Mgr. Milan Hampl EU OPVK ICT2-1/ICT03 Základní škola Olomouc, Heyrovského 33 Sériové zapojení Mgr. Milan Hampl EU OPVK ICT2-1/ICT03 Určeno pouze pro výuku Žádná část ani celek nesmí být použit pro komerční účely

Identifikátor materiálu: EU OPVK ICT2-1/ICT03 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 Sériové zapojení 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 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 Nejprve sestavíme sériový obvod skládající se ze dvou stejných žároviček (6,3V/0,05A) 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 stejné žárovky (6,3V/0,05A). Skutečné napětí zdroje je 8 V. Žárovky tedy svití méně (jsou podžhaveny). Kladný pól zdroje Záporný pól zdroje

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 8,16V V1 V2 A1 A2 Ž1 Ž2 Jmenovité hodnoty 6,3V/0,05A 6,3V/0,05A

Skutečné napětí na zdroji Obsah Voltmetr 1 Voltmetr 2 rozhraní pól + - pól Ž1 Ž2 Ampérmetr 1 Ampérmetr 2 rozhraní Skutečné napětí na zdroji Obsah

Naměřené hodnoty odpovídají teoretickým předpokladům Naměřené hodnoty odpovídají teoretickým předpokladům. Elektrický proud je v celém obvodu konstantní a napětí na jednotlivých spotřebičích (žárovkách) se sčítá (8,06 V), přitom je rovno napětí zdroje (8,16 V). Drobné odchylky jsou způsobeny především odporem vodičů a spojů v obvodu. Žárovky mají stejné jmenovité hodnoty, ale i při sériové výrobě se kus od kusu mírně liší. Měřicí senzory jsou sice velmi přesné, ale i ony mají jistou toleranci. Konkrétně výrobce udává citlivost u ampérmetru 0,003 A a u voltmetru 0,003 V. Ve skutečnosti jsou naměřené odchylky zanedbatelné a v praxi bezvýznamné. Obsah