Pelajaran Teach
Hukum Ohm dengan Hive: ukur arus sebenar
Murid menggunakan litar perintang yang telah disediakan dalam LabsLand Hive, mengukur arus sebenar dengan multimeter dalam mod arus terus dan menyemak sama ada hasilnya sepadan dengan V = I · R.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Membezakan voltan, arus dan rintangan dalam litar ringkas.
Mengukur arus dalam litar Hive sebenar tanpa mengubah susunan selamat yang telah disediakan.
Menukar ukuran daripada mA kepada A dan membandingkannya dengan pengiraan teori.
Menggunakan hukum Ohm untuk menjelaskan mengapa rintangan yang lebih tinggi mengurangkan arus apabila voltan kekal tetap.
Menulis kesimpulan ringkas berdasarkan data sebenar dan model V = I · R.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
1 · Sediakan model: perkara yang akan anda ukur
10 min
Dalam aktiviti ini, anda akan menggunakan makmal jauh Hive untuk mengukur arus sebenar. Litar rujukan mempunyai sumber 5 V, empat perintang dan multimeter yang disambungkan untuk mengukur arus terus.
Tiga istilah penting:
- Voltan: “tolakan” elektrik daripada sumber. Voltan diukur dalam volt (V).
- Arus: jumlah cas elektrik yang melalui litar setiap saat. Arus diukur dalam ampere (A) atau miliampere (mA).
- Rintangan: ukuran sejauh mana litar menghalang aliran arus. Rintangan diukur dalam ohm (Ω).
Hukum Ohm menghubungkan ketiga-tiga kuantiti itu:
Hukum Ohm
V = I \cdot R
Jika voltan dan rintangan setara diketahui, kita juga boleh mengira arus:
Arus daripada voltan dan rintangan
I = \frac{V}{R}
Dalam litar yang akan anda gunakan, rintangan setaranya kira-kira 1.95 kΩ, iaitu 1950 Ω. Sumbernya ialah 5.0 V.
Makmal Hive
Hive membolehkan anda mengukur litar sebenar dari jauh. Dalam aktiviti ini, anda akan menggunakan susunan yang telah disediakan supaya dapat menumpukan perhatian pada pengukuran dan tafsiran.
Litar yang akan diukur
Rajah ringkas litar Hukum Ohm A. Dalam Hive, litar ini sudah siap dipasang. Tugas anda adalah untuk mengukur arus dan membandingkan ukuran itu dengan model.
Sebelum membuka makmal, kira atau anggarkan arus yang anda jangka akan ukur. Tulis:
1. Rumus yang anda gunakan.
2. Penggantian nilai 5.0 V dan 1950 Ω.
3. Hasil dalam ampere dan, jika boleh, dalam miliampere.
Lengkapkan penukaran: 1 mA = ____ A. Kemudian jelaskan mengapa bacaan kira-kira 2.5 mA tidak bermaksud 2.5 A.
2 · Buka Hive dan ukur arus
15 min
Anda akan menggunakan litar Ohm's law A (Hukum Ohm A). Matlamat anda adalah untuk memperoleh satu ukuran arus daripada susunan yang dibuka oleh Teach dalam Hive dengan litar sudah dimuatkan.
Mod pengukuran
Jangan tukar multimeter kepada mod voltan dalam litar ini. Susunan ini telah disediakan untuk mengukur arus terus. Jika anda mengubah mod atau pendawaian, pengukuran mungkin gagal atau disekat.
Buka Hive dan ukur Hukum Ohm A
Buka makmal Hive daripada aktiviti ini.
Tunggu sehingga litar Ohm's law A kelihatan sudah dimuatkan pada papan.
Pastikan bar alat menunjukkan Multimeter. Susunan pramuat telah memilih sambungan arus terus.
Jangan ubah wayar, perintang atau pemilih multimeter.
Tekan Perform Measurement (Lakukan Pengukuran). Label butang ini kekal dalam bahasa Inggeris walaupun halaman Hive dipaparkan dalam bahasa Sepanyol.
Selepas ukuran selesai, tekan Multimeter untuk melihat paparan. Akhiran mDC pada paparan bermaksud arus terus pada skala miliampere; rekodkan nombor itu sebagai mA dalam jadual. Contohnya, 2.544 mDC direkodkan sebagai 2.544 mA.
Rekod pengukuran
Lengkapkan jadual dengan bacaan yang ditunjukkan oleh Hive. Jika panel Multimeter memaparkan akhiran mDC, rekodkan nombor itu sebagai mA. Kekalkan data yang diberi dan isi baris kosong dengan ukuran anda, penukarannya serta perbezaan antara arus yang diukur dengan arus yang dikira.
| Kuantiti | Nilai | Unit |
|---|---|---|
Tulis dengan tepat nilai yang ditunjukkan oleh Hive dan cara anda memasukkannya ke dalam rekod. Jika paparan menggunakan akhiran mDC, nyatakan bahawa anda merekodkannya sebagai mA, kemudian tunjukkan penukaran kepada A.
3 · Bandingkan ukuran dengan hukum Ohm
12 min
Sekarang bandingkan hasil sebenar anda dengan model. Jangan jangka kedua-duanya sepadan hingga tempat perpuluhan terakhir: komponen sebenar mempunyai toleransi dan makmal menggunakan alat sebenar. Perkara penting ialah menentukan sama ada tertib magnitud dan nilai anggaran itu munasabah.
Bandingkan arus yang anda ukur dengan nilai yang dikira (0.00256 A, kira-kira 2.56 mA). Jawab dalam 4–5 ayat:
1. Adakah ukuran anda hampir dengan nilai yang dikira?
2. Adakah perbezaannya kecil, sederhana atau besar?
3. Apakah bukti daripada rekod anda yang digunakan untuk membuat keputusan?
4. Adakah hasil itu menyokong hukum Ohm untuk litar ini? Jelaskan sebabnya.
Jika sumber kekal pada 5 V tetapi rintangan setara digandakan (kira-kira 3900 Ω), apakah arus yang anda jangka?
Sebuah kumpulan menulis 2.53 A dalam jadual walaupun makmal menunjukkan 2.53 mA. Apakah masalahnya?
4 · Perbincangan kelas: perkara yang ditunjukkan oleh litar
6 min
Bandingkan ukuran anda dengan ukuran kumpulan lain. Jika kedua-dua ukuran serupa, buktinya lebih kukuh. Jika tidak, semak tiga perkara dahulu:
1. sama ada kedua-dua kumpulan menggunakan litar Ohm's law A;
2. sama ada kedua-dua kumpulan menulis unit dengan betul (mA atau A);
3. sama ada kedua-dua kumpulan membiarkan multimeter dalam mod arus terus.
Jika anda membandingkan hasil di dalam kelas, tulis dua ukuran daripada kumpulan lain dan nyatakan sama ada ukuran itu serasi dengan ukuran anda. Sentiasa sertakan unit.
5 · Kesimpulan
7 min
Kesimpulan dakwaan–bukti–penaakulan
Tulis kesimpulan yang mempunyai tiga bahagian:
- Dakwaan: nyatakan sama ada ukuran anda menyokong hukum Ohm dalam litar ini.
- Bukti: nyatakan arus yang anda ukur dan nilai yang dikira.
- Penaakulan: jelaskan mengapa perbandingan V, I dan R membolehkan anda membuat keputusan itu.