Circuit Buddies - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie Strom funktioniert? So wie Blutgefäße Blut durch den Körper transportieren, leiten Drähte in einem Stromkreis elektrische Ströme durch verschiedene Teile eines elektronischen Systems.

Was ist eine Schaltung? Ein Stromkreis ist ein Pfad, der elektrische Ströme bewegt. Dieser Strom wird verwendet, um Licht und andere elektronische Geräte mit Strom zu versorgen, die wir täglich nutzen.

Diese Lektion vermittelt den Schülern die Grundlagen der Funktionsweise einer elektronischen Schaltung und die Funktionsweise von vier einfachen elektronischen Komponenten. Kondensator, Widerstand, Schalter und Diode. Sie lernen auch die Schaltplansymbole für die Komponenten.

SC.5. P.11.1

Untersuchen und veranschaulichen Sie die Tatsache, dass der Stromfluss einen geschlossenen Kreislauf (eine vollständige Schleife) erfordert.

Lieferungen

1 LED-

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

1 KONDENSATOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

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

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

9-Volt-Batterie - 1 kann für eine Gruppe von bis zu 10 Schülern verwendet werden

Schritt 1: Sammeln von Verbrauchsmaterialien

1 LED -

1 KONDENSATOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

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

9-Volt-Batterie - 1 kann für eine Gruppe von bis zu 10 Schülern verwendet werden

Schritt 2: Den Widerstand verstehen

Der Widerstand

Die grundlegendsten Schaltungskomponenten und Symbole! Ein Widerstand "widersteht" dem Elektronenfluss. Sie können sich einen Widerstand als Rohre unterschiedlicher Größe vorstellen. Je größer das Rohr, desto leichter kann das Wasser fließen, je kleiner das Rohr, desto härter ist es. Wenn Sie einen Milchshake kaufen und einen großen dicken Strohhalm nehmen und den Milchshake trinken, ist es einfach, aber wenn Sie denselben Milchshake mit einem kleinen Strohhalm wie einem Kaffeerührer trinken, wird es sehr schwierig. Sie können den Milchshake auch schnell mit dem größeren Strohhalm trinken als mit dem kleineren. Die Größe des Widerstands in unserer Schaltung begrenzt, wie schnell der Kondensator seine Ladung entleert. Es schützt auch unsere LED davor, zu viel Strom zu bekommen und beschädigt zu werden. Das besprechen wir später.

Der Widerstand wird in Ohm gemessen, je höher der Wert, desto mehr Widerstand gegen den Elektronenfluss. Je höher der Widerstand, desto kleiner der Strohhalm in unserem Milchshake-Beispiel.

Widerstände in einem Schaltplan werden normalerweise durch einige Zick-Zack-Linien dargestellt, wobei sich zwei Anschlüsse nach außen erstrecken. Schaltpläne, die internationale Symbole verwenden, können stattdessen ein merkmalloses Rechteck anstelle der Kringel verwenden.

Schritt 3: Den Kondensator verstehen

Der Kondensator

Die Kapazität ist die Fähigkeit eines Bauteils, eine elektrische Ladung zu speichern. Sie können es sich als die "Kapazität" vorstellen, eine Ladung zu speichern. Einen Kondensator kann man sich wie einen Eimer Wasser vorstellen. Sie können diesen Eimer mit Wasser füllen und er hält ihn, solange keine Undichtigkeiten oder Löcher im Eimer sind. Die Größe des Kondensators entspricht der Größe des Eimers. Je größer der Eimer, desto mehr Ladung / Wasser kann er aufnehmen. Der Farad ist das Maß für die Fähigkeit eines Kondensators, eine Ladung zu speichern. Je höher die Zahl, desto mehr Ladung / Energie kann er speichern. In diesem Projekt verwenden wir einen 470 Mikro-Farad-Kondensator. Es gibt zwei häufig verwendete Kondensatorsymbole. Ein Symbol steht für einen polarisierten (normalerweise Elektrolyt- oder Tantal-) Kondensator und das andere für nicht polarisierte Kappen. Es gibt jeweils zwei Anschlüsse, die senkrecht in Platten verlaufen. Das Symbol mit einer gekrümmten Platte zeigt an, dass der Kondensator polarisiert ist. Die gekrümmte Platte stellt die Kathode des Kondensators dar, die eine niedrigere Spannung haben sollte als der positive Anodenstift. Dem positiven Pin des polarisierten Kondensatorsymbols kann auch ein Pluszeichen hinzugefügt werden.-- Mehr erfahren

Schritt 4: Identifizieren Sie die positiven Aspekte

Zeit, Ihren Schaltungsbuddy zu erstellen!

Identifizieren Sie das längere Kondensatorbein – das ist das Positive! Der Kondensator kennzeichnet auch die negative Seite mit einem Streifen und einem - Symbol auf seiner Seite. Mit einem Widerstand - das Plusbein von hinten umdrehen und nach oben drehen - Den Kondensatorschenkel unten in den Stand biegen -

Schritt 5: Verstehen der Diode / LED - Leuchtdiode

Eine Diode

Eine Diode ist ein Halbleiterbauelement, das den Elektronenfluss nur in eine Richtung zulässt. Sein schematisches Symbol sieht aus wie ein Pfeil, der die Richtung zeigt, in die Strom fließen kann. Es hat auch eine vertikale Linie an der Spitze des Pfeils, die die Blockierung des Flusses in die umgekehrte Richtung darstellt. Die LED, die wir in dieser Schaltung verwenden, emittiert Licht, wenn Strom fließt und wird als lichtemittierende Diode bezeichnet. Dioden sind so polarisiert, dass sie eine positive (Anode) Seite und eine negative (Kathode) Seite haben und etwas erfordern, um zu identifizieren, was was ist. Die meisten Dioden haben ein längeres Bein, um Sie wissen zu lassen, was die positive Seite ist. Die LED kann nur wenig Strom verarbeiten und kann beschädigt werden, wenn sie direkt an die Batterie angeschlossen wird. Der Strom wird in Ampere gemessen, was den Elektronenfluss darstellt. Typische Dioden können ungefähr 10-20 Milliampere Strom sicher handhaben. Die Widerstände in unserer Schaltung verringern den Strom und schützen die Diode vor Beschädigungen. Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie versuchen, Wasser aus einem Feuerwehrschlauch zu trinken. Dein Magen würde platzen! Die Widerstände machen es eher wie das Trinken aus einem Gartenschlauch.

Schritt 6: 2 Positive machen es richtig

Identifizieren Sie das längere LED-Bein - Es ist auch das Positive!

Mit dem vorherigen Widerstandsdraht- Twist zum Anschluss an den positiven LED-Draht- Der Widerstand ist der Anschluss der 2 positiven Drähte / und der Energiefluss zwischen dem Kondensator und der LED.

Schritt 7: Home Stretch

Mit dem zweiten Widerstandsdraht-

Drehen Sie das kurze LED-Kabel nach unten.

Ein Widerstand repräsentiert einen bestimmten Widerstandswert in einer Schaltung. Der Widerstand ist ein Maß dafür, wie dem Fluss des elektrischen Stroms entgegengewirkt oder "widergesetzt" wird.

Schritt 8: Machen Sie eine Schleife

Biegen Sie die Unterseite des Widerstandsdrahts, um eine Schleife zu bilden.

Die Schleife ist Ihr Schalter!

Ein Schalter ist ein Bauteil, das die Offenheit oder Geschlossenheit eines Stromkreises steuert. Sie ermöglichen die Kontrolle über den Stromfluss in einem Stromkreis.

Schritt 9: Laden Sie sie auf

Ihr Buddy ist bereit, aufgeladen zu werden.

Verbinden Sie die positiven Beine mit der positiven Seite / und die negativen Beine mit der negativen Seite der 9-Volt-Batterie.

2-5 Sekunden halten!

Wenn eine Batterie an einen Reihenwiderstand und einen Kondensator angeschlossen ist, ist der Anfangsstrom hoch, da die Batterie Ladung von einer Platte des Kondensators zur anderen transportiert.

Schritt 10: Den Schalter verstehen

Der Schalter

Der Schalter ist eine Komponente, die den Stromfluss steuert. Der Basisschalter hat 2 Stellungen offen und geschlossen. Wenn ein Schalter "offen" ist, bedeutet dies, dass kein Strom durch ihn fließen kann und ist im Bild oben dargestellt. Es zeigt an, dass die 2 Drähte nicht angeschlossen sind. Wenn ein Schalter "geschlossen" ist, entsteht ein "Kurzschluss", der dargestellt werden kann, indem der Torteil des Schalters geschlossen ist und die 2 angeschlossenen Drähte zeigt, und dann kann Strom von einer Seite zur anderen fließen. Der Schalter in unserem Circuit ist der Arm unseres Circuit-Kumpels, der die Schlaufe hat und an seinem Bein berührt werden kann. Wenn der Schalter geschlossen ist, fließt Energie aus dem geladenen Kondensator durch den ersten Widerstand, durch die LED und dann durch den zweiten Widerstand und endet schließlich auf der negativen Seite des Kondensators. Ein Stromkreis ist geschlossen, wenn Strom von der höchsten Spannung zur niedrigsten Spannung durch unsere Komponentenschleife fließen kann. Spannung wird in Volt gemessen und stellt das elektrische Potenzial oder den "elektrischen Druck" dar, den ein Stromkreis hat. In unserem Fall laden wir unseren Kondensator auf 9 Volt auf. Wenn Sie den Schalter schließen, fällt die Spannung langsam ab, während sich der Kondensator durch die Widerstände und die LED entleert. Wenn die Spannung abfällt, leuchtet die LED weniger hell, bis die Spannung schließlich zu niedrig ist, um die LED zu leuchten und Ihr Kondensator entladen ist. Durch Berühren des Kondensators mit der 9V-Batterie füllen Sie diese wieder auf 9V auf.

Schritt 11: Simon sagt "Berühre dein Bein!"

Berühren Sie mit dem geschlungenen Arm das negative Bein.

Wenn Ihr Kumpel aufleuchtet, wissen Sie, dass er aufgeladen wurde und Ihre Schaltung in Ordnung ist!

Schritt 12: Spielbereit

Ihr Buddy kann so oft aufgeladen werden, wie Sie es brauchen!

Ein elektrischer Stromkreis ist ein Pfad oder eine Leitung, durch die ein elektrischer Strom fließt. Der Pfad kann geschlossen (an beiden Enden verbunden) sein, wodurch er zu einer Schleife wird. Ein geschlossener Stromkreis ermöglicht den elektrischen Stromfluss. Es kann sich auch um einen offenen Stromkreis handeln, bei dem der Elektronenfluss unterbrochen wird, weil der Pfad unterbrochen ist. Ein offener Stromkreis lässt keinen elektrischen Strom fließen.

Schritt 13: Freunde finden

Sie können Ihren Buddy verwenden, um sich mit anderen Buddys zu verbinden! Beobachten Sie den Energiefluss!

Schritt 14: Die Wissenschaft hinter dem Spaß

Diese Lektion vermittelt den Schülern die Grundlagen der Funktionsweise einer elektronischen Schaltung und die Funktionsweise von vier einfachen elektronischen Komponenten. Kondensator, Widerstand, Schalter und Diode (eigentlich die LED-Leuchtdiode).

Die Studenten erstellten eine einfache elektronische Schaltung, indem sie die Komponentenkabel (Drähte) in der richtigen Reihenfolge miteinander verdrillten. Die Schaltung ähnelte einem kleinen Robotermann, wenn sie mit einer LED für den Kopf zusammengebaut wurde. Der Kondensator wurde durch Berühren einer 9-Volt-Batterie aufgeladen, der Kondensator hielt seine Ladung, bis der Schalter (die nicht angeschlossene Widerstandsleitung ist der Schalter) geschlossen wurde und die LED leuchtete, bis der Kondensator entladen war.

Wissenschaft macht Spaß!

Frohes Schaffen!