DIY CIRCUIT WORKBENCH: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Σε αυτό το Instructable, έφτιαξα έναν πάγκο εργασίας όπου οι μαθητές μπορούν να παίζουν και να μαθαίνουν για κυκλώματα και να συνδέουν φώτα με διαφορετικούς τρόπους. Έφτιαξα αυτόν τον πάγκο εργασίας για τους βαθμούς 3 και 4. Μπορείτε να ξεκινήσετε ρίχνοντας μερικές ερωτήσεις στα παιδιά.

* Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς ρέει το ρεύμα σε ένα κύκλωμα;

* Πώς λάμπει ο λαμπτήρας στο σπίτι σας;

* Εάν σβήσει ένας ανεμιστήρας του δωματίου σας, γιατί δεν σβήνουν όλα τα φώτα;

* Γιατί μερικές φορές ο λαμπτήρας του σπιτιού σας είναι πιο φωτεινός και μερικές φορές είναι αμυδρός;

Λοιπόν… η εργασία σε αυτόν τον πάγκο εργασίας θα απαντήσει σε όλες τις ερωτήσεις. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.

Βήμα 1: ΜΕΡΙΚΗ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ

Η ηλεκτρική ενέργεια είναι απλώς ροή ρεύματος/ηλεκτρονίων μέσω ενός αγωγού. Το ρεύμα χρειάζεται μια διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσουμε, την οποία ονομάζουμε κυκλώματα. Το κύκλωμα μπορεί να είναι ανοιχτό και κλειστό. Ένα κλειστό κύκλωμα έχει μια πλήρη διαδρομή για τη ροή του ρεύματος. Ένα κύκλωμα που έχει διακεκομμένη διαδρομή ονομάζεται ανοιχτό κύκλωμα.

Υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους μπορούμε να συνδέσουμε τα φώτα:

ΚΥΚΛΩΜΑ ΣΕΙΡΑΣ: Τα φώτα που συνδέονται το ένα μετά το άλλο ονομάζονται κύκλωμα σειράς. Κάθε κύκλωμα που έχει μία διαδρομή να ακολουθήσει είναι κύκλωμα σειράς. Το ρεύμα πρέπει να διανύσει κάθε τμήμα του κυκλώματος. Εάν οι αντιστάσεις συνδέονται με τον ίδιο τρόπο, η συνολική αντίσταση αυξάνεται εμποδίζοντας έτσι τη ροή του ρεύματος. Σύμφωνα με το νόμο των ωμ, εάν η τάση είναι σταθερή και η αντίσταση αυξάνεται, το ρεύμα στο κύκλωμα μειώνεται επίσης. Αν προσθέσουμε λοιπόν όλο και περισσότερα φώτα σε σειρά, τα φώτα θα είναι πιο αμυδρά από το προηγούμενο.

ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΣ ΚΥΚΛΟΣ: Κάθε κύκλωμα που έχει δύο ή περισσότερες διαδρομές ή πολλαπλές διαδρομές που πρέπει να ακολουθήσει ονομάζεται παράλληλο κύκλωμα. Όταν προσθέτουμε παράλληλα αντιστάσεις, η ολική αντίσταση μειώνεται. Κάθε φως έχει τη δική του άμεση διαδρομή προς την πηγή τάσης. Καθώς προσθέτουμε περισσότερα φώτα παράλληλα, η συνολική αντίσταση μειώνεται και το ρεύμα αυξάνεται, αυξάνοντας τη φωτεινότητα των φώτων.

Βήμα 2: ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΥΛΙΚΑ

1. Ένα ξύλινο σανίδι

2. Σφυρί

3. Πένσα μύτης

4. Οκτώ κλιπ αλιγάτορα

5. Τέσσερις ροδέλες

6. Έντεκα καρφιά

7. Τέσσερις βίδες

8. Δύο μπαταρίες AA

9. Τρία φώτα

10. Jumper Wires

11. Δείκτης

12. Κλίμακα

Βήμα 3: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

1. Πάρτε ένα ξύλινο τετράγωνο περίπου 15*9 ίντσας.

2. Χρήση σημείων έναρξης σημείων για τον χώρο της μπαταρίας.

3. Στις σημάνσεις που σημειώνονται, αρχίστε να σφυροκοπάτε τα νύχια. Το ένα καρφί ανάμεσα στις μπαταρίες θα σας επιτρέψει να επιλέξετε αν θα χρησιμοποιήσετε μία ή δύο μπαταρίες για να τροφοδοτήσετε τους λαμπτήρες. Στρέψτε τα αρνητικά άκρα των μπαταριών (τα επίπεδα άκρα) προς τα αριστερά.

4. Τοποθετήστε δύο μπαταρίες ΑΑ (1,5 Volt η κάθε μία) μέσα στο χώρο των νυχιών, χωρισμένες με ένα καρφί.

5. Χρησιμοποιώντας μαρκαδόρο, σημειώστε τέσσερις γραμμές (κάτω από τις μπαταρίες) που θα πάνε οι βίδες και το κλιπ αλιγάτορα.

6. Τοποθετήστε το πλυντήριο κάτω από τη βίδα στις γραμμές που σημειώθηκαν και ξεκινήστε να σφυροκοπάτε τη βίδα.

7. Έχω χρησιμοποιήσει την πένσα της μύτης της βελόνας για να λυγίσω τις δύο μικρές γλωττίδες στα άκρα του συνδετήρα αλιγάτορα προς τα έξω. Τοποθετήστε δύο συνδετήρες αλιγάτορα κάτω από τη ροδέλα από τα άκρα, έτσι ώστε να τοποθετούνται σε αντίθετη κατεύθυνση παράλληλα με την ξύλινη σανίδα. Βιδώστε το σφιχτά χρησιμοποιώντας ένα ασύρματο τρυπάνι έως ότου τα κλιπ συγκρατηθούν σταθερά ανάμεσα στις ροδέλες και την ξύλινη σανίδα.

8. Επαναλάβετε τα βήματα 6 και 7 για να βιδώσετε τις υπόλοιπες βίδες και ροδέλες στην υπόλοιπη σήμανση.

9. Χρησιμοποιήστε έναν δείκτη ή μολύβι για να αριθμήσετε τα κλιπ αλιγάτορα 1 έως 8 για να σας βοηθήσει να παρακολουθείτε τις παρατηρήσεις σας.

10. Ασφαλίστε την αρίθμηση χρησιμοποιώντας μια διαφανή ταινία.

Voila… Τελειώσαμε με τον πάγκο εργασίας. Ας αρχίσουμε να το δουλεύουμε

Βήμα 4: ΑΝΟΙΚΤΟ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

Χρησιμοποιήστε δύο αγωγούς αλιγάτορα-κλιπ (Κόκκινο και Μαύρο) για να συνδέσετε τα καρφιά στα άκρα των μπαταριών με τα κλιπ 2 και 3. Τα ηλεκτρόνια βγαίνουν από το αρνητικό άκρο της αριστερής μπαταρίας για να ξεκινήσουν το ταξίδι τους μέσω του κυκλώματος. Μετακινούνται μέσω των συνδετήρων 2 και 1, του σύρματος, των συνδετήρων 5 και 6, του λαμπτήρα, των κλιπ 7 και 8, του σύρματος, των συνδετήρων 4 και 3 και επιστρέφουν στο θετικό άκρο της σωστής μπαταρίας. Αυτή η διαδρομή ονομάζεται πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμα. Τι συμβαίνει με τη λάμπα όταν κάνετε την τελική σύνδεση; Λάμπει; Αν ναι τότε είναι κλειστό κύκλωμα.

Αφαιρέστε ένα από το καλώδιο βραχυκυκλωτήρα από το κλιπ 1 χωρίς να αντικαταστήσετε τη λάμπα. Τι συμβαίνει με τον λαμπτήρα; Λάμπει ακόμα; Εάν όχι, τότε είναι ανοικτό κύκλωμα καθώς το ρεύμα δεν έχει διαδρομή να ρέει μέσα από το κύκλωμα.

Παρατήρηση: Μετακινήστε ένα από τα κλιπ αλιγάτορα από ένα καρφί στο τέλος της θήκης της μπαταρίας στο καρφί ανάμεσα στις μπαταρίες. Τι παρατηρήσατε;

Βήμα 5: ΚΥΚΛΩΜΑ ΣΕΙΡΑΣ

Κρατήστε έναν λαμπτήρα μεταξύ των κλιπ 6 και 7. Αντικαταστήστε το καλώδιο μεταξύ των κλιπ 1 και 5 με έναν δεύτερο λαμπτήρα. Στη συνέχεια, αντικαταστήστε το καλώδιο μεταξύ των συνδετήρων 4 και 8 με τον τρίτο λαμπτήρα. Και οι τρεις λαμπτήρες πρέπει να ανάβουν και να λάμπουν με περίπου την ίδια φωτεινότητα. Πώς συγκρίνεται η φωτεινότητα αυτών των λαμπτήρων με τη φωτεινότητα ενός λαμπτήρα στην αρχική ρύθμιση;

Παρατήρηση: Αφαιρέστε έναν από τους λαμπτήρες από το κύκλωμα χωρίς να τον αντικαταστήσετε με καλώδιο. Τι γίνεται με τους άλλους δύο λαμπτήρες; Λάμπουν ακόμα;

Βήμα 6: ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΣ ΚΥΚΛΟΣ

Συνδέστε ένα από τα καλώδια αλιγάτορα από το αρνητικό άκρο της θήκης μπαταρίας στο κλιπ 1. Συνδέστε λαμπτήρες μεταξύ των κλιπ 1 και 5, μεταξύ των κλιπ 2 και 6 και μεταξύ 3 και 7. Συνδέστε τα κλιπ 2 και 3 και 6 και 7 μέσω καλωδίου βραχυκυκλωτήρα Το Συνδέστε το καλώδιο από το άλλο άκρο (θετικό) της θήκης μπαταρίας στο κλιπ 8. Τι συμβαίνει; Πώς διαφέρει από τη σύνδεση σειράς; Πώς συγκρίνεται η φωτεινότητα ενός λαμπτήρα με τη φωτεινότητα καθενός από τους δύο λαμπτήρες;

Παρατήρηση: Σε τι διαφέρει η συμπεριφορά των δύο λαμπτήρων από αυτή των τριών λαμπτήρων που συνδέθηκαν διαφορετικά; Αφαιρέστε έναν από τους λαμπτήρες. Τι συμβαίνει τώρα ?

Βήμα 7: Οι μαθητές διασκεδάζουν

Μετά την εισαγωγή των βασικών εννοιών, άφησα τους μαθητές να εργαστούν σε αυτόν τον πάγκο εργασίας και να τον εξερευνήσουν. Πραγματικά διασκέδασαν δουλεύοντας πάνω σε αυτό.

Ελπίζω να σας άρεσε αυτό το Instuctable. Παρακαλούμε ψηφίστε αν το κάνατε. Σας ευχαριστώ