Bột điện
Bài học được tài trợ bởi KEYSIGHT Technologies

Trong bài học này, học sinh sẽ tìm hiểu về điện và mạch điện bằng cách sử dụng bột dẫn điện và cách điện để xây dựng các sáng tạo về điện. Hoạt động này dựa trên công trình của Tiến sĩ AnnMarie Thomas và nhóm của bà tại Đại học St. Thomas.

  • Các khái niệm cơ bản về điện và mạch điện.
  • Các khái niệm về cách điện và dẫn điện.
  • Cách xây dựng mạch và cách xảy ra ngắn mạch.

Độ tuổi: 8 - 14

Tổng quan về kế hoạch bài học

Vật liệu cần thiết

  • Bột dẫn (xem công thức bên dưới)
  • Bột nhào không dẫn điện / cách điện (xem công thức bên dưới)
  • Pin AA
  • Bộ pin có thiết bị đầu cuối
  • Đèn LED (khuyến nghị kích thước 10mm)
  • Dây với kẹp cá sấu

Vật liệu tùy chọn (Bảng khả năng)

  • Động cơ điện DC mini
  • Quạt, bộ rung và các thành phần khác

Công thức bột dẫn

Thành phần:

  • 1 chén Water
  • 1/1 cốc bột mì
  • 1 cup4 cốc muối
  • 3 muỗng canh. kem tartar
  • 1 muỗng canh. dầu thực vật
  • Màu thực phẩm
  1. Trộn nước với 1 chén bột mì, muối, cream of tartar, dầu thực vật và màu thực phẩm trong một chiếc nồi cỡ vừa.
  2. Nấu hỗn hợp trên lửa vừa trong khi khuấy liên tục.
  3. Tiếp tục khuấy cho đến khi hỗn hợp tạo thành một quả bóng ở giữa nồi.
  4. Đặt quả bóng lên một bề mặt được tráng nhẹ. Bột sẽ rất nóng. Để nguội trong vài phút trước khi xử lý.
  5. Nhào 1/2 chén bột còn lại vào quả bóng cho đến khi đạt độ sệt mong muốn.
  6. Bảo quản bột trong hộp kín.

Công thức bột nhào không dẫn điện / cách điện

Thành phần:

  • 1/1 cốc bột mì
  • 1⁄2 cốc đường
  • 3 muỗng canh. dầu thực vật
  • 1⁄2 cốc nước (tốt nhất đã khử ion hoặc chưng cất, nhưng có thể sử dụng nước máy)
  1. Trộn 1 chén bột mì, đường và dầu vào tô.
  2. Khuấy một lượng nhỏ nước. Tiếp tục cho nước vào và khuấy đều cho đến khi nước ngấm gần hết.
  3. Khi hỗn hợp đã có độ sệt của các cục nhỏ, tách rời nhau, dùng tay nhào hỗn hợp cho đến khi tạo thành một cục duy nhất.
  4. Thêm nước vào bột và tiếp tục nhào cho đến khi có một kết cấu bột dẻo và dính.
  5. Thêm một ít bột mì còn lại và nhào vào bột cho đến khi đạt được kết cấu mong muốn.
  6. Bảo quản bột trong hộp kín.

Vật liệu

  • Sử dụng các vật phẩm từ bộ xây dựng

Quy trình xét duyệt

  1. Bắt đầu với một quả bóng của bột dẫn điện. Luồn dây pin vào các mặt đối diện của miếng bột. Chèn một đèn LED vào bột. Xem những gì xảy ra.
  2. Tiếp theo, tách khối bột dẫn điện thành hai phần. Cắm một dây gói pin vào miếng bột này và dây kia vào miếng bột kia. Bây giờ, chèn đèn LED với một đầu chì vào một miếng bột và một viên chì còn lại vào miếng bột thứ hai. Xem những gì xảy ra.
  3. Tiếp theo, tháo đèn LED và xoay nó lại, với các dây dẫn theo hướng ngược lại. Xem những gì xảy ra. Tài liệu tại sao bạn nghĩ điều này xảy ra.
  4. Với đèn LED ở vị trí sáng, chạm hai miếng bột vào nhau. Xem những gì xảy ra. Tài liệu tại sao bạn nghĩ điều này xảy ra.
  5. Thêm một miếng bột cách điện vào giữa hai miếng bột dẫn điện và gắn chúng sao cho chúng chạm nhau. Với đèn LED phân dải bột cách điện và chèn vào hai phần bột dẫn điện. Đèn LED có sáng không?
  6. Sử dụng bột dẫn điện và cách điện để tạo ra một mạch nối tiếp với hai hoặc nhiều đèn LED. Bạn nhận thấy gì về đèn? Ghi lại lý do tại sao bạn nghĩ rằng điều này đã xảy ra.
  7. Sử dụng bột dẫn điện và cách điện để tạo thành một mạch song song với ba đèn LED. Bạn nhận thấy gì về đèn? Chúng khác với các đèn trong đoạn mạch nối tiếp như thế nào? Ghi lại lý do tại sao bạn nghĩ rằng điều này đã xảy ra.

Bài nói chuyện TED: AnnMarie Thomas

Nguồn: Kênh YouTube TED

Tác phẩm điêu khắc mạch Squishy của AnnMarie Thomas

Nguồn: Kênh YouTube của Đại học St. Thomas

Thử thách thiết kế

Bạn là một kỹ sư làm việc để thiết kế và xây dựng các tác phẩm dẫn điện từ bột.

Tiêu chuẩn

  • Phải sử dụng hai loại bột (dẫn điện và không dẫn điện)
    để cấp nguồn cho (các) đèn LED.

Những ràng buộc

Hoàn thành tác phẩm điêu khắc của bạn trong thời gian nhất định.

  1. Chia lớp thành đội 2 người.
  2. Phát bảng tính Bột nhào điện và công thức làm bột nhào dẫn điện và không dẫn điện.
  3. Thảo luận về các chủ đề trong Phần Khái niệm Cơ bản.
  4. Xem lại Quy trình Thiết kế Kỹ thuật, Thử thách Thiết kế, Tiêu chí, Ràng buộc và Vật liệu. Nếu thời gian cho phép, hãy xem lại “Các ứng dụng trong thế giới thực” trước khi tiến hành thử thách thiết kế.
  5. Trước khi hướng dẫn học sinh bắt đầu động não và phác thảo thiết kế của họ, hãy yêu cầu họ xem xét những điều sau
    ● Cách hoạt động của mạch nối tiếp và mạch song song
    ● Sự khác biệt giữa vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện
    ● Ngắn mạch là gì?
    ● Phân cực là gì?
  6. Cung cấp cho mỗi đội tài liệu của họ.
  7. Giải thích rằng học sinh phải làm bột nhào dẫn điện và không dẫn điện (cách điện). Họ sẽ kiểm tra bột bằng cách tạo các mạch điện khác nhau bằng đèn LED.
  8. Thông báo lượng thời gian họ có để thiết kế và xây dựng (khuyến nghị 1 giờ).
  9. Sử dụng bộ hẹn giờ hoặc đồng hồ bấm giờ trực tuyến (tính năng đếm ngược) để đảm bảo bạn luôn đúng giờ. (www.online-stopwatch.com/full-screen-stopwatch). Cho học sinh “kiểm tra thời gian” thường xuyên để chúng tiếp tục làm việc. Nếu họ đang gặp khó khăn, hãy đặt những câu hỏi giúp họ tìm ra giải pháp nhanh hơn.
  10. Các đội làm bột của họ.
  11. Thử bột bằng cách sử dụng các bước thử nghiệm trong Phần Quy trình và Vật liệu Thử nghiệm.
  12. Các nhóm phải ghi lại kết quả của mỗi bước thử nghiệm.
  13. Trong lớp, thảo luận về các câu hỏi phản ánh của học sinh.

Biến thể

Sử dụng đèn LED, động cơ, còi, quạt hoặc bất kỳ vật liệu nào khác để thỏa sức sáng tạo!

mạch

Vòng lặp mà dòng điện chạy qua được gọi là mạch. Một mạch bắt đầu từ nguồn điện, chẳng hạn như pin, và chảy qua dây dẫn và các thành phần điện (chẳng hạn như đèn, động cơ, v.v.). Có hai loại mạch - mạch nối tiếp và mạch song song.

robin-hegg-2019

Mạch dòng

Các mạch nối tiếp chỉ cho phép một đường cho dòng điện chạy qua. Trong một mạch nối tiếp có đèn LED, các đèn LED ở xa nguồn điện hơn sẽ mờ hơn, vì có ít điện hơn để cung cấp năng lượng cho chúng. Nếu một đèn LED bị cháy hoặc bị loại bỏ trong một mạch nối tiếp, tất cả các đèn sau nó cũng sẽ tắt, vì một đường dẫn đến các đèn còn lại sẽ bị ngắt kết nối.

Mạch song song

Các mạch song song cho phép nhiều đường dẫn điện chạy qua. Trong một mạch song song với các đèn LED, mỗi đèn LED có dòng điện chạy trực tiếp đến nó theo con đường riêng của nó. Mỗi đèn LED có thể chiếu sáng bất kể
nó ở đâu, bởi vì điện trực tiếp đến từng đèn LED. Ngoài ra, trong mạch song song, nếu một đèn bị cháy hết hoặc bị loại bỏ thì các đèn còn lại sẽ tiếp tục sáng.

Vật liệu dẫn điện và cách điện

Vật liệu dẫn điện: cho phép dòng điện chạy qua chúng. Bạn có thể nghĩ về một số vật liệu dẫn điện?

Vật liệu cách điện: không cho phép dòng điện chạy qua chúng. Bạn có thể nghĩ về một số vật liệu cách nhiệt? Cách điện được đo bằng điện trở. Vật liệu càng cách điện thì càng có nhiều lực cản. Bột cách điện bạn sẽ làm việc có điện trở, nghĩa là có thể có ít điện chạy qua nó. Chất cách điện hoạt động như một bức tường ngăn dòng điện.

Short Circuit

robin-hegg-2019

Ngắn mạch xảy ra khi các dây không được cho là tiếp xúc với nhau chạm vào nhau. Đây là lý do tại sao đèn LED sẽ không sáng khi nó được đưa vào một miếng bột dẫn điện hoặc vào
hai miếng bột dẫn điện rồi chạm vào nhau.

Polarity

Chiều của dòng điện trong mạch được gọi là cực. Trong hoạt động này, dây màu đỏ từ bộ pin là cực dương và dây màu đen là cực âm. Một số linh kiện điện tử cũng có mặt tích cực và tiêu cực và phải được gắn vào đúng hướng để hoạt động.

Mỗi đèn LED trong hoạt động này có hai dây dẫn, một dây ngắn và một dây dẫn dài. Dây dẫn dài hơn đi về phía dương và dây dẫn ngắn hơn về phía tiêu cực.

Phản ánh của học sinh (sổ ghi chép kỹ thuật)

  1. Dòng điện luôn có điện trở nhỏ nhất. Trong bước 1, bạn nghĩ tại sao đèn LED không sáng khi được lắp vào một miếng bột dẫn điện? Ở bước 4, bạn nghĩ tại sao đèn LED lại tắt khi hai miếng bột dẫn điện chạm vào nhau?
  2. Bột dẫn điện được làm bằng nước, bột mì, muối, cream of tartar và dầu thực vật. Bột cách nhiệt được làm từ nước, bột mì, đường và dầu thực vật. Bạn nghĩ điều gì làm cho một khối bột dẫn điện còn khối kia thì không?
  3. Bạn nghĩ những vật liệu nào khác dẫn điện?
  4. Bạn nghĩ vật liệu cách nhiệt nào khác?

Sửa đổi thời gian

Bài học có thể được thực hiện trong ít nhất 1 tiết học cho học sinh lớn hơn. Tuy nhiên, để giúp học sinh không cảm thấy vội vàng và đảm bảo sự thành công của học sinh (đặc biệt là đối với học sinh nhỏ tuổi), hãy chia bài học thành hai giai đoạn để học sinh có thêm thời gian suy nghĩ, kiểm tra ý tưởng và hoàn thiện thiết kế của mình. Tiến hành kiểm tra và phỏng vấn trong tiết học tiếp theo.

mạch

Mạch là một mạch vòng mà dòng điện chạy qua. Một mạch bắt đầu từ nguồn điện, chẳng hạn như pin, và chảy qua dây dẫn và các thành phần điện (chẳng hạn như đèn, động cơ, v.v.). Có hai loại mạch — mạch nối tiếp và mạch song song.

Mạch loạt chỉ cho một đường cho dòng điện chạy qua. Trong mạch nối tiếp có đèn LED, các đèn LED ở xa nguồn điện hơn sẽ mờ hơn, vì có ít điện hơn để cung cấp năng lượng cho chúng. Nếu một đèn LED bị cháy hoặc bị loại bỏ trong một mạch nối tiếp, tất cả các đèn sau nó cũng sẽ tắt, vì một đường dẫn đến các đèn còn lại sẽ bị ngắt kết nối. 

robin-hegg-2019 (2)

Mạch song song cho phép nhiều con đường cho dòng điện chạy qua. Trong một mạch song song với các đèn LED, mỗi đèn LED có dòng điện chạy trực tiếp đến nó theo con đường riêng của nó. Mỗi đèn LED có thể tỏa sáng rực rỡ cho dù nó ở đâu, bởi vì điện trực tiếp đến từng đèn LED. Ngoài ra, trong mạch song song, nếu một đèn bị cháy hết hoặc bị loại bỏ thì các đèn còn lại sẽ tiếp tục sáng.

Độ dẫn điện và cách điện

Vật liệu dẫn điện — cho phép dòng điện chạy qua chúng — được gọi là vật dẫn điện. Vật liệu dẫn điện

als có thể được sử dụng để tạo mạch. Điều đó có thể có nghĩa là sử dụng dây kim loại hoặc những thứ khác thường hơn như trái cây, khoai tây và thậm chí là bột nhào. Trong bột dẫn điện mà bạn sẽ sử dụng, muối trong bột giúp di chuyển dòng điện qua nó bằng cách phân ly thành các ion Na + và Cl-.

Vật liệu không cho dòng điện chạy qua được gọi là vật liệu cách điện. Cách điện được đo bằng điện trở. Vật liệu càng cách điện thì càng có nhiều lực cản. Bột cách điện bạn sẽ làm việc có điện trở, nghĩa là có thể có ít điện chạy qua nó.

Chất cách điện hoạt động như một bức tường thành với điện. Điện hoặc bị chặn bởi một chất cách điện hoặc phải tìm một cách xung quanh nó. Vì bột cách điện không dẫn điện, nó có thể được sử dụng để tách bột dẫn điện và buộc dòng điện chạy qua các thành phần điện khác, chẳng hạn như đèn LED và động cơ.

Điện trở cũng rất quan trọng trong việc giúp làm chậm dòng điện đến một bộ phận nhất định. Fo

robin-hegg-2019 (3)

Ví dụ, bột dẫn điện cho phép dòng điện chạy qua nó, nhưng cũng cung cấp một số điện trở. Điều này giúp làm chậm dòng điện từ bộ pin đến đèn LED. Nếu đèn LED được kết nối trực tiếp với bộ pin, đèn LED sẽ bị cháy.

Short Circuit

Dòng điện luôn có điện trở nhỏ nhất. Thay vì từ từ chảy qua một vật liệu kháng, điện sẽ đi qua một thứ gì đó dẫn điện hơn, như đèn LED, động cơ, dây điện hoặc vật liệu dẫn điện khác. Đây là cách vật liệu cách điện có thể được sử dụng để làm cho dòng điện thay đổi và di chuyển qua các thành phần mà bạn muốn nó chạy qua.

Nếu có một đường dẫn xung quanh một thành phần điện, chẳng hạn như đèn LED, cung cấp điện trở ít hơn, thì điện sẽ đi qua đèn LED, lấy đường dẫn có điện trở ít nhất. Đây được gọi là ngắn mạch. Đây là lý do tại sao đèn LED được chèn vào một miếng bột dẫn điện hoặc

  • Conductor: Vật liệu cho phép dòng điện chạy qua nó.
  • insulator: Vật liệu không cho dòng điện chạy qua nó.
  • Sức đề kháng: Độ cách điện được đo bằng điện trở. Vật liệu càng cách điện thì càng có nhiều lực cản.
  • Circuit: Vòng lặp mà dòng điện chạy qua. Một mạch bắt đầu từ nguồn điện, chẳng hạn như pin, và chảy qua dây dẫn và các thành phần điện (chẳng hạn như đèn, động cơ, v.v.).
  • Mạch dòng: Cho phép một đường cho dòng điện chạy qua.
  • Mạch song song: Cho phép nhiều đường dẫn điện chạy qua.
  • Short Circuit: Khi các dây không được cho là tiếp xúc với nhau chạm vào nhau.

Kết nối mạng

Đề Nghị Đọc

  • Điện tử cho trẻ em: Chơi với mạch đơn giản và thử nghiệm với điện! (ISBN: 978-1593277253)
  • Hướng dẫn cho người mới bắt đầu về mạch: Chín dự án đơn giản với đèn, âm thanh và hơn thế nữa! (ISBN: 978-1593279042)
  • Xây dựng mạch Squishy (ISBN: 978-1634727235)
  • Cuốn sách lớn về dự án Makerspace: Truyền cảm hứng cho các nhà sáng tạo để thử nghiệm, sáng tạo và học hỏi (ISBN: 978-1259644252)

Hoạt động viết

Trong hoạt động này, bạn sẽ xây dựng các vật thể bằng vật liệu có thể dẫn điện. Điều này sẽ cho phép bạn thêm đèn, động cơ, quạt và các yếu tố điện khác vào tác phẩm của mình. Chris Tuấn, một kỹ sư dân dụng tại Đại học Nebraska, Lincoln đã phát triển một công thức chế tạo bê tông dẫn điện có thể được sử dụng để làm đường và vỉa hè có thể làm tan băng và tuyết. Nếu bạn có thể xây dựng một tòa nhà bằng vật liệu dẫn điện, bạn sẽ sử dụng các đặc tính điện của nó như thế nào?

Sắp xếp theo khung chương trình giảng dạy

Lưu ý: Tất cả các giáo án trong loạt bài này đều tuân theo Tiêu chuẩn Khoa học Máy tính K-12 của Hiệp hội Giáo viên Khoa học Máy tính, Tiêu chuẩn Tiểu bang Cốt lõi Chung của Hoa Kỳ về Toán học, và nếu có thể áp dụng cho các Nguyên tắc và Tiêu chuẩn của Hội đồng Giáo viên Toán học Quốc gia dành cho Trường học Toán học, Tiêu chuẩn của Hiệp hội Giáo dục Công nghệ Quốc tế về Khả năng Đọc hiểu Công nghệ và Tiêu chuẩn Giáo dục Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ do Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia đưa ra.

Tiêu chuẩn Khoa học Thế hệ Tiếp theo

Học sinh thể hiện sự hiểu biết có thể

  • 3-5-ETS1-1. Xác định một vấn đề thiết kế đơn giản phản ánh nhu cầu hoặc mong muốn bao gồm các tiêu chí cụ thể về thành công và các hạn chế về vật liệu, thời gian hoặc chi phí.
  • 3-5-ETS1-2. Tạo và so sánh nhiều giải pháp khả thi cho một vấn đề dựa trên khả năng đáp ứng các tiêu chí và ràng buộc của mỗi giải pháp.
  • 3-5-ETS1-3. Lập kế hoạch và thực hiện các thử nghiệm công bằng trong đó các biến được kiểm soát và các điểm không đạt được xem xét để xác định các khía cạnh của một mô hình hoặc nguyên mẫu có thể
    được cải thiện.
  • 4-PS3-2. Thực hiện các quan sát để cung cấp bằng chứng rằng năng lượng có thể được truyền từ nơi này sang nơi khác bằng âm thanh, ánh sáng, nhiệt và dòng điện
  • 4-PS3-4. Áp dụng các ý tưởng khoa học để thiết kế, thử nghiệm và tinh chỉnh một thiết bị có thể chuyển đổi
    năng lượng từ dạng này sang dạng khác.
  • MS-ETS1-1. Xác định các tiêu chí và ràng buộc của một vấn đề thiết kế với đầy đủ
    độ chính xác để đảm bảo một giải pháp thành công, có tính đến tính khoa học liên quan
    các nguyên tắc và các tác động tiềm tàng đến con người và môi trường tự nhiên có thể hạn chế các giải pháp khả thi.
  • MS-ETS1-2. Đánh giá các giải pháp thiết kế cạnh tranh bằng cách sử dụng một quy trình có hệ thống để
    xác định mức độ họ đáp ứng các tiêu chí và ràng buộc của vấn đề.
  • MS-ETS1-3. Phân tích dữ liệu từ các thử nghiệm để xác định điểm tương đồng và khác biệt giữa một số giải pháp thiết kế nhằm xác định các đặc điểm tốt nhất của từng giải pháp có thể được kết hợp thành một giải pháp mới để đáp ứng tốt hơn các tiêu chí thành công.
  • MS-ETS1-4. Phát triển một mô hình tạo dữ liệu để kiểm tra lặp đi lặp lại và sửa đổi đối tượng, công cụ hoặc quy trình được đề xuất sao cho có thể đạt được thiết kế tối ưu.

Tiêu chuẩn về Kiến thức Công nghệ - Mọi lứa tuổi

  • Chương 8 - Các thuộc tính của thiết kế
    • Định nghĩa về thiết kế
    • Yêu cầu của thiết kế
  • Chương 9 - Thiết kế kỹ thuật
    • Quy trình thiết kế kỹ thuật
    • Sáng tạo và xem xét tất cả các ý tưởng
    • mô hình
  • Chương 10 - Vai trò của gỡ rối, nghiên cứu và phát triển, phát minh và thử nghiệm trong giải quyết vấn đề
    • Xử lý sự cố
    • Phát minh và đổi mới
    • Thử nghiệm
  • Chương 11 - Áp dụng quy trình thiết kế
    • Thu thập thông tin
    • Hình dung một giải pháp
    • Kiểm tra và đánh giá các giải pháp
    • Cải thiện thiết kế
  • Chương 16 - Công nghệ năng lượng và điện
    • Năng lượng có nhiều dạng khác nhau
    • Công cụ, máy móc, sản phẩm và hệ thống

mạch

Mạch là một mạch vòng mà dòng điện chạy qua. Một mạch bắt đầu từ nguồn điện, chẳng hạn như pin, và chảy qua dây dẫn và các thành phần điện (chẳng hạn như đèn, động cơ, v.v.). Có hai loại mạch — mạch nối tiếp và mạch song song.

Mạch loạt chỉ cho một con đường cho dòng điện chạy qua. Trong mạch nối tiếp có đèn LED, các đèn LED ở xa nguồn điện hơn sẽ mờ hơn, vì có ít điện hơn để cung cấp năng lượng cho chúng. Nếu một đèn LED bị cháy hoặc bị loại bỏ trong một mạch nối tiếp, tất cả các đèn sau nó cũng sẽ tắt vì một đường dẫn đến các đèn còn lại sẽ bị ngắt kết nối.

robin-hegg-2019

 

Mạch song song cho phép nhiều con đường cho dòng điện chạy qua. Trong một mạch song song với các đèn LED, mỗi đèn LED có dòng điện chạy trực tiếp đến nó theo con đường riêng của nó. Mỗi đèn LED có thể tỏa sáng rực rỡ cho dù nó ở đâu, bởi vì dòng điện truyền trực tiếp đến từng đèn LED. Ngoài ra, trong mạch song song, nếu một đèn bị cháy hết hoặc bị loại bỏ, các đèn còn lại sẽ tiếp tục sáng.

robin-hegg-2019

 

Độ dẫn điện và cách điện

Vật liệu dẫn điện — cho phép dòng điện chạy qua chúng — được gọi là vật dẫn điện. Vật liệu dẫn điện có thể được sử dụng để tạo mạch. Điều đó có thể có nghĩa là sử dụng dây kim loại hoặc những thứ khác thường hơn như trái cây, khoai tây và thậm chí là bột nhào. Trong bột dẫn điện mà bạn sẽ sử dụng, muối trong bột giúp di chuyển dòng điện qua nó bằng cách phân ly thành các ion Na + và Cl-.

Vật liệu không cho phép dòng điện chạy qua chúng được gọi là vật liệu cách điện. Cách điện được đo bằng điện trở. Vật liệu càng cách điện thì càng có nhiều điện trở. Bột cách điện mà bạn sẽ làm việc có điện trở, nghĩa là có thể có rất ít điện chạy qua nó.

Chất cách điện hoạt động như một bức tường thành với điện. Điện hoặc bị chặn bởi một chất cách điện hoặc phải tìm một cách xung quanh nó. Vì bột cách điện không dẫn điện, nó có thể được sử dụng để tách bột dẫn điện và buộc dòng điện chạy qua các thành phần điện khác, chẳng hạn như đèn LED và động cơ.

Điện trở cũng rất quan trọng trong việc giúp làm chậm dòng điện đến một thành phần nhất định. Ví dụ, bột dẫn điện cho phép dòng điện chạy qua nó, nhưng cũng cung cấp một số điện trở. Điều này giúp làm chậm dòng điện từ bộ pin đến đèn LED. Nếu đèn LED được kết nối trực tiếp với bộ pin, đèn LED sẽ bị cháy.

Short Circuit

Dòng điện luôn có điện trở nhỏ nhất. Thay vì từ từ chảy qua một vật liệu kháng, điện sẽ đi qua một thứ gì đó dẫn điện hơn, như đèn LED, động cơ, dây điện hoặc vật liệu dẫn điện khác. Đây là cách vật liệu cách điện có thể được sử dụng để làm cho dòng điện thay đổi và di chuyển qua các thành phần mà bạn muốn nó chạy qua.

Nếu có một đường dẫn xung quanh một thành phần điện, chẳng hạn như đèn LED, cung cấp điện trở ít hơn, thì điện sẽ đi qua đèn LED, lấy đường dẫn có điện trở ít nhất. Đây được gọi là ngắn mạch. Đây là lý do tại sao một đèn LED được chèn vào một miếng bột dẫn điện hoặc vào hai miếng bột dẫn điện sau đó chạm vào nhau, đèn LED sẽ không sáng.

Polarity

Dòng điện chạy từ cực dương của nguồn năng lượng sang cực âm. Chiều của dòng điện trong mạch được gọi là cực. Trong hoạt động này, dây màu đỏ từ bộ pin là cực dương và dây màu đen là cực âm. Một số linh kiện điện tử cũng có mặt tích cực và tiêu cực và phải được gắn vào đúng hướng để hoạt động. Các đèn LED bạn sẽ làm việc với mỗi đèn có hai dây dẫn, một dây ngắn và một dây dẫn dài. Dây dẫn dài hơn đi về phía dương và dây dẫn ngắn hơn về phía tiêu cực. Nếu đèn LED được gắn sai hướng, nó sẽ không sáng cho đến khi nó được quay ngược lại. Động cơ sẽ hoạt động khi được gắn theo một trong hai hướng. Tuy nhiên, hướng dòng điện sẽ quyết định chiều quay của trục động cơ.

Trong hoạt động này, bạn sẽ xây dựng các tác phẩm từ bột nhào, giống như bạn đã làm khi còn trẻ. Chỉ những sáng tạo này mới có thể dẫn điện, cho phép bạn tạo mạch và thêm các tính năng như đèn, động cơ, v.v. Bạn sẽ làm việc với hai loại bột. Một khối bột (có màu) dẫn điện và sẽ cho phép dòng điện chạy qua nó. Cái còn lại (màu trắng) có tính cách điện và không cho dòng điện đi qua nó. Bạn sẽ bắt đầu bằng cách khám phá hai loại bột và cách chúng kết hợp với nhau để tạo ra các mạch. Sau đó, bạn có thể vui vẻ khi sáng tạo.

Thực hành mạch / Làm quen với bột của bạn

  1. Bắt đầu với một quả bóng bằng bột dẫn điện. Cắm dây của bộ pin vào các mặt đối diện của miếng bột. Chèn một đèn LED vào bột. Điều gì xảy ra?

    robin-hegg-2019

 

 

 

 

  1. Tiếp theo, tách khối bột dẫn điện thành hai phần. Cắm một dây pin vào miếng bột này và dây kia vào miếng bột kia. Bây giờ, chèn đèn LED với một đầu chì vào một miếng bột và một viên chì còn lại vào miếng bột thứ hai. Điều gì xảy ra?

    robin-hegg-2019

 

 

 

 

 

  1. Tiếp theo, tháo đèn LED ra và xoay ngược lại, sau đó lắp lại vào hai miếng bột với các đầu chì ngược chiều so với lúc trước. Điều gì xảy ra? Bạn nghĩ tại sao nó lại xảy ra?

 

 

 

 

  1. Với đèn LED ở vị trí sáng, chạm hai miếng bột vào nhau. Điều gì xảy ra? Bạn nghĩ tại sao nó lại xảy ra?

 

 

 

 

  1. Tiếp theo, cho một miếng bột cách điện vào giữa hai miếng bột dẫn điện và gắn chúng sao cho chúng chạm nhau. Với đèn LED xếp lớp bột cách điện, được chèn vào hai phần của bột dẫn điện, bạn có một vật thể rắn. Tuy nhiên, đèn LED đang sáng vì không có hiện tượng đoản mạch xảy ra. Vì bột cách điện không cho phép dòng điện chạy qua nó, thay vào đó, điện đi qua đèn LED, thắp sáng nó.

    robin-hegg-2019

 

 

 

 

 

  1. Sử dụng bột dẫn điện và cách điện để tạo ra một mạch nối tiếp với hai hoặc nhiều đèn LED. Bạn nhận thấy gì về đèn? Sao bạn lại nghĩ như vậy?

    robin-hegg-2019

 

 

 

 

 

 

  1. Sử dụng bột dẫn điện và cách điện để tạo thành một mạch điện song song với ba đèn LED. Bạn nhận thấy gì về đèn? Chúng khác với các đèn trong đoạn mạch nối tiếp như thế nào? Sao bạn lại nghĩ như vậy?

    robin-hegg-2019

 

 

 

 

  

Sáng tạo

Bây giờ bạn đã hiểu cách sử dụng hai loại bột này để cung cấp năng lượng cho đèn LED và chạy động cơ, hãy thử xây dựng một thứ gì đó sáng tạo. Bạn có thể sử dụng đèn LED, động cơ, còi, quạt hoặc bất kỳ tài liệu nào khác mà giáo viên của bạn đã cung cấp. Bạn có thể tạo ra một con vật với đôi mắt sáng lên, một chiếc máy bay trực thăng với cánh quạt quay hoặc bất cứ thứ gì khác mà bạn có thể tưởng tượng. Sau khi bạn hoàn thành, hãy chia sẻ tác phẩm của bạn với những người còn lại trong lớp và xem các bạn cùng lớp đã nghĩ ra gì. Dưới đây là một số sáng tạo mà các sinh viên khác đã thực hiện:

robin-hegg-2019

robin-hegg-2019

robin-hegg-2019

robin-hegg-2019

Cảm ơn Matt Francis, Tiến sĩ, Chủ tịch IEEE Khu vực Đông, Khu vực 5 đã chia sẻ.

Dịch kế hoạch bài học

Giấy chứng nhận hoàn thành của sinh viên