Напрям 02
Електричні кола
Як тече електричний струм і як ним керувати
Завдяки електричним колам працюють лампи, телефони й двигуни. Тут ви дізнаєтеся, що змушує струм текти і як безпечно ним користуватися.
Що ви вивчите
- Що таке напруга, струм і опір
- Чому коло має бути замкненим, щоб струм протікав
- Чим послідовне з’єднання відрізняється від паралельного
- Чому деталям потрібен відповідний струм — не замалий і не завеликий
Приклади експериментів
-
Засвітіть світлодіод і доберіть резистор, який його захистить.
-
З’єднайте дві лампи послідовно, а потім паралельно, і порівняйте їхню яскравість.
-
Додайте вимикач і знайдіть, де його розмістити, щоб керувати всім колом.
Що можна збудувати
-
Ліхтарик із вимикачем
-
Нічник
-
Проста сигналізація із зумером
Ці приклади показують, якою буває робота в цьому напрямі. Опубліковані уроки можуть відрізнятися.
Спробувати невелику модель
Ці невеликі моделі працюють просто у вашому браузері й не потребують інтернету, щойно сторінку завантажено. Це спрощені навчальні моделі, а не рушій симуляції MEKALUMI.
Захистіть світлодіод
Оберіть батарейку й резистор, а потім увімкніть вимикач. Якщо струм замалий, світлодіод не світиться. Якщо завеликий, справжній світлодіод міг би перегоріти.
- Струм
- 11,4 мА
- Світлодіод
- Світить безпечно.
Резистор обмежує струм. Закон Ома показує, наскільки: струм = (напруга батарейки − напруга на світлодіоді) ÷ опір.
Модель: ідеальна батарейка; червоний світлодіод зі сталим спадом напруги 2 В, безпечний приблизно до 20 мА.
Що спрощує симуляція
- Батарейки й дроти часто вважають ідеальними, але справжні батарейки розряджаються, а справжні дроти нагріваються.
- Деталі в симуляції однакові, а справжні трохи відрізняються одна від одної.
Кожна симуляція спрощує реальність. Розуміти, як саме, — теж частина вивчення інженерії.
Зв’язок зі шкільними предметами
Фізика, математика (закон Ома), технології
Зв’язки з іншими напрямами
Від електричних кіл шлях веде до цифрової логіки, проєктування друкованих плат, автоматизації та робототехніки.
Варто знати
Віртуальні кола можна досліджувати безпечно. Електрика з розеток небезпечна: ніколи не експериментуйте з нею.