следеће напомене док се припремају за ову јединицу и консултују додатне ресурсе наведене на крају овог документа за више информација.

Електрично светло и снага заувек су променили свет у коме живимо. Са двадесет девет година, Томас Алва Едисон гради своју лабораторију у Менло Парку где почиње да се фокусира на лампу са жарном нити и електрични систем који јој напаја струју. Од гасног осветљења и лучног осветљења до светла са жарном нити, прича укратко објашњава Едисонову важну улогу у решавању проблема ужареног светла. Постао је познат као „Чаробњак из Менло Парка“ због свог рада на фонографу и убрзо након тога игра важну улогу у развоју електричног светла.

https://reach.ieee.org/multimedia/edison-wizard-of-menlo-park/

Илустрација тестирања прве лампе са жарном нити у Едисоновој лабораторији.

https://reach.ieee.org/primary-sources/testing-incandescent-lamp-menlo-park/

Превод плана лекције

Учитавање студентских потврда о завршеном студију