Прости вериги

Домашни експерименти върху прости вериги

Фондация „Йоахим Херц“

Опасност

Използвайте само източници на ток до 24 волта за ученически експерименти. Гнездата и захранващите блокове, които генерират по-високо напрежение, са животозастрашаващи!

Електрически връзки

Изисквания към материала

1 батерия (за предпочитане 4,5 V празна батерия)
Крушка за фенерче (напр. 6V 0.3A),

опит
Съберете полюсите на батерията и връзките на крушката, както е показано на скиците. Посочете за кой експеримент е включена светлината.

Моля, тествайте само за кратко, дали крушката светва, тъй като при някои опити батерията се черпи, без крушката да свети.

Фондация „Йоахим Херц“

Връзките на източник на захранване (например батерия, захранващ блок, слънчева клетка, контакт) се наричат полюси. Маркирайте двата полюса на следните източници на захранване с цветни стрелки и, ако е възможно, с "+" и "-".

Фондация „Йоахим Херц“

Маркирайте двете връзки на крушката.

Затворена верига

Фондация „Йоахим Херц“

задача

Изградете показаната схема и начертайте съответната електрическа схема.

Изключете различни връзки между кабели и компоненти във веригата или завъртете крушката от контакта и наблюдавайте промените във всеки отделен случай.

Ако лампата с нажежаема жичка във веригата светне, т.е. веригата работи, тогава физикът говори за такава затворена верига, в която тече ток. Трябва да се опитате да разберете избора на тези термини с помощта на следните задачи.

задача

Опитайте се да намерите „затворен кръг“ във веригата и във вашата електрическа схема („кръгът“ също може да бъде с някаква форма на яйце) и нарисувайте този „затворен кръг“ в цвят.

В биологията се говори за кръвообращението, а във физиката за „електрическата верига“. Запишете ясно в таблица кои части от кръвния поток биха могли да съответстват на компонентите на електрическата верига.

ON-OFF верига

Фондация „Йоахим Херц“

задача

Изградете веригата, която търсите, и начертайте съответната електрическа схема.

Често настройките и поведението на компонентите във веригата се показват ясно под формата на таблица. Двете позиции на превключвателя са представени с цифрите „0“ за „отворено“ или „изключено“ и „1“ за „затворено“ или „включено“. Дали лампата с нажежаема жичка е тъмна или осветена, се показва и от цифрите „0“ за „тъмно“ и „1“ за „осветено“.

Използвайте вашата схема, за да попълните следната таблица.

Превключвател S	Лампа L
0
1

Превключвателят S може също да бъде в друга точка на веригата, напр. да се монтира в долната тръба. Обяснете дали и ако да, как това би повлияло на горната таблица и по този начин на функцията на превключвателя.

И верига

Фондация „Йоахим Херц“

задача

Вашата задача е да проучите как е изградена схемата, която се използва тук. Затова търсим верига с електрически източник (напр. Батерия), крушка (която означава машината) и два превключвателя за изключване, при които крушката свети само когато и двата ключа са затворени.

Изградете веригата, която търсите, и начертайте съответната електрическа схема.

Използвайте вашата схема, за да попълните следната таблица.

Превключвател S1	Превключвател S2	Лампа L
0	0
1	0
0	1
1	1

Обяснете в изречение, което съдържа думата „и“ защо веригата, която търсите, се нарича верига И.

ИЛИ верига

Повечето апартаменти имат два звънеца: Един отвън на градината или входната врата и втори директно върху вратата на апартамента. Звънът на вратата звъни - независимо дали натискате бутона на вратата на входната врата или на вратата на апартамента.

задача

Вашата задача е да проучите как е изградена схемата, която се използва тук. Така че ние търсим верига с електрически източник (напр. Батерия), крушка (която означава машината) и два превключвателя за изключване, в които крушката винаги свети, когато един от двата ключа е затворен.

Изградете веригата, която търсите, и начертайте съответната електрическа схема.

Използвайте вашата схема, за да попълните следната таблица.

Превключвател S1	Превключвател S2	Лампа L
0	0
1	0
0	1
1	1

Обяснете в изречение, което съдържа думата „или“ защо веригата, която търсите, се нарича ИЛИ верига.

Превключване

Фондация „Йоахим Херц“

задача

Начертайте електрическата схема и изградете веригата.

Попълнете следната таблица с помощта на вашата схема (или, ако е необходимо, симулацията).

Превключвател S1	Превключвател S2	Лампа L
1	1
1	2
2	1
2	2

Вили описва схемата си по следния начин: "Независимо с кой от двата превключвателя работите: ако крушката е била изключена преди, тогава тя светва след това, ако е била включена преди, тогава тя се изключва след това." Проверете дали Вили е прав.

Обяснете къде се използва веригата на Willis в ежедневието.

Кръстосана връзка

Карин е намерила симулация на верига с електрически източник, крушка, два превключвателя и кръстосан превключвател.

задача

Използвайте симулацията, за да попълните следната таблица.

Превключвател S1	Превключвател S2	Превключвател 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

Карин описва веригата си по следния начин: „Независимо с кой от трите превключвателя работите: ако крушката е била изключена преди, тогава тя светва след това, ако е била включена преди, тогава тя се изключва след това“. Проверете дали Карин е права.

Обяснете къде веригата на Карин се използва в ежедневието.

Последователна връзка

Фондация „Йоахим Херц“

задача

Изградете показаната схема и начертайте съответната електрическа схема.

Обяснете защо тази връзка на две лампи с нажежаема жичка се нарича последователна връзка.

Проучете какво се случва, ако една от двете крушки се счупи. За да направите това, изключете една от двете крушки от контакта (или щракнете върху една от двете крушки като „дефектна“ в симулацията). Формулирайте резултата си под формата на „Ако. тогава. защото. „Изречение.

Проучете как яркостта на двете крушки се сравнява с яркостта на една крушка. Проучете това, като временно замените една от двете крушки със съединение.

Идеи за по-нататъшни експерименти

Поставете трета крушка "последователно" във веригата и отново проучете какво се случва, ако една от трите крушки се счупи и как яркостта на трите крушки се сравнява с яркостта на една или две крушки.

Разширете веригата с превключвател за включване/изключване, който включва и изключва двете крушки.

Паралелна връзка

Фондация „Йоахим Херц“

задача

Изградете показаната схема и начертайте съответната електрическа схема.

Обяснете защо тази връзка на две крушки се нарича паралелна връзка.

Проучете как яркостта на двете крушки се сравнява с яркостта на една крушка. Разберете това, като завъртите за кратко една от двете крушки от контакта.

Идеи за по-нататъшни експерименти

Вградете трета крушка "паралелно" във веригата и проучете отново какво се случва, ако една от трите крушки се счупи и как яркостта на трите крушки се сравнява с яркостта на една или две крушки.

Разширете веригата с превключвател за включване/изключване, който включва и изключва двете крушки. Пазете се от късо съединение!

Разширете веригата с превключвател за включване/изключване, който включва и изключва само една от двете крушки. Пазете се от късо съединение!

Проводници и изолатори

материал

Батерия (за предпочитане 4.5V празна батерия)
Крушка за фенерче (напр. 6V/0,3A),
приблизително 2 м електрически кабел,
Метални кламери,
Метални палци,
Дървена дъска (иглолистна дървесина)
Цокъл за крушка

Забележка за технически по-добрите опции: Вместо евтините решения за държач на батерията, държач на крушка и превключвател, показани на работните листове, можете да използвате и други решения, ако са налични.