Электроника:Эксперименты/Основные концепции и испытательное оборудование/Очень простая схема: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) (Новая страница: «{{Панель управления/Электроника}} {{Перевод от valemak}} {{Myagkij-редактор}} =Очень простая схема<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-2/a-very-simple-circuit/ www.allaboutcircuits.com - A Very Simple Circuit]</ref>= == Оборудование и материалы == *6-вольтовая батарея *Лампа накаливания 6 вольт *Перемыч...») |
Myagkij (обсуждение | вклад) (→Ход эксперимента: испрправлена проблема с отображением таблицы) |
||
(не показана 1 промежуточная версия 1 участника) | |||
Строка 49: | Строка 49: | ||
Многие студенты предполагают, что, поскольку электроны покидают отрицательную {{Цвет текста|blue|«-»}} сторону батареи и продолжают движение по цепи к положительной {{Цвет текста|red|«+»}} стороне, провод, соединяющий отрицательную клемму батареи с лампой, более важен для работы схемы, чем другой провод, обеспечивающий обратный путь для электронов обратно к батарее. Этот никак не соответствует истине! | Многие студенты предполагают, что, поскольку электроны покидают отрицательную {{Цвет текста|blue|«-»}} сторону батареи и продолжают движение по цепи к положительной {{Цвет текста|red|«+»}} стороне, провод, соединяющий отрицательную клемму батареи с лампой, более важен для работы схемы, чем другой провод, обеспечивающий обратный путь для электронов обратно к батарее. Этот никак не соответствует истине! | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" style="margin:0 auto" | ||
|- | |- | ||
| [[File:VI-2_3_3.png|400px|center|thumb|'''Рис. 3.''' Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|blue|«-»}} стороны батареи.|alt=Рис. 3. Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|blue|«-»}} стороны батареи.]] || [[File:VI-2_3_4.png|400px|center|thumb|'''Рис. 4.''' Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|red|«+»}} стороны батареи.|alt=Рис. 4. Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|red|«+»}} стороны батареи.]] | | | ||
[[File:VI-2_3_3.png|400px|center|thumb|'''Рис. 3.''' Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|blue|«-»}} стороны батареи.|alt=Рис. 3. Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|blue|«-»}} стороны батареи.]] | |||
|| | |||
[[File:VI-2_3_4.png|400px|center|thumb|'''Рис. 4.''' Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|red|«+»}} стороны батареи.|alt=Рис. 4. Обрыв цепи возле клеммы лампочки, от {{Цвет текста|red|«+»}} стороны батареи.]] | |||
|- | |- | ||
| [[File:VI-2_3_5.png|400px|center|thumb|'''Рис. 5.''' Обрыв цепи возле {{Цвет текста|red|«+»}} клеммы батареи.|alt=Рис. 5. Обрыв цепи возле {{Цвет текста|red|«+»}} клеммы батареи.]] || [[File:VI-2_3_6.png|400px|center|thumb|'''Рис. 6.''' Обрыв цепи возле {{Цвет текста|blue|«-»}} клеммы батареи.|alt=Рис. 6. Обрыв цепи возле {{Цвет текста|blue|«-»}} клеммы батареи.]] | | | ||
[[File:VI-2_3_5.png|400px|center|thumb|'''Рис. 5.''' Обрыв цепи возле {{Цвет текста|red|«+»}} клеммы батареи.|alt=Рис. 5. Обрыв цепи возле {{Цвет текста|red|«+»}} клеммы батареи.]] | |||
|| | |||
[[File:VI-2_3_6.png|400px|center|thumb|'''Рис. 6.''' Обрыв цепи возле {{Цвет текста|blue|«-»}} клеммы батареи.|alt=Рис. 6. Обрыв цепи возле {{Цвет текста|blue|«-»}} клеммы батареи.]] | |||
|} | |} | ||
Строка 115: | Строка 121: | ||
=См.также= | =См.также= | ||
=Внешние ссылки= | =Внешние ссылки= | ||
Строка 121: | Строка 127: | ||
<references /> | <references /> | ||
{{Навигационная таблица/Электроника}} | {{Навигационная таблица/Портал/Электроника}} | ||
[[Категория:SPICE]] | [[Категория:SPICE]] |
Текущая версия от 19:57, 30 декабря 2023
Очень простая схема[1]
Оборудование и материалы
- 6-вольтовая батарея
- Лампа накаливания 6 вольт
- Перемычки (зажимы)
- Беспаечная макетная плата
- Клеммник (клеммная колодка)
Начиная с этого эксперимента, считается, что мультиметр в перечень оборудования входит по умолчанию и не будет включаться в список требуемых оборудования и материалов.
Во всех последующих экспериментах на иллюстрациях изображён именно цифровой мультиметр (не аналоговый), если нет особых причин для использования аналогового измерителя.
При этом рекомендую использовать оба типа измерителей (и аналогового и цифрового), чтобы как следует ознакомиться с работой каждого из них в этих экспериментах.
Ссылки по теме
- «Уроки по электрическим цепям», том 1 «Постоянный ток», глава 1: «Основные концепты электричества»
Цели эксперимента
- Найти необходимую конфигурацию, необходимую для создания схемы
- Определить нормальные падения напряжения в рабочей цепи
- Понять важность непрерывности цепи
- Усвоить рабочие определения «разомкнутых» и «коротких» цепей
- Научиться использовать беспаечную макетную плату
- Научиться использовать клеммную колодку
Принципиальная схема

Иллюстрации

Ход эксперимента
Это самая простая полная схема в этом наборе экспериментов: только батарейка и лампа накаливания.
Подсоедините лампу к аккумулятору, как показано на рисунке 2 выше, и лампа должна загореться, при условии, что батарея и лампа находятся в хорошем состоянии и соответствуют друг другу по напряжению.
Если где-то в цепи есть «обрыв» (разрыв), лампа не загорится. При этом не суть важно, где именно он находится!
Многие студенты предполагают, что, поскольку электроны покидают отрицательную «-» сторону батареи и продолжают движение по цепи к положительной «+» стороне, провод, соединяющий отрицательную клемму батареи с лампой, более важен для работы схемы, чем другой провод, обеспечивающий обратный путь для электронов обратно к батарее. Этот никак не соответствует истине!
змерение напряжения в разомкнутой цепи
С помощью мультиметра, настроенного на соответствующий диапазон напряжения постоянного тока, измерьте напряжение на аккумуляторе, на лампе и на каждой перемычке.
Ознакомьтесь с нормальными напряжениями в функционирующей цепи. Теперь «разорвите» цепь в одной точке и повторно измерьте напряжение между теми же наборами точек, дополнительно измерив напряжение на разрыве следующим образом:

Какие напряжения измеряются так же, как и раньше? Какие напряжения изменились после разрыва?
Какое напряжение проявляется или падает при разрыве?
Какова полярность падения напряжения на обрыве по показаниям мультиметра?
Снова подключите перемычку к лампе и разорвите цепь в другом месте.
Ещё раз измерьте все «падения» напряжения, ознакомившись с напряжениями «разомкнутой» цепи.
Соберите ту же схему на беспаечной макетной плате, позаботившись о том, чтобы поместить лампу и провода на макетную плату таким образом, чтобы сохранялась непрерывность.
Показанный здесь пример – это только пример, а не единственный способ построить схему на макете:

Случаи короткого замыкания
Поэкспериментируйте с различными конфигурациями на макетной плате, вставив лампу в разные отверстия.
Если вы столкнулись с ситуацией, когда лампа отказывается зажигаться, а соединительные провода нагреваются, возможно, у вас возникла ситуация, известная как короткое замыкание, когда ток проходит вокруг лампы путь с меньшим сопротивлением, что не даёт достаточного падения напряжения на лампе, чтобы зажечь её.
Вот пример короткого замыкания на макетной плате:

Пример случайного короткого замыкания
Вот пример случайного короткого замыкания, которое обычно делают студенты, не имеющие опыта с беспаечной макетной платой:

Здесь на макетной плате нет «замыкающего» провода, но есть короткое замыкание, и лампа отказывается зажигаться.
Основываясь на своём понимании соединений отверстий на макетной плате, можете ли вы определить, где в этой цепи находится «короткое замыкание»?
Советы по предотвращению коротких замыканий
Как правило, следует избегать коротких замыканий, поскольку они приводят к очень высокой скорости потока электронов, вызывая критический нагрев проводов и быстрое истощение источников питания батарей.
Если источник питания достаточно мощный, короткое замыкание может привести к выделению тепла взрывоопасных масштабов, что приведёт к повреждению оборудования и опасности для находящихся поблизости людей.
Вот что происходит, когда ветка дерева «замыкается» на провода линии электропередач: ветка, состоящая из влажной древесины, действует как путь с низким сопротивлением для электрического тока, что приводит к выделению тепла и искрению.
Вы также можете построить цепь батарея/лампа на клеммной колодке (которая представляет собой отрезок изоляционного материала с металлическими стержнями и винтами для крепления проводов и клемм компонентов). Вот пример того, как эта схема может быть построена на клеммнике:

См.также
Внешние ссылки