Kirchhoffovy zákony Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

Žáci ZŠ Teorie úlohy Rezistory lze zapojovat do série a vypočítat výsledný odpor zapojení. Pro výsledný odpor daného zapojení platí. R = R1 + R2 + R3 + ……. + Rn Výsledný odpor sériového zapojení rezistorů je dán součtem odporu jednotlivých rezistorů v daném zapojení. Výsledný odpor roste.   Rezistory můžeme také zapojovat paralelně a výpočtem určit výsledný odpor daného zapojení. Pro výsledný odpor paralelního zapojení rezistorů platí: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ………… 1/Rn Převrácená hodnota výsledného odporu je dána součtem převrácených hodnot všech odporů v daném zapojení. Výsledný odpor klesá. Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

2. Seznámení s úlohou, úkoly Úloha umožňuje prakticky ověřit sériové a paralelní zapojení rezistorů a určení výsledného odporu. Úkoly pro žáky ZŠ: Měřením zjistěte vlastnosti sériového zapojení rezistorů a výpočtem ověřte. Měřením zjistěte vlastnosti paralelního zapojení rezistorů a výpočtem ověřte. Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

3. Postup zpracování úlohy: 1. Úkol - K měření použijeme blok základních elektronických prvků. Modul ohmmetr připojíme do kanálu A. Parametry měření - čas měření 10s, vzorkování 100Hz, panel zobrazení digitální. Postupně zapojíme předložená sériová zapojení rezistorů a změříme výsledný odpor. Výsledný odpor jednotlivých zapojení vypočteme a výsledky porovnáme. 2. Úkol - K měření použijeme blok základních elektronických prvků. Modul ohmmetr připojíme do kanálu A. Parametry měření - čas měření 10s, vzorkování 100Hz, panel zobrazení digitální. Postupně zapojíme předložená paralelní zapojení a změříme výsledný odpor. Výsledný odpor jednotlivých zapojení vypočteme a výsledky porovnáme. Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

Obr.1: Náhledy obrazovek ISES (zdroj: autor) Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

Žáci SŠ Teorie úlohy Rezistory lze zapojovat do série nebo paralelně. Pro výsledný odpor sériového zapojení rezistorů platí: R = R1 + R2 + R3 + ……. + Rn Pro výsledný odpor paralelního zapojení rezistorů platí: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ………… 1/Rn Obdobně můžeme zapojovat kondenzátory. Pro výslednou kapacitu kondenzátorů zapojených do série platí: 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + …….+ 1/Cn Pro výslednou kapacitu kondenzátorů zapojených paralelně platí: C = C1 + C2 + C3 + ……… + Cn Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

Kirchhoffovy zákony Využití Kirchhoffových zákonů umožňuje řešit sériové a paralelní zapojení obvodů. I. Kirchhoffův zákon Je zákon o zachování elektrických nábojů. Všemi průřezy nerozvětveného vodiče prochází stejný proud. Pokud se proud dělí do několika větví, součet proudů přicházejících do uzlu je roven součtu proudů z uzlu odcházejících. II. Kirchhoffův zákon Je zákonem o zachování energie. Napětí na každém spotřebiči je dáno prací potřebnou k přemístění elektrického náboje mezi svorkami spotřebiče. Práce vykonaná oběhem proudu po uzavřené smyčce jev obvodu je rovna nule. Podle Kirchhoffových zákonů teče při sériovém spojení prvků všemi prvky stejný proud, při paralelním zapojení prvků je na prvcích stejné napětí. Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

2. Seznámení s úlohou, úkoly Úloha umožňuje praktickým měřením ověřit sériové a paralení zapojení rezistorů a kondenzátorů. Úkoly pro žáky SŠ: Praktickým měřením zjistěte vlastnosti sériového a paralelního zapojení rezistorů a výpočtem ověřte. Měřením zjistěte vlastnosti sériového a paralelního zapojení kondenzátorů a výpočtem ověřte. Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

3. Postup zpracování úlohy: 1. Úkol - K měření použijeme blok základních elektronických prvků. Modul ohmmetr připojíme do kanálu A. Parametry měření - čas měření 10s, vzorkování 100Hz, panel zobrazení digitální. Postupně zapojíme předložená sériová a paralelní zapojení rezistorů a změříme výsledný odpor. Výsledný odpor jednotlivých zapojení vypočteme a výsledky porovnáme. 2. Úkol - K měření použijeme blok základních elektronických prvků. Modul měřič kapacity připojíme do kanálu A. Parametry měření - čas měření 10s, vzorkování 100Hz, panel zobrazení digitální. Postupně zapojíme předložená sériová a paralelní zapojení kondenzátorů a změříme výslednou kapacitu. Výslednou kapacitu jednotlivých zapojení vypočteme a výsledky porovnáme. Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech

Obr.2: Náhledy obrazovek ISES (zdroj: autor) Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030 Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech