Dziedzina 02
Obwody elektryczne
Jak płynie prąd elektryczny i jak nim sterować
Obwody elektryczne zasilają lampy, telefony i silniki. Tutaj dowiesz się, co sprawia, że płynie prąd, i jak bezpiecznie z niego korzystać.
Czego się nauczysz
- Czym są napięcie, natężenie prądu i opór
- Dlaczego obwód musi być zamknięty, żeby płynął prąd
- Czym różni się połączenie szeregowe od równoległego
- Dlaczego elementy potrzebują odpowiedniego prądu: ani za małego, ani za dużego
Przykładowe eksperymenty
-
Zaświeć diodę LED i dobierz rezystor, który ją ochroni.
-
Połącz dwie lampki szeregowo, a potem równolegle, i porównaj, jak jasno świecą.
-
Dodaj przełącznik i znajdź miejsce, w którym będzie sterował całym obwodem.
Co możesz zbudować
-
Latarka z włącznikiem
-
Lampka nocna
-
Prosty alarm z brzęczykiem
Te przykłady pokazują, jakiego rodzaju zadania obejmuje ta dziedzina. Opublikowane lekcje mogą się od nich różnić.
Wypróbuj mały model
Te małe modele działają bezpośrednio w twojej przeglądarce, a po wczytaniu strony działają dalej bez internetu. To uproszczone modele dydaktyczne, a nie silnik symulacji MEKALUMI.
Chroń diodę LED
Wybierz baterię i rezystor, a potem włącz przełącznik. Przy zbyt małym prądzie dioda LED nie świeci. Przy zbyt dużym prawdziwa dioda LED mogłaby się przepalić.
- Prąd
- 11,4 mA
- Dioda LED
- Świeci bezpiecznie.
Rezystor ogranicza prąd. Prawo Ohma mówi, jak duży będzie ten prąd: prąd = (napięcie baterii − napięcie diody LED) ÷ opór.
Model: idealna bateria; czerwona dioda LED o stałym spadku napięcia 2 V, bezpieczna do około 20 mA.
Co upraszcza symulacja
- Baterie i przewody często traktuje się jako idealne, ale prawdziwe baterie się rozładowują, a prawdziwe przewody nagrzewają.
- Symulowane części są identyczne; prawdziwe części nieco różnią się od siebie.
Każda symulacja upraszcza rzeczywistość. Wiedza o tym, jak to robi, jest częścią nauki inżynierii.
Powiązania z przedmiotami szkolnymi
Fizyka, matematyka (prawo Ohma), technika
Powiązania z innymi dziedzinami
Obwody prowadzą dalej do logiki cyfrowej, projektowania płytek drukowanych, automatyki i robotyki.
Warto wiedzieć
Wirtualne obwody można bezpiecznie badać. Prąd z gniazdka elektrycznego jest niebezpieczny: nigdy z nim nie eksperymentuj.