Радни лист основне струје

Amplitude Modulation tutorial and AM radio transmitter circuit (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Радни лист основне струје

Основна електрична енергија


Питање 1

Која је сврха прекидача приказаног на овом шематски дијаграму "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00013к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Овај уређај је познат као прекидач, а његова сврха у овом кругу је да успостави или прекине електрични континуитет кола како би контролисао сијалицу.

Напомене:

Почетни ученици често проналазе терминологију за прекидаче, јер речи отворене и затворене звуче слично терминологији која се користи за врата, али не значе сасвим исту ствар када се користи у односу на прекидач! Како би избегли конфузију, питајте ученике како могу да размишљају о овим терминима на начин који је у складу са њиховим значењем у контексту електричног прекидача.

Једна аналогија која се користи за функцију прекидача, која има смисла са схематичком, је вучна линија: када је мост затворен (затворен), аутомобили могу да пређу; када је мост отворен (отворен), аутомобили не могу.

Питање 2

Која ће разлика бити уколико се прекидач налази на било којој од ове две алтернативне локације у кругу?

Открити одговор Сакриј одговор

Избор локација преклопника приказаних у два алтернативна дијаграма уопште не разликује. У сваком случају, прекидач врши исту контролу над сијалицом.

Напомене:

Ово је тежак концепт који неки ученици могу да савладају. Побрините се да сви схвате природу електричне струје и важност континуитета током целог кола. Можда је најбољи начин за ученике да савладају овај концепт је заправо изградити радне склопке батерија-прекидача. Подсјетите их да њихова "истраживања" ових питања не ограничавају само на читање књига. Није само валидно, већ је пожељно да експериментишу сами, све док су напони довољно ниски да нема опасности од шока.

Једна аналогија која се користи за функцију прекидача, која има смисла са схематичком, је вучна линија: када је мост затворен (затворен), аутомобили могу да пређу; када је мост отворен (отворен), аутомобили не могу.

Питање 3

Да ли овај прекидач (у затвореном стању) има малу отпорност или високу отпорност између својих терминала "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00027к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Затворени прекидач би требао имати низак отпор између својих терминала.

Напомене:

Питајте студенте шта би то значило ако затворени прекидач заправо мери изузетно отпорност између својих терминала. Познавање мерења било које електричне компоненте је веома важна вештина за решавање проблема.

Питање 4

Како можете користити мерач (или проводник проводљивости / континуитета) да бисте утврдили да ли је овај електрични прекидач у отвореном или затвореном стању?

Открити одговор Сакриј одговор

Већина мултиметара има опсег мерења отпорности ("Охмс сцале") који се може користити за проверу континуитета. Или помоћу мерача или проводљивог / континуираног тестера, мерите између два вијчана прикључка овог прекидача: ако је отпор низак (добра проводљивост), онда је прекидач затворен . Ако је измерени отпор бесконачан (без проводљивости), онда је прекидач отворен .

Напомене:

Ово је друго питање које се добро посвећује експериментирању. Изузетно важна вјештина за студенте који се развијају је како користити своју опрему за тестирање ради дијагнозе стања појединачних компоненти.

Јединствени извор једноставних (СПСТ) прекидача је продавница хардвера: користите исти тип прекидача који се користи за контролу светлости у домаћинству. Ови прекидачи су врло јефтини, робусни и долазе са вијцима за тешке услове за причвршћивање жице. Када се користе у малим пројектима на батерије, они су готово неуништиви!

Питање 5

Утврдите да ли ће сијалица напунити енергију за сваки од следећих прекида у кругу. Размотрите само једну паузу у исто време:

Изаберите једну опцију за сваку тачку:
• А: де-енергизе / нема ефекта
• Б: деактивирати / без ефекта
• Ц: деактивирати / без ефекта
• Д: деактивирати / без ефекта
• Е: деактивирати / без ефекта
• Ф: деактивирати / без ефекта
Открити одговор Сакриј одговор

• А: деактивирати
• Б: нема ефекта
• Ц: нема ефекта
• Д: нема ефекта
• Е: деактивирати
• Ф: нема ефекта

Напомене:

Ово питање је важно у ученичком процесу решавања проблема учења. Нагласите важност индуктивног размишљања: доношење општих принципа из одређених случајева. Шта понашање овог кола говори о електричном континуитету "ворксхеетел панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 6

Приказано је поједностављено представљање атома : најмања подела материје која се може изоловати физичким или хемијским методама.

Унутар сваког атома су неколико мањих битова материје зване честице . Идентификујте три различите врсте "елементарних" честица у атому, њихове електричне особине и њихове одговарајуће локације унутар атома.

Открити одговор Сакриј одговор

Неутрони се налазе у центру ("једро") атома, као и протони. Неутрони су електрично неутрални (без напајања), док протони имају позитиван електрични набој. Електрони који живе изван језгра имају негативне електричне струје.

Напомене:

Већина, ако не и сви, студенти ће бити упознати са моделом "соларног система" једног атома, од основног и средњег образовног образовања. У стварности, ипак, овај модел атомске структуре није толико тачан. Колико год да се зна, стварни физички изглед атома је пуно, много чуднији од овога!

Питање које се може појавити у дискусији јесте дефиниција "оптужбе". Нисам сигуран да ли је могуће фундаментално дефинирати шта је "оптужба". Наравно, можемо разговарати о "позитивним" и "негативним" оптужбама у оперативном смислу: како се одбијају оптужбе и привлаче оптужнице. Међутим, то нам заправо не говори шта је заправо. Ово филозофско потешкоће је уобичајено у науци: да би могли описати шта је нешто у смислу његовог понашања, али не њеног идентитета или природе.

Питање 7

Различити типови атома разликују се различитим бројем елементарних честица унутар њих. Одредити бројеве елементарних честица унутар сваког од ових типова атома:

• Карбон
• Водоник
• Хелијум
• Алуминијум

Хинт: потражите сваки од ових елемената на периодичној табели .

Открити одговор Сакриј одговор

Сваки атом угљеника је загарантован са 6 протона. Осим ако атом није електрично напуњен, садржиће и 6 електрона, како би се балансирали набоје протона. Већина угљеникових атома садржи 6 неутрона, али неке могу садржавати више или мање од 6.

Сваки атом водоника је загарантован да садржи 1 протон. Осим ако атом није електрично напуњен, он ће садржати и 1 електрон, како би се балансирао на један протон. Већина атома водоника не садржи неутроне, али неке садрже један или два неутрона.

Сваки атом хелијума гарантује да садржи 2 протоне. Осим ако атом није електрично напуњен, садржиће и 2 електрона, како би се балансирали набоје протона. Већина атома хелијума садржи 2 неутрона, али неки могу садржавати више или мање од 2.

Сваки атом алуминијума гарантује да садржи 13 протона. Осим ако је атом електрично напуњен, садржиће и 13 електрона, како би се балансирали наплатци протона. Већина алуминијумских атома садржи 14 неутрона, али неки могу садржавати више или мање од 14.

Док истражујете број честица унутар сваког од ових типова атома, можда ћете наићи на ове термине: атомски број и атомску масу (понекад називану атомска тежина ). Будите спремни да дискутујете шта значе ова два израза.

Напомене:

Обавезно питајте своје ученике какве су дефиниције нашли за "атомски број" и "атомска маса".

Препоручује се студентима да траже периодичне табеле како би им помогли у истраживању о овом питању. Наручивање елемената у периодичној таблици може изазвати неколико додатних питања као што су: "Зашто су различити елементи распоређени као овај" табли радне површине панела - подразумевани "ставке>

Питање 8

Од три врсте "елементарних честица" које чине атоме, утврдите који тип (и) утиче на следећа својства елемента:

• Хемијски идентитет атома (било да је атом азота, гвожђа, сребра или неког другог елемента).
• Маса атома.
• Електрични набој атому.
• Да ли је радиоактиван или не (спонтано дезинтегрисање језгра).
Открити одговор Сакриј одговор

• Хемијски идентитет атома: протона .
• Маса атома: неутрони и протони, ау много мањој мери електрона .
• Електрични набој атом: електрони и протони (без обзира да ли су бројеви једнаки).
• Било да је радиоактиван или не, неутрони, иако у неким случајевима може бити и протона, пошто не постоје познати "стабилни" (не-радиоактивни) изотопи одређених елемената, идентитет елемента који се строго одређује бројем протоне.

Напомене:

Никада не престане да ме фасцинира колико је основних особина елемената одређено једноставним бројем честица унутар језгра сваког атома.

У одговору, упознајем ријеч изотоп . Пустите ученицима да истраже шта овај израз значи. Немојте једноставно рећи!

Питање 9

Грчка реч за амбер (фосилизована смола) је електрон . Објасните како је ово постало реч која описује одређену врсту субатомске честице (електрон).

Открити одговор Сакриј одговор

Када се комад ћилибара покрије крпом, статички електрични набој се развија на оба објекта. Рани експериментатори су постулирали постојање невидљиве течности која је пренета између амбера и тканине. Касније је откривено да су ситне под атомарне честице представљале ову "течност", а им је дат и електрон .

Напомене:

Ово питање представља добру прилику да разговарамо о историји електричне енергије и како је његово разумијевање и мајсторство драстично променило животе људи. Обавезно поставите питања о Бењамину Франклину и моделирању електричне енергије као течности . Научним открићима често помажу модели, али их такође могу ометати. Френклинов модел електрицитета као течност је учинио и оба (конвенционална и електронска струја)!

Питање 10

Шта значи да објекат има електрични набој ? Наведите пример објекта који примају електрични набој, и описати како се тај наелектрисани објекат понаша.

Открити одговор Сакриј одговор

Да би објекат био електрично напуњен, мора имати или вишак или дефицит електрона између својих атома.

Уобичајени пример електричног пуњења објеката је трљање латекс балона на одјећу од вуне, или четкање ваше косе с пластичним чешаљком. Последице ових електричних наелектрисања веома су лако разумљиве!

Напомене:

Ово питање природно доводи до расправе о атомској теорији. Подстичите своје ученике да разговарају и истражују једноставне моделе атома, и како они служе за објашњење електричне енергије у смислу постављања електрона и кретања.

Питање 11

Колико електрона је садржано у једном кулону пуњења?

Открити одговор Сакриј одговор

Има 6, 25 × 10 18 електрона у једној цоуломб- у. Шта би се то појавило без коришћења научних записа? Напишите ову исту слику користећи најприкладнији метрички префикс.

Напомене:

Преглед малог математике овде: користећи научну нотацију за означавање веома великих (или веома малих) бројева.

Питање 12

Шта се догађа када се два предмета трљају заједно и статичка електрицна енергија?

Открити одговор Сакриј одговор

Када се одређене комбинације материјала утркују заједно, деловање трљања пренесе електроне из атома једног материјала на атоме друге. Ова неравнотежа електрона оставља претходни материјал позитивним пуњењем, а друга негативним пуњењем.

Напомене:

Изрази "позитиван" и "негативан" изгледају уназад у односу на савремени концепт електрона као носиоци пуњења. Обавезно дискутирајте о историјском аспекту ове терминологије (претпоставка Бењамина Франклина) и накнадну ознаку појединачног напона електрона као "негативног".

Питање 13

Много је лакше електрично "пунити" атом, него да измени свој хемијски идентитет (рецимо, од олова до злата). Шта ова чињеница указује на релативну покретљивост елементарних честица у атому?

Открити одговор Сакриј одговор

Електрони су много лакше уклонити или додати атому него протони. Разлог за то је и решење парадокса зашто протони се чврсто везују у језгру атома упркос њиховим идентичним електричним набојем.

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима о значају ове чињенице: да се електрони могу лако додавати или узети са атома, али да су протони (и неутрони за то) врло чврсто "везани" унутар једног атома. Шта се атоми понашају као да њихови протони нису били толико чврсто везани какви јесу?

Ми знамо шта се догађа са електронима неких атома када се супстанце истркују. Шта се могло десити са тим супстанцама ако протони нису толико чврсто везани као они?

Питање 14

Објасните шта електрични термини значе напон, струја и отпора, користећи сопствене речи.

Открити одговор Сакриј одговор

Напон: електрични "притисак" између две различите тачке или локација.

Струја: ток електрона.

Отпор: опозиција или "трење" до струје електрона.

Напон, струја и отпор су повезани кроз Охмов закон.

Напомене:

Иако је довољно лако за ученике да претражују дефиниције ових речи из било ког броја референци, важно је да их могу бацати у своје речи. Сећање на дефиницију није исто што и стварно разумевање, а ако студент не може описати значење термина користећи своје речи онда их дефинитивно не разумеју! Такође је корисно охрабрити студенте да дају реалне примјере ових услова.

Питање 15

Опишите шта је "струја", по сопственим речима.

Открити одговор Сакриј одговор

Ако имате потешкоћа у формулисању дефиниције за "струју", довољна је једноставна дефиниција "електричне струје". Оно што ја тражим је опис како електрична струја може постојати у чврстом материјалу као што је метална жица.

Напомене:

Ово питање није тако лако одговорити, јер се прво може појавити. Свакако, електрична струја се дефинише као "проток" електрона, али како електрони "протиче" кроз чврсти материјал као што је бакар? Како нешто пролази кроз чврсти материјал, у вези с тим?

Многе научне дисциплине оспоравају наше "разумне" идеје о стварности, укључујући наизглед чврсту природу одређених супстанци. Један од ослобађајућих аспеката научног истраживања је то што нас ослобађа од ограничења перцепције директног смисла. Кроз структурирано експериментисање и ригорозно размишљање, ми смо у стању да "видимо" ствари које би иначе било немогуће видети. Сигурно не видимо електроне својим очима, али можемо препознати њихово присуство специјалном опремом, измерити њихов покрет закључивањем других ефеката и емпиријски доказати да они стварно постоје.

У том смислу, научна метода је алат за проширење људских способности. Ваши ученици ће почети да искусавају узбуђење "радећи са невидљивим" док истражују струју и електричне токове. Ваш задатак је инструктор да подстакне и подстакне осећај чудеса у раду ваших ученика.

Питање 16

Која је разлика између материјала који су класификовани као проводници у односу на оне који су класификовани као изолатори, у електричном смислу ових речи?

Открити одговор Сакриј одговор

Електрични "проводници" нуде једноставан пролаз електричне струје кроз њих, док електрични "изолатори" немају. Основна разлика између електричног "проводника" и електричног "изолатора" је колико лако електрони могу да одступају од њихових одговарајућих атома.

За илустрацију покретљивости електрона у металној супстанци, истражите појмове електронски гас и "Електронско море" у хемијској референтној књизи.

Напомене:

Важно је схватити да електрични "проводници" и "изолатори" нису исти као термални "проводници" и "изолатори". Материјали који су изолатори у електричном смислу могу бити фер проводници топлоте (одређени силиконски гели који се користе као топлотно- трансфер флуида за хладњаке, на пример). Материјали који су проводници у електричном смислу могу бити фер изолатори у термичком смислу (нпр. Проводна пластика).

Питање 17

Идентификујте неколико супстанци које су добри проводници електричне енергије, као и неколико супстанци које су добри изолатори електричне енергије.

Открити одговор Сакриј одговор

Веома је лако истражити (и тестирати!) Да ли су различите супстанце или проводници или изолатори електричне енергије. Остављам овај задатак у својим веома способним рукама.

Напомене:

Ако ученици имају приступ једноставним мултиметрима, они могу вршити испитивања проводљивости различитих супстанци са њима. Ово је забавна и интересантна активност у учионици!

Питање 18

У најједноставнијим условима на које можете мислити, дефинишите шта је електрично коло .

Открити одговор Сакриј одговор

Електрично коло је било који непрекидни пут за електроне који одлазе од извора електричног потенцијала (напона) и назад.

Напомене:

Иако су дефиниције довољно лако истраживати и поновити, важно је да ученици науче да ове концепте изговарају сопственим ријечима. Тражећи од ученика да дају практичне примјере "кола" и "не-кругова", један је начин да се осигура дубље истраживање концепата него само памћење меморије.

Реч "круг", у локалној употреби, често се односи на било шта електрично. Наравно, то није тачно у техничком смислу израза. Студенти ће схватити да многи појмови које уче и користе на стручном или електроничком курсу заправо се не користе у заједничком говору. Реч "кратак" је још један пример: технички се односи на специфичну врсту грешке кола. Међутим, људи га често користе за било који тип електричних проблема.

Питање 19

Која је разлика између ДЦ и АЦ струје? Идентификујте неке заједничке изворе сваке врсте електричне енергије.

Открити одговор Сакриј одговор

ДЦ је акроним који значи Директни ток : то јест, електрична струја која се помера само у једном смеру. АЦ је акроним који означава алтернативну струју: то је електрична струја која периодично обнавља правац ("алтернативно").

Електрохемијске батерије генеришу ДЦ, као и соларне ћелије. Микрофони генеришу АЦ када зазоре звучне таласе (вибрације молекула ваздуха). Постоји много, много других извора ДЦ и АЦ струје него што сам овде споменуо!

Напомене:

Разговарајте о мало историје АЦ-а у односу на ДЦ у раним електроенергетским системима. У раним данима електричне енергије у Сједињеним Америчким Државама, дошло је до вруће дебате између употребе ДЦ и АЦ. Томас Едисон се заљубио у ДЦ, док су Георге Вестингхоусе и Никола Тесла заговарали АЦ.

Можда је вредно споменути да се скоро сва електрична енергија на свету генерише и дистрибуира као АЦ (алтернативна струја), а не као ДЦ (другим речима, Тхомас Едисон је изгубио АЦ / ДЦ битку!). У зависности од нивоа класе који предавате, ово је можда добро време да објасните зашто већина система напајања користи АЦ. У сваком случају, ваши ученици ће вероватно запитати зашто, па би требало да будете спремни да на било који начин одговорите на ово питање (или да их пријавите за своје сопствене резултате!).

Питање 20

Претпоставимо да градите кабину далеко од електроенергетског система, али желите да имате електричну енергију за напајање сијалица, радија, рачунара и других корисних уређаја. Одредите најмање три различита начина на који бисте могли генерисати електричну енергију за снабдевање електричном енергијом у овој кабини.

Открити одговор Сакриј одговор

Постоји неколико различитих уређаја који могу произвести електричну енергију за ову своју кабину:

• Генератор на моторни погон
• Соларна ћелија
• Термопил
• Ветрењача

За сваки од ових уређаја, који је њен принцип рада, и одакле она добија своју енергију?

Напомене:

За сваки од ових извора електричне енергије постоји више фундаментални извор енергије. Људи често погрешно размишљају о уређајима генератора као магичним изворима енергије, где су стварно ништа више од претварача енергије: претварање енергије из једног облика у други.

Питање 21

Где електрична енергија долази од те моћи вашој кући, или вашој школи или уличним светлима дуж путева, или многих пословних објеката у вашем граду? Увидићете да постоји много различитих извора и врста извора електричне енергије. У сваком случају, покушајте да одредите где је крајњи извор те енергије.

На пример, у бране хидроелектране, електрична енергија се генерише када пада вода врти турбину, која претвара електромеханички генератор. Али оно што стално води воду до своје "узбрдичне" локације тако да је процес континуиран? Који је крајњи извор енергије коју бране бране?

Открити одговор Сакриј одговор

Неки извори електричне енергије:

• Хидроелектране
• Нуклеарне електране
• Електране на угљу и нафту
• Електране на природни гас
• Електране на дрва
• Геотермалне електране
• Соларне електране
• Електране на плиму / таласу
Вјетрењаче

Напомене:

Велика тачка разговора је да скоро сви "извори" енергије имају заједничко порекло. Различити "извори" су само варијанти израза истог истинског извора (са изузетком, наравно!).

Питање 22

С обзиром на батерију и сијалицу, покажите како бисте повезали ова два уређаја заједно са жицом како бисте активирали сијалицу:

Открити одговор Сакриј одговор

Ово је најједноставнија опција, али не и једина.

Напомене:

Ово питање даје студентима добру прилику да разговарају о основном концепту кола. Врло је једноставно градити, сигурно, и треба га саставити сваки студент појединачно у разреду. Такође, нагласите како се једноставни овакви кругови могу саставити код куће као део "истраживачког" дела радног листа. Да истражите одговоре на питања у вези са радним листом не мора нужно значити да информације морају доћи из књиге! Подстакните експериментисање када се зна да су услови безбедни.

Ученици размишљају о свим важним концептима наученим у прављењу овог једноставног кола. Који општи принципи могу бити изведени из ове конкретне вежбе "ворксхеетпанел панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 23

Направите електрични схематски дијаграм круга где батерија даје електричну енергију жаруљици.

Открити одговор Сакриј одговор

Овај шематски дијаграм није једини исправан начин приказивања батерије напајања сијалице:

Друге оријентације компоненти унутар дијаграма су дозвољене. Међутим, оно што је важно је да постоји један, континуирани пут за електричну струју од батерије, сијалице и назад до другог прикључка батерије.

Напомене:

Импресс на ученике важност учења да "комуницира" на језику схематских дијаграма. Овде су симболи и конвенције међународне и не ограничавају се на употребу у Сједињеним Државама.

Питање 24

Већина електричних жица покривена је гуменом или пластичном превлаком под називом изолација . Која је сврха да ова "изолација" покрива металну жицу "# 24"> Открити одговор Сакриј одговор

Сврха изолације која покрива метални дио електричне жице је да спречи случајни контакт са другим проводницима струје, што може довести до ненамјерне електричне струје кроз те друге проводнике.

Напомене:

Не само да је ово питање практично са становишта разумевања функција кола, већ и из перспективе електричне сигурности. Зашто је важно да се жице изолују? Да ли су надземни електрични водови изоловани као жице које се користе у пројектима у учионицама? Зашто или зашто не? Како су изоловане електричне жице пре доласка савремене пластичне технологије?

Питање 25

У раним данима електричних инсталација, жице су се изоловале памуцним материјалом . Ово није више прихваћена пракса. Објаснити зашто.

Открити одговор Сакриј одговор

Памук, као и многа природна влакна, је електрични изолатор. . . док не постане мокро!

Напомене:

Ово питање даје прилику да дискутује о електричној сигурности у погледу одјеће (често направљене од памука). Да ли сува одећа нуди изолацију за електричну енергију као што је изолација памучне жице у старом стилу? Може ли се веровати памучној одјећи како бисте се сигурно изолирали од опасног напона?

Питање 26

Како се батерија, сијалица и неке дужине металне жице могу користити као проводник проводљивости, како би се тестирала способност различитих предмета за водјење електричне енергије?

Открити одговор Сакриј одговор

Следеће коло би функционисало као једноставни тестер континуитета. Једноставно поставите отворене крајеве жице у контакт са предметом који ће се тестирати, а сијалица ће показати да ли објекат врши електричну енергију у било којем значајном степену:

Напомене:

Не само да је ово питање прилика за решавање проблема, већ се добро и једноставно и сигурно експериментише. Охрабрите студенте да граде своје тестере проводљивости и тестирају различите супстанце са њима.

Питање 27

Претпоставимо да смо имали дугачак електрични кабл (флексибилне цијеви које садрже вишеструке жице) за које смо сумњали да су имали неке сломљене жице. Дизајнирајте једноставно коло за тестирање које се може користити за провјеру сваке жице каблова појединачно.

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Значајан дио проблема са електричним / електронским колима није узрокован ништа комплекснијим од прекинутих жичаних прикључака или грешке дуж дужине жица. Тестирање каблова за паузу жица је врло практична вежба.

Иста техника се може користити за "мапирање" жица са једног краја кабла на другу, у случају да жице нису означене бојама или на други начин могу бити препознате.

Питање 28

Колико ће дуго трајати сијалица да добије електричну енергију када је батерија прикључена на остатак склопа "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00116к01.пнг" >

Открити одговор Сакриј одговор

Приближно 11 милисекунди (0.0107 секунде).

Напомене:

Електрична енергија је брза: ефекти електронског кретања путују на приближно брзини светлости (186.000 миља у секунди). Стварна просечна брзина електрона, с друге стране, веома је веома спора. Погодна аналогија коју сам илустровао како се електрони могу полако кретати, али имају брзи ефекат хидрауличног система са затвореном петљу. Када се вентил отвара, покретљивост флуида у читавом систему је непосредна (заправо, кретање напредује брзином звука кроз течност - врло брзо!), Али стварна брзина кретања течности је много спорија.

Успут, двоструки симболи означавају пар електричних конектора (утикач и прикључак, мушки и женски).

Питање 29

Метална жица од 22 метра, дужине око три метара, садржи приближно 28, 96 × 10 21 "слободних" електрона унутар своје запремине. Претпоставимо да је ова жица смештена у електрично коло које проводи струју једнаку 6, 25 × 10 18 електрона у секунди. То јест, ако сте успели да изаберете тачку дуж дужине ове жице и да бисте могли да рачунате електроне док су се тукли на тој локацији, ви бисте износили 6.250.000.000.000.000.000.000 електрона који ће проћи сваке секунде. (Ово је разумна брзина за електричну струју у жици ове величине.)

Израчунајте просечну брзину електрона кроз ову жицу.

Открити одговор Сакриј одговор

Просечна брзина електрона = 0.000647 стопа у секунди, или 6.47 × 10 -4 фт / с. Ово је врло споро: само 0.00777 инча у секунди, или 0.197 милиметара у секунди!

Напомене:

Упркос брзом прогресу ефеката покрета електрона кроз читав низ (тј. Приближно брзину светлости), стварна брзина електрона је изузетно спора у поређењу.

Базне бројке које се користе у овом прорачуну су следеће:

• Број слободних електрона по кубном метру метала (примјер узет из 15. издања, 1983, волумен 6, страна 551) = 10 29 електрона по м 3 . Тип метала није наведен.
• 22 жичане жице има пречник од 0.025 инча.

Оваква питања могу бити изазовна за студенте без јаке математичке или научне позадине. Једна стратегија за решавање проблема која сам пронашла веома корисна је поједноставити услове проблема док се не постане очигледно, а затим искористите тај поједностављени примјер да успостави образац (једначина) за добијање рјешења дати било који почетни параметар. На пример, која би била просечна брзина електрона ако је струја била 28.96 × 10 21 електрона у секунди, исту цифру као и број слободних електрона који живе у жици? Очигледно је да би брзина протока била једна дужина жице у секунди, или 3 стопе у секунди. Сада, промените тренутну стопу, тако да је нешто ближе оној који је дат у проблему (6.25 × 10 18 ), али ипак и даље довољно једноставан за ментално израчунавање. Рецимо, пола прве брзине: 14, 48 × 10 21 електрона у секунди. Очигледно је да ће брзина протока бити пола, брзина ће бити и пола: 1, 5 стопа у секунди уместо 3 стопе у секунди. Неколико итерација ове технике треба да открије образац за решење:

в = 3 Ја


К

Где,

в = просечна брзина електрона (стопе у секунди)

И = електрична струја (електрони у секунди)

К = Број електрона садржаних у жици

Такође је веома корисно да ученици који су упознати демонстрирају своје технике решавања испред класе, тако да други могу научити нове методе решавања проблема.

Питање 30

На који се симболи са питањима поред њих односе? Да ли ће лампица бити укључена у приказану струју?

Открити одговор Сакриј одговор

Ово су симболи на земљи и могу се односити на везе направљене на заједничком проводнику (као што је метална шасија аутомобила или кола) или стварна земља (обично помоћу металне шипке усмјерене у прљавштину).

Напомене:

Питајте ученике о релативној проводљивости металних шасија у односу на прљавштину (земља). Да ли је тренутни пут формиран од стране два основа за метал шасије еквивалентна тренутном путању формираној од две земље основе "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 31

Приказано је поједностављено представљање електране и куће, са изворима електричне енергије приказане као батерија, а једино електрично "оптерећење" у кући је једна сијалица:

Зашто би било ко користио две жице за одвођење електричне енергије из електране у кућу, како је приказано, када би једноставно могли користити једну жицу и пар прикључака на земљи, попут овога "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб. аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00075к02.пнг ">

Открити одговор Сакриј одговор

Ово није практично решење, иако би било потребно само половина броја жица да дистрибуирају електричну енергију из термоелектране у сваку кућу! Разлог за то није практичан јер земља (прљавштина) није довољно добар проводник електричне енергије. Жице од метала воде далеко ефикасније електричне енергије, што доводи до веће електричне енергије испоручене крајњем кориснику.

Напомене:

Разговарајте о чињеници да иако је земља (прљавштина) лош проводник електричне енергије, ипак може бити у стању да спроведе нивое актуелних смртоносних за људско тело! Количина струје која је потребна за осветљавање жаруље за домаћинство је обично далеко изнад вриједности смртоносних за људско тело.

Питање 32

Шта је, тачно, кратак спој ? Шта то значи ако се круг смањи? Како се ово разликује од отвореног кола?

Открити одговор Сакриј одговор

Кратак спој је коло са врло малим отпором, што омогућава велике количине струје. Ако круг постане кратак, то значи да путања за струју која претходно поседује знатан отпор је заобиђена путањом која има занемарљиву отпорност (скоро нула).

Насупрот томе, отворено коло је једно где постоји пауза која спречава било коју струју уопће да прође.

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима о неким потенцијалним опасностима кратких спојева. Тада ће бити очигледно зашто је "кратак спој" лоша ствар. Питајте ученике да ли могу да размишљају о било каквим реалним околностима које могу довести до развоја кратког споја.

Приметио сам неколико година предавачке електронике да нови ученици често користе појам "кратак" или "кратки спој" као свеобухватне ознаке за било коју врсту грешака на колу, а не специфично описано стање. Ово је навика која мора бити исправљена, ако студенти интелигентно комуницирају са другима у струци. Да кажемо да је компонента "краткотрајна" значи врло дефинитивна ствар: није генерички израз за било коју врсту круга.

Питање 33

Шта би се десило у овом кругу како би се постало кратко ? Другим речима, утврдите како направити кратак спој помоћу компоненти приказаних овде:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

У стварном животу, наравно кратки кругови су обично ствари које треба избјећи. Разговарајте са ученицима зашто су краткоспојници углавном непожељни и каква улога жичане изолације игра у њиховом спречавању.

Питање 34

Када удари гром, у близини игле са магнетним компасом се може видети кретање у одговору на електрични пражњење. Нема деформације компаса од игала током акумулације електростатичког набоја који претходи млазном вијаку, али само када вијак стварно удари. Шта ова појава говори о напону, струји и магнетизму "# 34"> Откриј одговор Сакриј одговор

Присуство електричне струје ће произвести магнетно поље, али чисто присуство напона неће. За више детаља о историјској позадини овог научног открића, истражите дело Ханс Цхристиан Оерстеда раних 1820-их.

Напомене:

Откривање електромагнетизма није било ништа мање од револуционарне у Оерстедовом времену. То је утрло пут за развој електромотора, међу осталим корисним електричним уређајима.

Питање 35

Као што се електрична енергија може искористити да створи магнетизам, магнетизам се такође може искористити за производњу електричне енергије. Други процес познат је као електромагнетна индукција . Дизајнирајте једноставан експеримент за истраживање феномена електромагнетне индукције.

Открити одговор Сакриј одговор

Можда је најлакши начин да се демонстрира електромагнетна индукција је изградња једноставног кола формираног од жице и осетљивог електричног метра (за овај експеримент је пожељнији дигитални мерач), а затим преместите магнет поред жичане спирале. Требало би да приметите директну корелацију између положаја магнета у односу на завојницу током времена и количине напона или струје коју показује мерач.

Напомене:

Многи ученици неправилно претпостављају да се електромагнетна индукција може одвијати у присуству статичких магнетних поља. Ово није истина. Једноставна експериментална поставка описана у одјељку "Одговор" за ово питање је довољна да би се тај мит уклонио и осветлио разумевање студената о овом принципу. Случајно, ова активност је одличан начин да ученици почну размишљати у смислу калкулуса: повезујући једну варијаблу са стопом промјене у времену друге варијабле.

Питање 36

Велики аудио звучник може послужити да демонстрира и принципе електромагнетизма и електромагнетне индукције . Објасните како се ово може учинити.

Открити одговор Сакриј одговор

Нећу вам рећи како поставити или урадити експеримент, али ћу вам показати илустрацију типичног аудио звучника:

"Гласни намотај" је причвршћен за конус флексибилног звучника и слободан је да се креће дуж дугачке осовине магнета. Магнет је стациониран, чврсто је усидрен на метални оквир звучника, а центриран је средином гласа.

Овај експеримент је најимпресивнији када се користи физички велики (тј. "Вуфер") звучник.

Следеће питање: идентификујте неке могуће тачке неуспеха у говорнику који би га спречио да правилно функционише.

Напомене:

Пошто нису сви спремни да приступе великом звучнику за овакву врсту експеримента, може помоћи да се један или два "вуфер" звучника налазе у учионици за студенте који ће експериментисати током ове фазе дискусије. Сваки пут можете подстицати ученике да постављају импромптивне експерименте у разреду у сврху истраживања основних принципа, то је добра ствар.

Питање 37

Шта мислите да би се могло догодити ако би неко лагано додирнуо конус једног од ових говорника "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00080к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Пробајте овај експеримент сами, користећи дугачак пар жица да бисте раздвојили два звучника једни од других за значајно растојање. Слушајте и осетите говорника на вашем крају, док неко други пукне на другом звучнику, а затим и улоге у трговини.

Напомене:

Овај експеримент не само да илуструје двојна начела електромагнетизма и електромагнетне индукције, већ и показује колико је једноставно поставити једноставан звучни систем звучне телефоније.

Препоручује се да се за овај експеримент налазе идентични пар "звучника" који се налазе у учионици, као и дугачак дводелни кабел (стари комад жице продужног кабла добро ради за ту сврху, са алигатор- "јумпер" жице за повезивање).

Питање 38

Претпоставимо да неко механички упарује електрични мотор са електричним агрегатом, а електрично парови два уређаја заједно у настојању да направи машину са трајним покретом:

Зашто се ова скупштина не би заборавила заувек, када је започела "# 38"> Открит одговор Сакриј одговор

Ово неће функционисати, јер ни мотор нити генератор нису 100% ефикасни.

Напомене:

Лак одговор на ово питање је "Закон о заштити енергије (или други закон термодинамике) забрањује", али навођење оваквог "закона" заиста не објашњава зашто су машине са трајним покретима осуђене на неуспех. Веома је важно да ученици схвате да стварност није везана за физичке "законе" научника; Пре свега, оно што зовемо "закони" су заправо само описи регуларности у природи. Важно је нагласити критичко размишљање у оваквом питању, јер није више интелектуално зрело да негира могућност догађаја заснованог на догматичном поштовању закона него да наивно верује да је све могуће.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →