Домашні експерименти на простих схемах LEIFIphysik
Домашні експерименти на простих схемах
Фонд Йоахіма Герца
Небезпека
Для експериментів студентів використовуйте лише джерела живлення до 24 вольт. Розетки та блоки живлення, які генерують більшу напругу, загрожують життю!
Електричні з'єднання
Вимоги до матеріалів
1 акумулятор (бажано акумулятор 4,5 В)
Лампочка для ліхтарика (наприклад, 6 В 0,3 А),
спроба
З'єднайте полюси батареї та з'єднання лампочки, як показано на ескізах. Сформулюйте, для якого експерименту ввімкнено світло.
Будь ласка, протестуйте лише коротко, чи загоряється лампочка, оскільки в деяких спробах енергія забирається від акумулятора без загоряння лампочки.
Фонд Йоахіма Герца
З'єднання джерела живлення (наприклад, акумулятор, блок живлення, сонячний елемент, розетка) називаються полюсами. Для наступних джерел живлення позначте два стовпи кольоровими стрілками і, якщо можливо, знаками "+" та "-".
Фонд Йоахіма Герца
Фонд Йоахіма Герца
Позначте два з'єднання лампочки.
Замкнений ланцюг
Фонд Йоахіма Герца
завдання
Побудуйте показану схему та намалюйте відповідну схему.
Від'єднайте різні з'єднання між кабелями та компонентами в ланцюзі або виверніть лампочку з розетки та спостерігайте, що змінюється в кожному випадку.
Якщо лампа розжарювання в ланцюзі загоряється, тобто схема працює, тоді фізик говорить про неї замкнутий контур, в якому тече струм. Ви повинні спробувати зрозуміти вибір цих термінів за допомогою наступних завдань.
завдання
Спробуйте знайти "замкнене коло" в ланцюзі та на вашій електричній схемі ("коло" також може бути дещо у формі яйця) і намалюйте це "замкнене коло" кольором.
У біології говорять про кровообіг, у фізиці про "електричний ланцюг". Чітко запишіть у таблицю, які частини крові можуть відповідати компонентам електричного кола.
Схема увімкнення-вимкнення
Фонд Йоахіма Герца
завдання
Побудуйте шукану схему та намалюйте відповідну схему.
Часто налаштування та поведінка компонентів схеми чітко відображаються у вигляді таблиці. Дві позиції комутатора представлені цифрами "0" для "відкрито" або "вимкнено" та "1" для "закрито" або "увімкнено". Незалежно від того, чи світиться лампа розжарювання темною, чи горить, також відображаються цифри '0' для 'темна' та '1' для 'світиться'.
Використовуйте свою схему, щоб заповнити наступну таблицю.
| Перемикач S | Лампа L |
| 0 | |
| 1 |
Перемикач S також можна встановити в іншій точці ланцюга, наприклад, у нижній лінії. Поясніть, чи, і якщо так, як це вплине на таблицю вище і, отже, на функцію перемикача.
І схема
Фонд Йоахіма Герца
завдання
Ваше завдання - дослідити, як побудована схема, яка тут використовується. Отже, ми шукаємо схему з електричним джерелом (наприклад, акумулятором), лампочкою (що означає машину) та двома вимикачами ввімкнення/вимкнення, в яких лампочка світиться лише тоді, коли обидва перемикачі закриті.
Побудуйте шукану схему та намалюйте відповідну схему.
Використовуйте свою схему, щоб заповнити наступну таблицю.
| Перемикач S1 | Перемикач S2 | Лампа L |
| 0 | 0 | |
| 1 | 0 | |
| 0 | 1 | |
| 1 | 1 |
Поясніть у реченні, що містить слово «і», чому схема, яку ви шукаєте, називається ланцюгом І.
АБО схема
У більшості квартир є дві кнопки дзвоника: одна зовні на саду чи вхідних дверях, а друга прямо на дверях квартири. Дзвінок у дверний дзвінок - незалежно від того, натиснута кнопка дзвінка на вхідних дверях або на дверях квартири.
завдання
Ваше завдання - дослідити, як побудована схема, яка тут використовується. Отже, ми шукаємо схему з електричним джерелом (наприклад, акумулятором), лампочкою (що означає машину) та двома вимикачами, в яких лампочка завжди світиться, коли один із двох вимикачів закритий.
Побудуйте шукану схему та намалюйте відповідну схему.
Використовуйте свою схему, щоб заповнити наступну таблицю.
| Перемикач S1 | Перемикач S2 | Лампа L |
| 0 | 0 | |
| 1 | 0 | |
| 0 | 1 | |
| 1 | 1 |
Поясніть у реченні, яке містить слово «або», чому схема, яку ви шукаєте, називається АБО схема.
Перехід
Фонд Йоахіма Герца
завдання
Намалюйте електричну схему та побудуйте схему.
Заповніть наступну таблицю за допомогою своєї схеми (або, якщо потрібно, моделювання).
| Перемикач S1 | Перемикач S2 | Лампа L |
| 1 | 1 | |
| 1 | 2 | |
| 2 | 1 | |
| 2 | 2 |
Віллі описує свою схему так: "Незалежно від того, яким із двох перемикачів ви керуєте: якщо лампочка була вимкнена раніше, тоді вона загоряється згодом, якщо вона була ввімкнена раніше, то згодом вона вимикається". Перевірте, чи має рацію Віллі.
Поясніть, де схема Вілліса використовується у повсякденному житті.
Перехресне з’єднання
Карін знайшла імітацію схеми з електричним джерелом, лампочкою, двома тумблерами та поперечним перемикачем.
завдання
За допомогою моделювання заповніть наступну таблицю.
| Перемикач S1 | Перемикач S2 | Перемикач S3 | Лампа L |
| 1 | 1 | 1 | |
| 1 | 1 | 2 | |
| 1 | 2 | 1 | |
| 1 | 2 | 2 | |
| 2 | 1 | 1 | |
| 2 | 1 | 2 | |
| 2 | 2 | 1 | |
| 2 | 2 | 2 |
Карін описує свою схему так: "Незалежно від того, яким із трьох перемикачів ви керуєте: якщо лампочка вимикалася раніше, то вона загоряється згодом, якщо вона була ввімкнена раніше, то згодом вона вимикається". Перевірте, чи Карін права.
Поясніть, де схема Карін використовується у повсякденному житті.
Послідовне підключення
Фонд Йоахіма Герца
завдання
Побудуйте показану схему та намалюйте відповідну схему.
Поясніть, чому цей зв’язок двох ламп розжарювання називається послідовним з’єднанням.
Дослідіть, що трапиться, якщо одна з двох лампочок зламається. Для цього виверніть одну з двох лампочок із розетки (або клацніть на одній з двох лампочок як "несправну" в моделюванні). Сформулюйте свій результат у формі «Якщо. тоді. оскільки . "Вирок.
Дослідіть, як яскравість двох лампочок порівнюється з яскравістю однієї лампочки. Дослідіть це, тимчасово замінивши одну з двох лампочок сполукою.
Ідеї для подальших експериментів
Вставте третю лампочку "послідовно" в ланцюг і ще раз перевірте, що відбувається, якщо одна з трьох лампочок ламається, і як яскравість трьох лампочок порівнюється з яскравістю однієї або двох лампочок.
Розширити ланцюг за допомогою перемикача вмикання/вимикання, який вмикає і вимикає обидві лампочки.
Паралельне підключення
Фонд Йоахіма Герца
завдання
Побудуйте схему, показану на малюнку, і намалюйте відповідну схему.
Поясніть, чому це з’єднання двох ламп розжарювання називається паралельним з’єднанням.
Дослідіть, що трапиться, якщо одна з двох лампочок зламається. Для цього виверніть одну з двох лампочок із розетки (або клацніть на одній з двох лампочок як "несправну" в моделюванні). Сформулюйте свій результат у формі «Якщо. тоді. оскільки . "Вирок.
Дослідіть, як яскравість двох лампочок порівнюється з яскравістю однієї лампочки. Дізнайтеся це, ненадовго викрутивши одну з двох лампочок із розетки.
Ідеї для подальших експериментів
Вбудуйте третю лампочку "паралельно" в ланцюг і знову дослідіть, що трапляється, якщо одна з трьох лампочок ламається, і як яскравість трьох лампочок порівнюється з яскравістю однієї або двох лампочок.
Розширити ланцюг за допомогою перемикача вмикання/вимикання, який вмикає і вимикає обидві лампочки. Остерігайтеся короткого замикання!
Розширити схему за допомогою вимикача вмикання/вимикання, який вмикає та вимикає лише одну з двох лампочок. Остерігайтеся короткого замикання!
Провідники та ізолятори
матеріал
- Акумулятор (бажано розряджений акумулятор 4,5 В)
- Лампочка для ліхтарика (наприклад, 6 В/0,3 А),
- приблизно 2 м електричного кабелю,
- Металеві скріпки,
- Мініатюри з металу,
- Дерев'яна дошка (хвойна деревина)
- Розетка лампочки
Примітка щодо технічно кращих варіантів: Замість дешевих рішень для тримача батареї, тримача лампочки та вимикача, показаних на робочих аркушах, ви також можете використовувати інші рішення, якщо вони є.