Circuit Buddies: 14 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Har du nogensinde undret dig over, hvordan elektricitet fungerer? Ligesom blodkar transporterer blod gennem hele kroppen, fører ledninger i et kredsløb elektriske strømme gennem forskellige dele af et elektronisk system.

Hvad er et kredsløb? Et kredsløb er en sti, der bevæger elektriske strømme. Denne elektricitet bruges til at levere strøm til lys og andre elektroniske enheder, vi nyder dagligt.

Denne lektion lærer eleverne det grundlæggende om, hvordan et elektronisk kredsløb fungerer, og funktionaliteten af fire enkle elektroniske komponenter. Kondensator, modstand, switch og diode. De vil også lære de skematiske symboler for komponenterne.

SC.5. P.11.1

Undersøg og illustrer, at strømmen af elektricitet kræver et lukket kredsløb (en komplet sløjfe).

Forbrugsvarer

1 LED -

www.amazon.com/gp/product/B071GQMLBX/ref=p…

1 KAPACITOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

www.digikey.com/product-detail/en/panason…

2 RESISTOR 6.8K OHM 1/4W 5% AXIAL -

9 Volt batteri- 1 kan bruges til en gruppe på op til 10 elever

Trin 1: Indsamling af forbrugsvarer

1 LED -

1 CAPACITOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

2 RESISTOR 6.8K OHM 1/4W 5% AXIAL -

9 Volt batteri- 1 kan bruges til en gruppe på op til 10 elever

Trin 2: Forståelse af modstanden

Modstanden

Den mest grundlæggende af kredsløbskomponenter og symboler! En modstand "modstår" elektronstrømmen. Du kan tænke på en modstand som rør af forskellig størrelse, jo større rør jo lettere vand kan strømme, jo mindre rør jo hårdere er det. Hvis du køber en milkshake og får et stort tykt sugerør og drikker milkshaken, er det let, men hvis du drikker den samme milkshake ved hjælp af et lille sugerør som en kafferører, vil det være meget hårdt. Du vil også kunne drikke milkshake must fast ved hjælp af det større halm end det mindre. Størrelsen af modstanden i vores kredsløb begrænser, hvor hurtigt kondensatoren vil tømme sin ladning. Det beskytter også vores LED mod at blive for meget strøm og blive beskadiget. Det diskuterer vi senere.

Modstand måles i Ohm jo højere værdi jo mere modstand mod strømmen af elektroner. Så jo højere modstand, jo mindre halm i vores milkshake -eksempel.

Modstande på en skematisk måde er normalt repræsenteret af et par zig-zag linjer, hvor to terminaler strækker sig udad. Skemaer, der anvender internationale symboler, kan i stedet bruge et rektangel uden egenskaber i stedet for snirklerne.

Trin 3: Forståelse af kondensatoren

Kondensatoren

Kapacitansen er en komponents evne til at lagre en elektrisk ladning. Du kan tænke på det som "kapaciteten" til at gemme en afgift. En kondensator kan betragtes som en spand vand. Du kan fylde spanden op med vand, og den holder den, så længe der ikke er lækager eller huller i spanden. Kondensatorens størrelse svarer til spandens størrelse jo større spanden er, jo mere ladning/vand kan den holde. Farad er måling af en kondensators evne til at lagre en ladning, jo højere tallet er, jo mere ladning/energi kan den lagre. I dette projekt bruger vi en 470 mikro-farad kondensator. Der er to almindeligt anvendte kondensatorsymboler. Det ene symbol repræsenterer en polariseret (normalt elektrolytisk eller tantal) kondensator, og det andet er for ikke-polariserede hætter. I hvert tilfælde er der to terminaler, der løber vinkelret ind i plader. Symbolet med en buet plade angiver, at kondensatoren er polariseret. Den buede plade repræsenterer kondensatorens katode, som skal have en lavere spænding end den positive anodestift. Et plustegn kan også tilføjes til den positive pin på det polariserede kondensatorsymbol.- Læs mere

Trin 4: Identificer det positive

Tid til at oprette din kredsløbskammerat!

Identificer det længere kondensatorben- det er positivt! Kondensatoren angiver også den negative side med en stribe og et - symbol på siden. Brug en modstand- drej rundt om det positive ben bagfra og drej opad- Bøj kondensatorbenet i bunden til at stå-

Trin 5: Forståelse af dioden/LED - lysemitterende diode

En diode

En diode er en halvlederkomponent, der kun tillader strømning af elektroner i en retning. Dens skematiske symbol ligner en pil, der peger i den retning, elektricitet kan strømme. Det har også en lodret linje i spidsen af pilen, der repræsenterer blokering af strømning i omvendt retning. LED'en, som vi bruger i dette kredsløb, udsender lys, når strømmen strømmer og kaldes en lysemitterende diode. Dioder er polariseret, så den har en positiv (anode) side og en negativ (katode) side og kræver noget for at identificere, hvilken er hvilken. De fleste dioder har et længere ben for at fortælle dig, hvad der er den positive side. LED'en kan kun håndtere en lille smule strøm og kan blive beskadiget, hvis den tilsluttes direkte til batteriet. Strøm måles i ampere, hvilket repræsenterer elektronstrømmen. Typiske dioder kan håndtere omkring 10-20 milliampere strøm sikkert. Modstandene i vores kredsløb reducerer strømmen og beskytter dioden mod at blive beskadiget. Tænk på det som at prøve at drikke vand fra en brandslange. Din mave ville briste! Modstandene gør det mere som at drikke fra en haveslange i stedet.

Trin 6: 2 positive gør det rigtigt

Identificer det længere LED-ben- Det er også positivt!

Brug af den tidligere modstandstråd- Twist til at forbinde til den positive LED-ledning- Modstanden er stikket på de 2 positive ledninger/ og energistrømmen mellem kondensatoren og LED'en.

Trin 7: Hjemstrækning

Brug af den anden modstandstråd-

Vrid rundt om den korte LED -ledning nedad.

En modstand repræsenterer en given mængde modstand i et kredsløb. Modstand er et mål for, hvordan strømmen af elektrisk strøm modsættes eller "modstås".

Trin 8: Lav en sløjfe

Bøj bunden af modstandstråden for at lave en sløjfe.

Sløjfen er din switch!

En switch er en komponent, der styrer et elektrisk kredsløbs åbenhed eller lukkethed. De tillader kontrol over strømmen i et kredsløb.

Trin 9: Oplad dem

Din kammerat er klar til at blive opkrævet.

Tilslut de positive ben til den positive side/ og de negative ben til den negative side af 9 Volt -batteriet.

Hold i 2-5 sekunder!

Når et batteri er forbundet til en seriemodstand og kondensator, er den indledende strøm høj, da batteriet transporterer ladning fra den ene plade af kondensatoren til den anden.

Trin 10: Forstå kontakten

Knappen

Omskifteren er en komponent, der styrer strømmen af elektricitet. Grundkontakten har 2 positioner åbne og lukkede. Når en kontakt er "åben", betyder det, at elektricitet ikke kan strømme igennem den og er repræsenteret på billedet ovenfor. Det viser, at de 2 ledninger ikke er forbundet. Når en switch er "lukket" skaber det en "kortslutning", som kan repræsenteres med portens del af kontakten lukket, der viser de 2 ledninger tilsluttet, og derefter kan strøm strømme fra den ene side til den anden. Omskifteren i vores kredsløb er armen på vores kredsløbskammerat, der har sløjfen og kan røres til hans ben. Når kontakten er lukket, strømmer energi ud af den ladede kondensator gennem den første modstand, gennem LED'en og derefter gennem den anden modstand og slutter til sidst ved den negative side af kondensatoren. Et kredsløb er færdigt, når strøm kan strømme fra den højeste spænding til den laveste spænding gennem vores sløjfe af komponenter. Spænding måles i volt og repræsenterer det elektriske potentiale eller "elektriske tryk", som et kredsløb har. I vores tilfælde oplader vi vores kondensator til 9 volt. Når du lukker kontakten, falder spændingen langsomt, da kondensatoren tømmer sig selv gennem modstande og LED. Når spændingen falder, lyser LED'en mindre kraftigt, indtil spændingen til sidst er for lav til at tænde LED'en, og din kondensator er afladet. Ved at røre kondensatoren til 9V batteriet fylder du det op til 9V igen.

Trin 11: Simon siger "Rør ved dit ben!"

Brug Looped-armen til at røre ved det negative ben

Når din kammerat lyser- ved du, at han er blevet opkrævet, og dit kredsløb er godt!

Trin 12: Klar til at spille

Din kammerat kan oplades så mange gange du har brug for!

Et elektrisk kredsløb er en sti eller linje, gennem hvilken en elektrisk strøm strømmer. Stien kan være lukket (forbundet i begge ender), hvilket gør den til en sløjfe. Et lukket kredsløb muliggør elektrisk strømstrøm. Det kan også være et åbent kredsløb, hvor elektronstrømmen afbrydes, fordi stien er brudt. Et åbent kredsløb tillader ikke elektrisk strøm at strømme.

Trin 13: Få venner

Du kan bruge din kammerat til at oprette forbindelse til andre venner! Se energien flyde!

Trin 14: Videnskaben bag det sjove

Denne lektion lærer eleverne det grundlæggende om, hvordan et elektronisk kredsløb fungerer, og funktionaliteten af fire enkle elektroniske komponenter. Kondensator, modstand, switch og diode (faktisk LED-lysemitterende diode).

Eleverne lavede et simpelt elektronisk kredsløb ved at vride komponentledningerne (ledningerne) sammen i den rigtige rækkefølge. Kredsløbet lignede en lille robotmand, når det blev sat sammen med en LED til hovedet. Kondensatoren blev opladet ved at røre den til et 9-volts batteri, kondensatoren holdt opladningen, indtil kontakten (modstandsledningen, der ikke er tilsluttet, er kontakten) blev lukket, og LED'en tændte, indtil kondensatoren blev afladet.

Videnskab er sjovt!

Glad for at skabe!