El-Go Flat TEACHBOARD

ZESTAW NAUCZYCIELSKI
DO DOŒWIADCZEÑ Z ELEKTRYCZNOŒCI
Zestaw jest produktem polskim, wysokiej jakoœci. Wszystkie elementy zestawu wykonano tak, aby
s³u¿y³y przez wiele lat nie trac¹c swoich walorów u¿ytkowych.
Powierzchnie styków modu³ów elektrycznych maj¹ naniesione pow³oki o w³aœciwoœciach
zapewniaj¹cych dobry kontakt elektryczny przez d³ugi okres u¿ytkowania.
Wszystkie czêœci zestawu s¹ u³o¿one na magnetycznej paletce w miejscach okreœlonych przez
odpowiednie rysunki oraz uk³ad sta³ego pola magnetycznego. Ten sposób przechowywania jest
wygodny dla u¿ytkownika i umo¿liwia ³atw¹ kontrolê kompletnoœci zestawu.
Instrukcja zawiera przyk³ady obwodów i eksperymentów, które mo¿na zrealizowaæ za pomoc¹
zestawu – jest to lista otwarta na w³asne pomys³y nauczyciela.
Sk³ad zestawu
Segment ¿arówki (3 szt.), segment opornika (2 szt.), segment diody LED (1 szt.), segment diody
prostowniczej (1 szt.), segment do pomiaru pr¹du (2 szt.), segment w³¹cznika (1 szt.), segment
³¹cznika (6 szt.), kable zasilaj¹ce (2 szt.), kable pomiarowe (4 szt.), modu³ zasilania (1 szt.),
chwytak magnetyczny (1szt), bezpieczniki zapasowe.
Informacje praktyczne
- Nie przechowywaæ zestawu w temperaturach znacznie odbiegaj¹cych od tych, w których
normalnie funkcjonuje cz³owiek. Temperatury poni¿ej 0°
C i powy¿ej 60°
C nie s¹ wskazane a
powy¿ej 80°
C elementy mog¹ bezpowrotnie straciæ w³aœciwoœci magnetyczne.
- Nie zginaæ przesadnie modu³ów, poniewa¿ za³amane bêd¹ wygl¹da³y nieestetycznie.
- Nie chwytaæ segmentów za zamontowane w nich elementy.
- Chwytak magnetyczny w¹sk¹ stron¹ pozwala chwytaæ i przenosiæ segmenty a szersza jego
strona jest przewidziana do blokowania w³¹cznika w po³o¿eniu „W³¹czony”.
- Nale¿y dbaæ o czystoœæ styków gwarantuj¹c¹ dobry kontakt elektryczny.
- Nale¿y utrzymywaæ porz¹dek, aby nic nie zginê³o - zw³aszcza po u¿yciu nale¿y wszystkie detale
od³o¿yæ na swoje miejsce.
- Warunkiem prawid³owego dzia³ania obwodów jest zestawianie ich na pod³o¿u nieprzewodz¹cym
pr¹du elektrycznego. Niemal ka¿dy blat sto³u, ³awki lub biurka spe³nia te wymagania - w razie
problemu mo¿na uk³adaæ obwód na suchej kartce papieru. Powierzchnia metalowej tablicy
szkolnej, obudowa lodówki itp. równie¿ s¹ odpowiednie, poniewa¿ warstwa lakieru, któr¹ s¹
pokryte nie przewodzi pr¹du elektrycznego.
- Modu³ zasilania umo¿liwia uzyskanie kilku napiêæ w przedziale od 0 do 9V.
Ka¿de wyjœcie modu³u zabezpieczone jest bezpiecznikiem.
1
- Po zakoñczeniu pracy nale¿y wyj¹æ baterie z pojemnika (modu³u zasilania).
Sprawdzenie modu³u zasilania.
Sprawnoœæ modu³u zasilania zale¿y od stanu zamontowanych w nim baterii i bezpiecznika. Stan
baterii mo¿na sprawdziæ woltomierzem. Nale¿y zasiliæ maksymalnym napiêciem (9V) trzy
równolegle po³¹czone ¿arówki i zmierzyæ napiêcie na ka¿dej baterii. Przyjmuje siê, ¿e bateria jest
roz³adowana je¿eli - pod obci¹¿eniem - napiecie na niej jest ni¿sze od 1,1V.
Brak napiêcia na jednym z wyjœæ modu³u zasilania oznacza, ¿e zosta³ spalony bezpiecznik.
Wymiana spalonego bezpiecznika nie wymaga specjalnej instrukcji (zdjêcie pokrywki – wymiana
bezpiecznika – za³o¿enie pokrywki).
Nale¿y stosowaæ bezpieczniki o wartoœci ok. 600 mA.
Informacje dotycz¹ce miernika uniwersalnego
UWAGA: Stosowanie miernika do pomiaru napiêæ wy¿szych ni¿ 1000V DC lub 750V AC, mo¿e
spowodowaæ trwa³e jego uszkodzenie.
Przy pomiarze napiêcia DC, AC, badaniu diod, kontroli ci¹g³oœci obwodu, nale¿y przewód
pomiarowy czarny przy³¹czyæ do wejœcia COM, a przewód czerwony przy³¹czyæ do wejœcia VW
mA.
Przy pomiarze natê¿enia pr¹du sta³ego DC przewód pomiarowy czarny przy³¹czyæ do wejœcia
COM, a czerwony dla pr¹dów w zakresie do 200mA - do wejœcia VW
mA, a dla pr¹dów wiêkszych
od 200mA - do wejœcia 10ADC.
Uwaga: Znaczne przekroczenie zakresu pomiarowego mo¿e byæ przyczyn¹ uszkodzenia miernika.
OSTRZE¯ENIA
UWAGA! Zestaw zawiera drobne elementy, w tym magnetyczne. Istnieje niebezpieczeñstwo
po³kniêcia. Przechowywaæ w miejscu niedostêpnym dla dzieci w wieku poni¿ej 3 roku ¿ycia.
UWAGA! Pomoc dydaktyczna do u¿ytku pod bezpoœrednim nadzorem osoby doros³ej
(nauczyciela). Do u¿ytku indywidualnego - dla m³odzie¿y w wieku powy¿ej 14 lat. Elementów
zestawu nie nale¿y demontowaæ - sk³adaj¹ siê z drobnych czêœci magnetycznych, szklanych lub o
ostrych krawêdziach. Zasilanie bateryjne pr¹dem sta³ym o napiêciu 9V. Opakowanie nie zawiera
baterii. UWAGA! Wymiany i instalacji baterii mog¹ dokonywaæ wy³¹cznie osoby doros³e. Nale¿y
u¿yæ 6 baterii AA zwracaj¹c uwagê na odpowiednie ich po³¹czenie. Oznaczenie biegunów
znajduje siê na pojemniku baterii. Nie wk³adaæ jednoczeœnie baterii nowych i u¿ywanych. Nie
mieszaæ ze sob¹ baterii ró¿nych typów. Nie zwieraæ zacisków zasilania. Wyczerpane baterie
nale¿y wyj¹æ z pojemnika i wyrzuciæ w miejscu do tego przeznaczonym. UWAGA! Nie nale¿y
przy³¹czaæ wiêkszej ni¿ zalecana liczba Ÿróde³ zasilania. Baterie nie przewidziane do ³adowania
nie mog¹ byæ ³adowane. Utylizowaæ we w³aœciwy ekologiczny sposób. Znak przekreœlonego
kosza oznacza, ¿e produkt nim oznaczony, po zu¿yciu nie mo¿e byæ przetwarzany z pozosta³ymi
odpadami domowymi. Musi on byæ dostarczony do punktu zbiórki s³u¿¹cemu recyklingowi
urz¹dzeñ elektrycznych. Umieszczenie produktu razem z odpadami domowymi grozi
niepo¿¹danymi skutkami dla œrodowiska i zdrowia ludzi wynikaj¹cymi z obecnoœci sk³adników
niebezpiecznych w sprzêcie. Zu¿yte baterie nale¿y wyrzucaæ do odpowiednio oznaczonych
pojemników. PROSIMY ZACHOWAÆ INSTRUKCJÊ WRAZ Z OSTRZE¯ENIAMI W CELACH
INFORMACYJNYCH.
Uwaga! Zestaw zawiera magnesy i czêœci magnetyczne. Magnesy przyci¹gniête do siebie lub
przywieraj¹ce do przedmiotu metalowego w organizmie cz³owieka mog¹ byæ przyczyn¹
powa¿nych, a nawet œmiertelnych obra¿eñ. W przypadku wprowadzenia magnesów do przewodu
pokarmowego lub dróg oddechowych nale¿y natychmiast zwróciæ siê o pomoc lekarsk¹.
2
3V, 6V, 9V
3V, 6V, 9V
A
R1
V
¯1
V
A
I=U/R
U=IR
R=U/I
Wyliczamy wartoœæ opornoœci na podstawie odczytów z mierników dla trzech
napiêæ zasilania.
Wyliczona wartoœæ opornika bêdzie taka sama dla ka¿dego z napiêæ zasilania.
W przypadku ¿arówki zauwa¿ymy, ¿e jej opornoœæ jest zmienna - wiêksza
dla bardziej rozgrzanego w³ókna.
Mierzymy miernikiem opornoœæ zimnej ¿arówki.
Porównuj¹c t¹ wartoœæ z wyliczonymi wczeœniej widzimy, ¿e opornoœæ ¿arówki
wzrasta wielokrotnie po jej rozgrzaniu.
3
V
R1
I1
I2
3V, 6V, 9V
I3
A
¯1
A
¯3
R2
LED
I1 = I2 + I3
Na podstawie odczytów wartoœci pr¹dów I2, I3 oraz wyliczenia wartoœci pradu I1
potwierdzamy wzór dot. sumy pr¹dów w wêŸle.
Zmiana napiêcia zasilania oraz zmiana elementów obwodu (np. ¯3 na R2 lub LED)
jedynie potwierdza powy¿sz¹ zale¿noœæ.
Warto zauwa¿yæ optyczn¹ ró¿nicê œwiat³oœci diody œwiec¹cej i ¿arówki w zestawieniu
z wielkoœci¹ ich pr¹dów. Widaæ zdecydowanie wy¿sz¹ sprawnoœæ diody (zw³aszcza
przy nominalnym napiêciu 6V).
4
U1
U2
U
R1
D
U3
¯1
3V, 6V, 9V
V2
V1
U = U1 + U2 + U3
Woltomierz V2 przepinamy, mierz¹c nim kolejno napiêcia; U1, U2 i U3.
Na podstawie odczytów z mierników - dla ró¿nych napiêæ zasilania potwierdzamy
s³usznoœæ wzoru.
Potwierdzaj¹ siê wczeœniejsze spostrze¿enia:
1. Napiêcie na oporniku jest proporcjonalne do pr¹du.
2. Napiêcie na ¿arówce jest wiêcej ni¿ proporcjonalne do p³yn¹cego przez ni¹ pr¹du.
Napiêcie na diodzie jest niemal sta³e - niewielkie wahania zwi¹zane s¹ z faktem,
¿e dioda jest elementem rzeczywistym a nie idealnym.
Mo¿na zademonstrowaæ dzia³anie diody prostowniczej zmieniaj¹c jej kierunek na przeciwny.
5
6V
¯1
¯3
6V
¯3
¯1
Nale¿y u¿yæ ¿arówek o ró¿nych mocach (tzw. s³abszej i mocniejszej ¿arówki).
Przy równoleg³ym po³¹czeniu ¿arówek obie œwiec¹ odpowiednio do swojej mocy.
Przy szeregowym po³¹czeniu odbiorników œwieci ¿arówka o wiêkszej opornoœci
w³ókna - czyli s³absza. Wiêksza opornoœæ w³ókna powoduje, ¿e w pierwszym
momencie po zamkniêciu obwodu na niej w³aœnie odk³ada siê wiêksze napiêcie.
Napiêcie to powoduje, ¿e moc na tym odbiorniku ( P = U * I ) jest wiêksza i w³ókno
rozgrzewa siê szybciej ni¿ w ¿arówce drugiej. Rozgrzane w³ókno zwiêksza swoj¹
opornoœæ - to powoduje dalszy wzrost napiêcia na ¿arówce. W konsekwencji
¿arówka s³absza (o mniejszej mocy) uzyskuje nominalne napiêcie pracy - rozgrzewa
siê i œwieci a zbyt ma³e napiêcie na drugiej ¿arówce nie pozwala siê jej rozgrzaæ.
Inaczej - w krótkim czasie po zamkniêciu obwodu napiêcie na s³abszej ¿arówce
wzrasta a na ¿arówce o wiêkszej mocy maleje.
6