Rozdílné spotřebiče zapojeny sériově Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Rozdílné spotřebiče zapojeny sériově Mgr. Milan Hampl EU OPVK ICT2-1/ICT04 Určeno pouze pro výuku Žádná část ani celek nesmí být použit pro komerční účely

Identifikátor materiálu: EU OPVK ICT2-1/ICT04 Škola Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Číslo projektu CZ.1.07/1.4.00/21.1217 Název projektu Máme šanci číst, zkoumat a tvořit Anotace Žáci si upevní a prohloubí znalosti při samostatné práci Autor Mgr. Milan Hampl Název Rozdílné spotřebiče zapojeny sériově Očekávaný výstup Procvičení a prohloubení znalostí s využitím digitální technologie, Vzdělávací oblast - obor Volitelné předměty - Informatika Klíčová slova Elektrický obvod, sériové zapojení Druh učebního materiálu Prezentace Druhy interaktivity Měření fyzikálních veličin s pomocí počítače, motivace, procvičení a ověření znalostí využití počítače v technické praxi. Cílová skupina Žáci Stupeň a typ vzdělávání Základní škola II. stupeň Typická věková skupina 8. a 9. ročník ZŠ Datum / období vzniku VM Prosinec 2012

Ovládání Doplnění učiva, zajímavosti - externí odkaz (nutné aktivní připojení) Pro zobrazení průběhu měření je nutný nainstalovaný Adobe Flash Player Možno nainstalovat zde: http://get.adobe.com/cz/flashplayer/ Opakování učiva – odpověď vybrat klepnutím myši! Správná odpověď se zbarví zeleně, špatná červeně. Verze 1.1 V tomto typu prezentace je velké množství odkazů na externí internetové stránky., je tedy nutno občas odkazy aktualizovat. Proto se stejné prezentace mohou vyskytovat v různých verzích. Kompletní dynamický záznam měření je součástí prezentace. Toto řešení není zrovna obvykle, ale v tomto případě má informační i metodický význam. Pokud by záznam měření nefungoval korektně (problém s flashplayer) jsou přiloženy i statické záznamy měření.

Obsah Metodické poznámky Teorie Senzor Postup Ukázky naměřených grafů Výklad pozorovaných jevů Záznam měření

Metodické poznámky Cílem této práce je umožnit žákům seznámení se značně opomíjeným využití výpočetní techniky v technické praxi. Žáci většinou dobře znají využití počítačů pro komunikaci, hry, zpracování textových a grafických souborů. Chápou vytváření webových stránek, vyhledávání informací i používání komunitních sítí. Opomíjená však často zůstává velká oblast využití počítačů pro měření fyzikálních a technických veličin i řízení procesů. Zde se žáci mohou prakticky nezmámit s tímto aspektem využití počítačů. Dalším vedlejším efektem je posílení mezipředmětových vztahu mezi informatikou, fyzikou, matematikou a pracovními činnostmi. Přírodovědnému a technickému vzdělání se v poslední době začíná znovu věnovat větší pozornost. Žáci jsou vedeni k samostatné práci, řešení problémů a skupinové práci. Učitel zde zastává funkcí vedoucího experimentu a dbá na bezpečnost žáků i správné použití měřící techniky. Podle interaktivního návodu žáci většinou zvládnou získat požadované výsledky samostatně (případně ve skupině) jen s minimální pomocí učitele. Připojení senzorů někdy vyžaduje radu učitele, měřící software žáci zvládají většinou dobře, ovládání je intuitivní a standardní. Obsah

Trocha teorie na úvod Na první pohled se může zdát, že toto měření je stejné jako předcházející měření v sériovém obvodu se dvěma stejnými žárovkami, ale ve skutečnosti se jedná o zcela jiný případ. Z didaktických důvodů je nutné tato dvě měření oddělit a provádět samostatně! Nejprve sestavíme sériový obvod skládající se ze dvou různých žároviček (6,3V/0,05A) a ( 3,5V/02A) spojovacích vodičů a zdroje el. napětí (ploché baterie 2 x 4,5 V). Pro sériové zapojení platí Elektrické napětí Elektrický proud Elektrický odpor Obsah

Připojení senzorů Pro připojení více čidel je výhodné použít LabQuest Mini. Toto rozhraní umožňuje připojit tři analogové a dva digitální senzory současně. Protože při tomto měření potřebujeme připojit celkem čtyři senzory (dva voltmetry a dva ampérmetry) použijeme pro připojení čtvrtého čidla rozhraní GO!Link.

Ampérmetr (senzor) Maximální proud 0,6A Maximální napětí 10 V Voltmetr (senzor) Maximální napětí 6 V ! Obsah

Provedení měření Této jednoduchý obvod by měli žáci zvládnou sestrojit samostatně. Jako spotřebiče jsou použity dvě různé žárovky(6,3V/0,05A a 3,5V/0,2A). Skutečné napětí zdroje je 8 V. Kladný pól zdroje Záporný pól zdroje Ž2 (3,5V/0,2A) Ž1 (6,3V/0,05A)

Připojení měřících čidel je poněkud obtížnější, zvláště pro nutnost připojit čidla nejen do obvodu, ale i k rozhraní pro spojení s počítačem. Ampérmetr se připojuje sériově , tedy do obvodu. Voltmetr se připojuje paralelně ke spotřebičům, tedy měří napětí na jednotlivých žárovkách. Žáci připojí celý obvod ke zdroji napětí teprve po kontrole zapojení, které provede učitel. Skutečné naměřené napětí 8 V V1 V2 A1 A2 Ž1 Ž2 Jmenovité hodnoty 6,3V/0,05A 3,5V/0,2A

Ž1 Ž2 - pól pól + Obsah Zdroj Voltmetr 1 Voltmetr 2 rozhraní Ampérmetr 1 Ampérmetr 2 rozhraní Obsah

Obsah

Vysvětlení pozorovaného jevu. Naměřené hodnoty odpovídají teoretickým předpokladům. Při sériovém zapojení prochází celým obvodem stejný proud přibližně 0,06 A. Žárovce Ž1 (6,3V/0,05A) to stačí k plnému rozžhavení vlákna, žárovky plně svítí. Pro žárovku Ž2 (3,5V/0,2A) tento proud nestačí k vlákno jen nepatrně žhne a žárovka nesvítí. Proud však obvodem prochází, důkazem je, že při vyšroubování žárovky Ž2 dojde k přerušení obvodu a zhasne i žárovka Ž1.. Toto měření je důkazem, že při sériovém zapojení je v celém obvodu proud všude stejný a přerušení obvodu v kterékoliv části vede k nefunkčnosti celého obvodu. Obsah