حوزهٔ ۰۲
مدارهای الکتریکی
جریان الکتریکی چگونه برقرار می‌شود و چگونه می‌توان آن را کنترل کرد
مدارهای الکتریکی چراغ‌ها، گوشی‌ها و موتورها را به کار می‌اندازند. اینجا یاد می‌گیرید چه چیزی باعث برقراری جریان می‌شود و چگونه به‌طور ایمن از آن استفاده کنید.
آنچه یاد می‌گیرید
- ولتاژ، جریان و مقاومت چه هستند
- چرا برای برقراری جریان، مدار باید بسته باشد
- تفاوت اتصال سری و موازی
- چرا قطعه‌ها به جریان مناسب نیاز دارند: نه خیلی کم، نه خیلی زیاد
آزمایش‌های نمونه
-
یک LED را روشن کنید و مقاومتی انتخاب کنید که آن را سالم نگه دارد.
-
دو لامپ را یک بار به‌صورت سری و بار دیگر به‌صورت موازی وصل کنید و روشنایی آن‌ها را مقایسه کنید.
-
یک کلید اضافه کنید و پیدا کنید آن را کجا بگذارید تا کل مدار را کنترل کند.
چیزهایی که می‌توانید بسازید
-
چراغ‌قوه‌ای با کلید
-
یک چراغ خواب
-
یک زنگ هشدار ساده با بازر
این نمونه‌ها نوع کار در این حوزه را نشان می‌دهند. درس‌های منتشرشده ممکن است متفاوت باشند.
یک مدل کوچک را امتحان کنید
این مدل‌های کوچک همین‌جا در مرورگر شما اجرا می‌شوند و پس از بارگیری صفحه، بدون اینترنت هم به کارشان ادامه می‌دهند. این‌ها مدل‌های آموزشی ساده‌شده‌اند، نه موتور شبیه‌سازی MEKALUMI.
LED را سالم نگه دارید
یک باتری و یک مقاومت انتخاب کنید، سپس کلید را وصل کنید. اگر جریان خیلی کم باشد، LED خاموش می‌ماند. اگر خیلی زیاد باشد، یک LED واقعی ممکن است بسوزد.
- جریان
- ۱۱٫۴ mA
- LED
- به‌طور ایمن روشن است.
مقاومت جریان را محدود می‌کند. قانون اهم به شما می‌گوید چقدر: جریان = (ولتاژ باتری − ولتاژ LED) ÷ مقاومت.
مدل: باتری ایدئال؛ LED قرمز با افت ولتاژ ثابت ۲ V، که تا حدود ۲۰ mA ایمن است.
آنچه شبیه‌سازی ساده می‌کند
- باتری‌ها و سیم‌ها اغلب ایدئال در نظر گرفته می‌شوند، اما باتری‌های واقعی خالی می‌شوند و سیم‌های واقعی گرم می‌شوند.
- قطعه‌های شبیه‌سازی‌شده کاملاً یکسان‌اند؛ قطعه‌های واقعی کمی با هم فرق دارند.
هر شبیه‌سازی واقعیت را ساده می‌کند. دانستن اینکه چگونه این کار را می‌کند، بخشی از یادگیری مهندسی است.
پیوند با درس‌های مدرسه
فیزیک، ریاضی (قانون اهم)، فناوری
ارتباط با حوزه‌های دیگر
مدارها راه را به منطق دیجیتال، طراحی مدار چاپی، خودکارسازی و رباتیک باز می‌کنند.
خوب است بدانید
کار با مدارهای مجازی بی‌خطر است. برق پریزهای دیواری خطرناک است: هرگز با آن آزمایش نکنید.