Piirikaverit: 14 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Oletko koskaan miettinyt, miten sähkö toimii? Aivan kuten verisuonet kuljettavat verta koko kehossa, piirin johdot kuljettavat sähkövirtoja elektronisen järjestelmän eri osien läpi.

Mikä on piiri? Piiri on polku, joka siirtää sähkövirtoja. Tätä sähköä käytetään valojen ja muiden elektroniikkalaitteiden virran tuottamiseen päivittäin.

Tämä oppitunti opettaa oppilaille elektroniikkapiirin toiminnan perusteet ja neljän yksinkertaisen elektronisen komponentin toiminnot. Kondensaattori, vastus, kytkin ja diodi. He oppivat myös komponenttien kaavamaiset symbolit.

SC.5. P.11.1

Tutki ja havainnollista sitä tosiasiaa, että sähkön virtaus vaatii suljetun piirin (täydellinen silmukka).

Tarvikkeet

1 LED -

www.amazon.com/gp/product/B071GQMLBX/ref=p…

1 CAPACITOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

www.digikey.com/product-detail/en/panason…

2 RESISTOR 6.8K OHM 1/4W 5% AXIAL -

9 voltin paristoa 1 voidaan käyttää enintään 10 oppilaan ryhmään

Vaihe 1: Tarvikkeiden kerääminen

1 LED -

1 CAPACITOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

2 RESISTOR 6.8K OHM 1/4W 5% AXIAL -

9 voltin paristoa 1 voidaan käyttää enintään 10 oppilaan ryhmään

Vaihe 2: Vastuksen ymmärtäminen

Vastus

Peruspiiri piirikomponenteista ja symboleista! Vastus "vastustaa" elektronien virtausta. Voit ajatella vastusta eri kokoisina putkina, mitä isompi putki, sitä helpompi vesi voi virrata, sitä pienempi putki on, sitä vaikeampi se on. Jos ostat pirtelön ja saat ison paksun oljen ja juot pirtelön, se on helppoa, mutta jos juot saman pirtelön pienellä oljella, kuten kahvisekoittajalla, se on erittäin vaikeaa. Voit myös juoda pirtelöpurun paastoa käyttämällä isompaa olkea kuin pienempää. Piirimme vastuksen koko rajoittaa sitä, kuinka nopeasti kondensaattori tyhjentää varauksensa. Se suojaa myös LED -valojamme liialliselta virtalta ja vahingoittumiselta. Keskustelemme siitä myöhemmin.

Vastus mitataan ohmeina, mitä suurempi arvo, sitä enemmän vastusta elektronien virtaukselle. Joten mitä suurempi vastus, sitä pienempi olki meidän pirtelöesimerkissämme.

Kaavion vastukset esitetään yleensä muutamalla siksak-viivalla, ja kaksi liitintä ulottuvat ulospäin. Kaaviot, joissa käytetään kansainvälisiä symboleja, voivat sen sijaan käyttää piirteettömän suorakulmion vinssien sijaan.

Vaihe 3: Kondensaattorin ymmärtäminen

Kondensaattori

Kapasitanssi on komponentin kyky tallentaa sähkövaraus. Voit ajatella sitä "kapasiteettina" varauksen tallentamiseen. Kondensaattoria voidaan ajatella vesisäiliönä. Voit täyttää kauhan vedellä ja se pitää sen niin kauan kuin kauhassa ei ole vuotoja tai reikiä. Kondensaattorin koko vastaa kauhan kokoa, mitä isompi kauha, sitä enemmän varausta/vettä siihen mahtuu. Farad mittaa kondensaattoreiden kykyä tallentaa varausta, mitä suurempi luku, sitä enemmän varausta/energiaa se voi tallentaa. Tässä projektissa käytämme 470 mikro-farad-kondensaattoria. Yleisesti käytettyjä kondensaattorisymboleja on kaksi. Yksi symboli edustaa polarisoitua (yleensä elektrolyytti- tai tantaalikondensaattoria) ja toinen ei-polarisoituja korkkeja. Kussakin tapauksessa on kaksi liitintä, jotka kulkevat kohtisuoraan levyihin. Yhden kaarevan levyn symboli osoittaa, että kondensaattori on polarisoitu. Kaareva levy edustaa kondensaattorin katodia, jonka pitäisi olla pienemmällä jännitteellä kuin positiivinen anoditappi. Plusmerkki voidaan myös lisätä polarisoidun kondensaattorisymbolin positiiviseen nastaan.- Lisätietoja

Vaihe 4: Tunnista positiiviset puolet

Aika luoda piirikaverisi!

Tunnista pidempi kondensaattorijalka- se on positiivista! Kondensaattori osoittaa myös negatiivisen puolen, jossa on raita ja - symboli kyljellään. Käännä vastuksen avulla- kierrä positiivisen jalan ympäri takaa ja kierrä ylöspäin- Taivuta kondensaattorijalkaa alhaalta seisomaan

Vaihe 5: Diodin/LEDin - valoa emittoivan diodin ymmärtäminen

Diodi

Diodi on puolijohdekomponentti, joka sallii elektronien virtauksen vain yhteen suuntaan. Sen kaavamainen symboli näyttää eräänlaiselta nuolelta, joka osoittaa sähkön virtaussuunnan. Siinä on myös pystysuora viiva nuolen kärjessä, joka edustaa virtauksen estämistä vastakkaiseen suuntaan. Tässä piirissä käyttämämme LED -valo lähettää valoa, kun virta virtaa, ja sitä kutsutaan valoa emittoivaksi diodiksi. Diodit ovat polarisoituja, joten niillä on positiivinen (anodi) ja negatiivinen (katodi) puoli, ja ne vaativat jotain tunnistamaan, mikä on mikä. Useimmilla diodeilla on pidempi jalka, jotta voit tietää, mikä on positiivinen puoli. LED -valo kestää vain vähän virtaa ja voi vaurioitua, jos se kytketään suoraan akkuun. Virta mitataan ampeereina, mikä edustaa elektronien virtausta. Tyypilliset diodit voivat käsitellä noin 10-20 milliampeeria virtaa turvallisesti. Piirimme vastukset vähentävät virtaa ja suojaavat diodia vaurioitumiselta. Ajattele sitä kuin yrität juoda vettä paloletkusta. Vatsa räjähtää! Vastukset tekevät siitä enemmän kuin juomisen puutarhaletkusta.

Vaihe 6: 2 positiivista tekee sen oikein

Tunnista pidempi LED-jalka- se on myös positiivista!

Käyttämällä edellistä vastusjohtoa- Kierrä liitäntä positiiviseen LED-johtoon- Vastus on kahden positiivisen johtimen liitin/ ja energian virtaus kondensaattorin ja LED-valon välillä.

Vaihe 7: Venytä kotia

Toisen vastusjohdon käyttäminen

Kierrä lyhyttä LED -johtoa alaspäin.

Vastus edustaa tiettyä vastusmäärää piirissä. Vastus on mitta siitä, miten sähkövirran virtausta vastustetaan tai "vastustetaan".

Vaihe 8: Tee silmukka

Taivuta vastuslangan pohja silmukan luomiseksi.

Silmukka on sinun kytkimesi!

Kytkin on komponentti, joka ohjaa sähköpiirin avoimuutta tai sulkeutumista. Ne mahdollistavat virtapiirin ohjaamisen piirissä.

Vaihe 9: Lataa ne

Kaverisi on valmis veloitettavaksi.

Liitä positiiviset jalat positiiviseen puoleen/ ja negatiiviset jalat 9 voltin akun negatiiviseen puoleen.

Pidä 2-5 sekuntia!

Kun akku on kytketty sarjavastukseen ja kondensaattoriin, alkuvirta on korkea, kun akku siirtää varausta kondensaattorin yhdeltä levyltä toiselle.

Vaihe 10: Kytkimen ymmärtäminen

Kytkin

Kytkin on komponentti, joka ohjaa sähkön virtausta. Peruskytkimessä on 2 asentoa auki ja kiinni. Kun kytkin on "auki", se tarkoittaa, että sähkö ei voi kulkea sen läpi ja se näkyy yllä olevassa kuvassa. Se osoittaa, että 2 johtoa ei ole kytketty. Kun kytkin on "suljettu", se luo "oikosulun", joka voidaan esittää kytkimen porttiosana suljettuna, jossa näkyy 2 kytkettyä johtoa ja sitten sähkö voi virrata puolelta toiselle. Piirimme kytkin on piirikaverimme käsivarsi, jolla on silmukka ja jota voidaan koskettaa hänen jalkaansa. Kun kytkin on suljettu, energia virtaa varautuneesta kondensaattorista ensimmäisen vastuksen, LED -valon ja sitten toisen vastuksen läpi ja päättyy lopulta kondensaattorin negatiiviselle puolelle. Piiri on valmis, kun virta voi virrata korkeimmasta jännitteestä pienimpään jännitteeseen komponenttisilmukan kautta. Jännite mitataan voltteina ja edustaa piirissä olevaa sähköpotentiaalia tai "sähköistä painetta". Meidän tapauksessamme lataamme kondensaattoria 9 volttiin. Kun suljet kytkimen, jännite laskee hitaasti, kun kondensaattori tyhjenee vastuksen ja LED -valon kautta. Kun jännite laskee, LED -valo loistaa vähemmän kirkkaasti, kunnes lopulta jännite on liian alhainen LED -valon sytyttämiseksi ja kondensaattori purkautuu. Koskettamalla kondensaattoria 9 V: n paristoon, täytät sen takaisin 9 V: iin.

Vaihe 11: Simon sanoo "Kosketa jalkasi!"

Kosketa silmukkavartta negatiiviseen jalkaan

Kun ystäväsi syttyy- tiedät, että hänet on ladattu ja piirisi on hyvä!

Vaihe 12: Valmis pelaamaan

Kaverisi voidaan ladata niin monta kertaa kuin tarvitset!

Sähköpiiri on polku tai linja, jonka läpi virta kulkee. Polku voi olla suljettu (liitetty molemmista päistä), jolloin se on silmukka. Suljettu piiri mahdollistaa sähkövirran kulun. Se voi myös olla avoin piiri, jossa elektronivirta katkeaa, koska polku on katkennut. Avoin piiri ei salli sähkövirran kulkua.

Vaihe 13: Ystävystyminen

Voit käyttää kaveriasi yhteydenpitoon muihin kavereihin! Katso energian virtausta!

Vaihe 14: Tiede hauskan takana

Tämä oppitunti opettaa oppilaille elektroniikkapiirin toiminnan perusteet ja neljän yksinkertaisen elektronisen komponentin toiminnot. Kondensaattori, vastus, kytkin ja diodi (itse asiassa LED-valodiodi).

Oppilaat loivat yksinkertaisen elektronisen piirin kiertämällä komponenttijohdot (johdot) yhteen oikeassa järjestyksessä. Piiri muistutti pientä robottimiestä, kun se oli yhdistetty LEDiin päänsä varten. Kondensaattori latautui koskettamalla sitä 9 voltin akkuun, kondensaattori piti latausta, kunnes kytkin (vastusjohto, jota ei ole kytketty, on kytkin) suljetaan ja LED palaa, kunnes kondensaattori purkautuu.

Tiede on hauskaa!

Hyvää luomista!