Направление 02
Электрические цепи
Как течёт электрический ток и как им управлять
Электрические цепи питают лампы, телефоны и моторы. Здесь вы узнаете, что заставляет ток течь и как безопасно им пользоваться.
Чему вы научитесь
- Что такое напряжение, сила тока и сопротивление
- Почему ток течёт, только когда цепь замкнута
- Чем последовательное соединение отличается от параллельного
- Почему компонентам нужен подходящий ток — не слишком слабый и не слишком сильный
Примеры экспериментов
-
Зажгите светодиод и подберите резистор, который его защитит.
-
Подключите две лампы сначала последовательно, потом параллельно и сравните их яркость.
-
Добавьте выключатель и найдите, куда его поставить, чтобы управлять всей цепью.
Что можно собрать
-
Фонарик с выключателем
-
Ночник
-
Простая сигнализация с зуммером
Эти примеры показывают, чем занимаются в этом направлении. Опубликованные уроки могут отличаться.
Попробуйте небольшую модель
Эти небольшие модели работают прямо в вашем браузере, а после загрузки страницы — и без интернета. Это упрощённые учебные модели, а не движок симуляции MEKALUMI.
Берегите светодиод
Выберите батарейку и резистор, затем замкните выключатель. При слишком малом токе светодиод не горит. При слишком большом настоящий светодиод мог бы перегореть.
- Ток
- 11,4 мА
- Светодиод
- Горит в безопасном режиме.
Резистор ограничивает ток. Насколько именно — подсказывает закон Ома: ток = (напряжение батарейки − напряжение на светодиоде) / сопротивление.
Модель: идеальная батарейка; красный светодиод с постоянным падением напряжения 2 В, безопасный при токе примерно до 20 мА.
Что упрощает симуляция
- Батарейки и провода часто считаются идеальными, но настоящие батарейки разряжаются, а настоящие провода нагреваются.
- Детали в симуляции одинаковые, а настоящие немного отличаются друг от друга.
Любая симуляция упрощает реальность. Понимать, как именно она это делает, — тоже часть изучения инженерии.
Связь со школьными предметами
Физика, математика (закон Ома), технология
Связь с другими направлениями
Электрические цепи открывают путь к цифровой логике, проектированию печатных плат, автоматизации и робототехнике.
Полезно знать
Виртуальные цепи можно исследовать без опасений. Электричество из розетки опасно: никогда не экспериментируйте с ним.