Teach Lecții cu laboratoare la distanță

Lecție Teach

Trei lumini, ramuri independente

Testează ce se întâmplă într-o ramură cu LED când alte ramuri folosesc aceeași alimentare.

  • Electronica - Hive
  • 40 min
  • Gimnaziu și început de liceu, 14–16 ani
  • ro
  • Electronics · Physics · Technology

Autentifică-te cu un cont de profesor pentru a pregăti o sesiune. Elevii intră folosind un cod de clasă.

Schema circuitului: alimentarea pozitivă trece printr-un rezistor și ajunge la anodul LED-ului; catodul revine la zero volți. Un voltmetru este conectat în paralel cu rezistorul, nu în serie.
Electronica - Hive

Rezultatele învățării

  • Compararea curentului ramurii verzi cu una, două și trei ramuri în paralel.

  • Explicarea independenței ramurilor și diferențierea curentului de ramură de curentul total.

Previzualizarea activității elevului

Conținutul activității

Doar previzualizare. Într-o sesiune de clasă, elevii pot completa răspunsurile și pot trimite lucrarea profesorului.

1

O lumină în plus ia ceva de la celelalte?

5 min

Imaginează-ți că adaugi un indicator luminos la un panou de control. Va scădea curentul prin primul pentru că acum trebuie să îl «împartă»? Hive permite compararea unui LED verde singur, a celui verde împreună cu cel roșu și a tuturor celor trei culori. Fiecare ramură are propriul rezistor de 1 kΩ; toate ramurile sunt conectate între aceeași alimentare și masă.

La o tensiune fixă de 5 V, prezice cum adăugarea ramurilor roșie și galbenă va modifica curentul din ramura verde. Explică raționamentul.

2

Adaugă ramuri, păstrează aceeași măsurare

22 min

Înțelege circuitul

Butonul laboratorului deschide un circuit deja cablat pe echipamente reale. O ramură este o cale de curent care conține un rezistor și un LED. LED-ul are un anod (A) și un catod (K); orientarea lor este deja stabilită. Selectează DC Power (sursă de tensiune continuă) pentru a citi sau modifica alimentarea pozitivă și Multimeter (multimetru) pentru a citi tensiunea măsurată. Apasă Perform Measurement (efectuează măsurarea) după fiecare modificare și așteaptă actualizarea rezultatului și a fotografiilor echipamentului. Simpla schimbare a unei setări nu produce un rezultat nou. Pentru reglarea tensiunii cu tastatura, mută focalizarea pe butonul rotativ: Stânga/Dreapta schimbă pasul; Sus/Jos schimbă valoarea. Verifică tensiunea afișată înainte de măsurare.

Multimetrul citește tensiunea la bornele rezistorului, notată $V_R$. Înregistrează VDC în volți; împarte o valoare în mV la 1 000. De exemplu, 240 mV = 0,240 V. Dacă afișajul arată uV (microvolți, µV), împarte la 1 000 000: 300 uV = 0,000300 V. Pentru un rezistor de 1 kΩ, $I\,\text{(mA)}=V_R\,\text{(V)}$. Astfel calculezi curentul din tensiunea măsurată și rezistența indicată.

Folosește fotografiile camerei pentru a observa luminile reale. Estimated glow (strălucire estimată) din desen ilustrează ultimul rezultat și nu este o măsurare a luminii; dezactivează această opțiune când compari imaginile camerei. Dacă reflexiile împiedică distingerea luminii, alege Neclar, fără să presupui că LED-ul este stins. Echipamentul are și indicatoare de stare. Dacă LED-ul circuitului nu se distinge clar, păstrează același circuit și aceeași tensiune și apasă din nou Perform Measurement. Așteaptă actualizarea rezultatului și a fotografiilor, apoi observă din nou LED-ul. Notează pe scurt în răspunsurile scrise prima citire, citirea repetată și orice modificare a vizibilității; folosește rezultatul repetării în tabel. Dacă LED-ul rămâne greu de distins, alege Neclar. Nu trage concluzii după o altă lumină și nu repeta până obții răspunsul așteptat.

Citește numele echipamentului de sub fiecare rezultat: măsurători succesive pot folosi unități Hive fizice diferite. Diferențele mici pot proveni, așadar, de la componente diferite. Un rezultat etichetat ca înregistrare anterioară nu este o măsurătoare nouă, independentă.

Păstrează protecția circuitului

Păstrează cablarea și rezistoarele pregătite. Folosește numai alimentarea pozitivă de 0–5 V, între 1 și 5 V în această activitate. Nu conecta un LED direct la sursă. Nu modifica celelalte surse sau generatorul de funcții. Multimetrul este deja conectat la bornele unui rezistor: păstrează modul tensiune continuă, niciodată modul curent sau rezistență.

Schema circuitului: alimentarea pozitivă trece printr-un rezistor și ajunge la anodul LED-ului; catodul revine la zero volți. Un voltmetru este conectat în paralel cu rezistorul, nu în serie.

Citește tensiunea la bornele rezistorului pentru a calcula curentul prin acea ramură. A și K identifică terminalele LED-ului.

Trei căi paralele au în comun alimentarea pozitivă și zero volți. Fiecare cale are propriul rezistor de 1 kiloohm și un LED etichetat verde, roșu sau galben. Voltmetrul măsoară numai pe rezistorul ramurii verzi.

Urmărește o ramură completă de la alimentare la masă. Voltmetrul este conectat numai la rezistorul ramurii verzi.

Schimbarea circuitelor

Când termini cu un circuit, ieși din sesiunea Hive și revino la această activitate înainte să deschizi următorul buton de laborator. Fiecare buton încarcă propriul circuit; nu reutiliza circuitul anterior și nu recabla multimetrul.

Doar verde

  1. Doar verde

  2. Confirmă 5 V și păstrează multimetrul la bornele rezistorului de 1 kΩ al ramurii verzi. Măsoară, completează rândul Doar verde și ieși din Hive.

Disponibil într-o sesiune de clasă

Verde + roșu

  1. Verde + roșu

  2. Confirmă 5 V și păstrează multimetrul la bornele rezistorului de 1 kΩ al ramurii verzi. Măsoară, completează rândul Verde + roșu și ieși din Hive.

Disponibil într-o sesiune de clasă

Verde + roșu + galben

  1. Verde + roșu + galben

  2. Confirmă 5 V și păstrează multimetrul la bornele rezistorului de 1 kΩ al ramurii verzi. Măsoară, completează rândul Verde + roșu + galben și ieși din Hive.

Disponibil într-o sesiune de clasă

Repetă doar verde

  1. Repetă doar verde

  2. Deschide acest ultim circuit la 5 V, măsoară din nou pe rezistorul ramurii verzi și completează Doar verde, repetare. Verifică numele echipamentului: poate fi o altă unitate Hive fizică.

Disponibil într-o sesiune de clasă

Rezultate

Folosește patru rânduri, mereu la 5 V. În fiecare circuit, multimetrul măsoară numai pe rezistorul ramurii verzi. Introdu V_R în V și I_green în mA (aceeași valoare numerică la 1 kΩ). Observă LED-ul verde, nu luminozitatea totală a echipamentului. Folosește ultimul buton de repetare pentru ultimul rând și lasă rândurile suplimentare goale.

Circuit Tensiune pe rezistorul ramurii verzi V Curent în ramura verde mA LED verde în cameră
3

Separă curentul de ramură de curentul total

13 min

Scade primul curent măsurat cu LED-ul verde singur din curentul ramurii verzi în circuitul cu trei culori. Indică diferența cu semn în mA și arată cele două valori folosite.

Adăugarea ramurilor a schimbat mult curentul din ramura verde? Folosește cele trei configurații și repetarea pentru a explica ce concluzie susțin rezultatele.

Răspunde în scris fără să modifici circuitul: această citire a multimetrului oferă curentul total furnizat tuturor celor trei ramuri? Explică ce curent permite determinarea și ce măsurări suplimentare ar fi necesare pentru total.

Ce ai verifica înainte de a atribui unei ramuri în plus o mică diferență dintre măsurători?

Trimite

După toate măsurările, ieși din Hive și revino aici. Marchează practica de laborator ca finalizată, verifică fiecare rând și răspuns obligatoriu, apoi trimite activitatea.

Transformă previzualizarea într-o sesiune de clasă

Continuă la LabsLand Teach pentru a folosi lecția cu elevii și a verifica accesul contului.