Lembaran Kerja Elektrik Asas

Mengenal alat alat TUKANG KAYU MODERN - WoodWorking INDONESIA (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Lembaran Kerja Elektrik Asas

Elektrik Asas


soalan 1

Apakah tujuan suis yang ditunjukkan dalam rajah skema ini "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00013x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Peranti ini dikenali sebagai suis, dan tujuannya dalam litar ini adalah untuk menubuhkan atau mengganggu kesinambungan elektrik litar untuk mengawal mentol lampu.

Nota:

Pelajar awal sering mencari istilah bagi suis mengelirukan, kerana kata-kata terbuka dan tertutup bunyi yang sama dengan istilah yang digunakan untuk pintu, tetapi tidak bererti perkara yang sama apabila digunakan sebagai rujukan kepada suis! Untuk membantu mengelakkan kekeliruan, minta murid-murid bagaimana mereka boleh memikirkan istilah-istilah ini dengan cara yang konsisten dengan makna mereka dalam konteks suis elektrik.

Satu analogi untuk digunakan untuk fungsi suis yang masuk akal dengan skematik ialah jambatan jambatan: apabila jambatan itu turun (tertutup), kereta boleh menyeberang; apabila jambatan itu (terbuka), kereta tidak boleh.

Soalan 2

Apakah perbezaannya jika suis terletak di salah satu daripada kedua-dua lokasi ganti di litar ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Pilihan lokasi suis yang ditunjukkan dalam dua rajah berganti tidak ada perbezaan sama sekali. Dalam mana-mana kes, suis memaparkan kawalan yang sama ke atas mentol lampu.

Nota:

Ini adalah konsep yang sukar bagi sesetengah pelajar menguasai. Pastikan mereka semua memahami sifat arus elektrik dan kepentingan kesinambungan sepanjang litar keseluruhan. Mungkin cara terbaik untuk pelajar menguasai konsep ini adalah untuk membina litar lampu suis bateri yang berfungsi. Ingatkan mereka bahawa "penyelidikan" mereka tentang soalan-soalan lembaran kerja ini tidak terhad kepada pembacaan buku. Ia bukan sahaja sah, tetapi lebih baik bagi mereka untuk bereksperimen sendiri, selagi tegangannya cukup rendah yang tidak ada bahaya kejutan.

Satu analogi untuk digunakan untuk fungsi suis yang masuk akal dengan skematik ialah jambatan jambatan: apabila jambatan itu turun (tertutup), kereta boleh menyeberang; apabila jambatan itu (terbuka), kereta tidak boleh.

Soalan 3

Adakah suis ini (dalam keadaan tertutup) mempunyai rintangan yang rendah atau rintangan yang tinggi antara terminalnya "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00027x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Suis tertutup sepatutnya mempunyai rintangan yang rendah antara terminalnya.

Nota:

Tanya pelajar apa yang dimaksudkan jika suis tertutup sebenarnya diukur mempunyai rintangan yang tinggi antara terminalnya. Mengetahui apa ukuran mana-mana komponen elektrik sepatutnya adalah kemahiran yang sangat penting untuk penyelesaian masalah.

Soalan 4

Bagaimanakah anda menggunakan meter (atau penguji kekonduksian / kesinambungan) untuk menentukan sama ada suis elektrik ini berada dalam keadaan terbuka atau tertutup ?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kebanyakan multimeter mempunyai rentang ukuran "rintangan" ("skala Ohm") yang boleh digunakan untuk memeriksa kesinambungan. Sama ada menggunakan meter atau konduktiviti / kesinambungan tester, mengukur antara kedua-dua terminal skru suis ini: jika rintangan adalah rendah (kekonduksian yang baik), maka suis ditutup . Jika rintangan diukur tidak terhingga (tidak ada kekonduksian), maka suis terbuka .

Nota:

Ini adalah persoalan lain yang memberi peluang kepada eksperimen. Kemahiran yang sangat penting bagi pelajar untuk membangunkan adalah bagaimana menggunakan peralatan ujian mereka untuk mendiagnosis keadaan komponen individu.

Suis suis sederhana (SPST) yang murah adalah kedai perkakasan: menggunakan jenis suis yang sama yang digunakan dalam kawalan cahaya isi rumah. Suis ini sangat murah, lasak, dan dilengkapi dengan terminal skru tugas berat untuk lampiran wayar. Apabila digunakan dalam projek berkuasa bateri kecil, mereka hampir tidak dapat ditembusi!

Soalan 5

Tentukan jika mentol lampu akan de-energikan untuk setiap rehat berikut dalam litar. Pertimbangkan hanya satu rehat pada satu masa:

Pilih satu pilihan untuk setiap titik:
• A: de-energize / no effect
• B: de-tenaga / tiada kesan
• C: de-energize / no effect
• D: de-tenaga / tiada kesan
• E: de-tenaga / tiada kesan
• F: de-energize / no effect
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

• A: de-tenaga
• B: tiada kesan
• C: tiada kesan
• D: tiada kesan
• E: de-tenaga
• F: tiada kesan

Nota:

Soalan ini adalah penting dalam proses penyelesaian masalah pembelajaran pelajar. Menekankan kepentingan pemikiran induktif: membangkitkan prinsip umum dari segi tertentu. Apakah tingkah laku litar ini memberitahu kami tentang kesinambungan elektrik "panel kerja panel panel lalai" itemks>

Soalan 6

Ditunjukkan di sini adalah perwakilan ringkas sebuah atom : pembahagian bahan terkecil yang boleh diasingkan melalui kaedah fizikal atau kimia.

Di dalam setiap atom terdapat beberapa bit kecil bahan yang dipanggil zarah . Kenal pasti tiga jenis zarah "elementari" yang berlainan di dalam atom, sifat elektrik mereka, dan lokasi masing-masing dalam atom.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Neutron tinggal di pusat ("nukleus") atom, seperti juga proton. Neutron adalah neutral elektrik (tanpa caj), manakala proton mempunyai cas elektrik positif. Elektron, yang berada di luar nukleus, mempunyai caj elektrik negatif.

Nota:

Kebanyakan, jika tidak semua, pelajar akan terbiasa dengan model "sistem suria" atom, dari pendidikan sains rendah dan menengah. Pada hakikatnya, model struktur atom ini tidak begitu tepat. Setakat yang diketahui oleh sesiapa, susunan fizikal atom sebenarnya banyak, lebih banyak daripada ini!

Persoalan yang mungkin timbul dalam perbincangan ialah definisi "caj." Saya tidak pasti sama ada mungkin untuk mendefinisikan secara mendasar apa "caj". Sudah tentu, kita boleh membincangkan caj "positif" dan "negatif" dalam terma operasi: seperti caj yang ditolak dan caj yang bertentangan menarik. Walau bagaimanapun, ini tidak benar-benar memberi tahu kami sebenarnya caj sebenar. Kebencian falsafah ini adalah perkara biasa dalam sains: untuk dapat menerangkan apa sesuatu dari segi tingkah laku tetapi tidak identiti atau sifatnya.

Soalan 7

Berbagai jenis atom dibezakan oleh bilangan zarah asas yang berbeza di dalamnya. Tentukan bilangan zarah asas dalam setiap jenis atom ini:

• Karbon
• Hidrogen
• Helium
• Aluminium

Petunjuk: lihat setiap elemen ini pada jadual berkala .

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Setiap atom karbon dijamin mengandungi 6 proton. Sekiranya atom tidak dikenakan elektrik, ia akan mengandungi 6 elektron juga untuk mengimbangi pertuduhan proton. Kebanyakan atom karbon mengandungi 6 neutron, tetapi sesetengahnya mungkin mengandungi lebih kurang 6.

Setiap atom hidrogen dijamin mengandungi 1 proton. Kecuali atom dikenakan secara elektrik, ia akan mengandungi 1 elektron juga untuk mengimbangi pertuduhan satu proton. Kebanyakan atom hidrogen tidak mengandungi neutron, tetapi ada yang mengandungi satu atau dua neutron.

Setiap atom helium dijamin mengandungi 2 proton. Kecuali atom dikenakan secara elektrik, ia akan mengandungi 2 elektron juga untuk mengimbangi tuduhan proton. Kebanyakan atom helium mengandungi 2 neutron, tetapi sesetengahnya mungkin mengandungi lebih kurang daripada 2.

Setiap atom aluminium dijamin mengandungi 13 proton. Sekiranya atom tidak dikenakan elektrik, ia akan mengandungi 13 elektron juga untuk mengimbangi pertuduhan proton. Kebanyakan atom aluminium mengandungi 14 neutron, tetapi sesetengahnya mungkin mengandungi kurang daripada 14.

Semasa anda meneliti bilangan zarah di dalam setiap jenis atom ini, anda boleh mencari istilah ini: nombor atom dan jisim atom (kadangkala dipanggil berat atom ). Bersedia untuk membincangkan maksud dua istilah ini.

Nota:

Pastikan anda bertanya kepada pelajar apa definisi yang mereka dapati untuk "nombor atom" dan "jisim atom".

Adalah sangat disarankan agar pelajar mencari jadual berkala untuk membantu mereka dengan penyelidikan mengenai soalan ini. Pesanan elemen pada jadual berkala mungkin menimbulkan beberapa soalan tambahan seperti, "Mengapa unsur-unsur berbeza disusun seperti" panel kerja lalai panel kerja lalai "

Soalan 8

Daripada tiga jenis "zarah elementer" yang membentuk atom, tentukan jenis yang mempengaruhi sifat berikut unsur:

• Identiti kimia atom (sama ada atom nitrogen, besi, perak, atau sebilangan unsur lain).
• Jisim atom.
• Caj elektrik atom.
• Sama ada radioaktif (penghancuran nukleus secara spontan) atau tidak.
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

• Identiti kimia atom: proton .
• Jisim atom: neutron dan proton, dan jauh lebih rendah, elektron .
• Caj elektrik atom: elektron dan proton (sama ada angka tidak sama atau sama).
• Sama ada radioaktif: neutron, walaupun ada juga yang mengatakan proton dalam beberapa kes, kerana tidak ada isotop unsur "stabil" (non-radioaktif) yang diketahui unsur-unsur tertentu, identiti unsur yang ditentukan dengan ketat oleh jumlah proton.

Nota:

Ia tidak pernah terhenti mempesonakan saya berapa banyak sifat asas elemen ditentukan oleh kiraan bilangan integer sederhana dalam setiap nukleus atom.

Dalam jawapannya, saya memperkenalkan isotop perkataan. Biarkan pelajar meneliti apa maksud istilah ini. Jangan hanya memberitahu mereka!

Soalan 9

Kata Yunani untuk amber (resin fosil) adalah elektron . Terangkan bagaimana ini menjadi perkataan yang menerangkan jenis tertentu zarah subatom (elektron).

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Apabila sekeping ambar disapu dengan kain, satu caj elektrik statik berkembang pada kedua-dua objek. Penguji awal menganggap kewujudan cairan tidak kelihatan yang dipindahkan antara amber dan kain itu. Kemudian, didapati bahawa zarah sub-atom kecil membentuk "bendalir" ini, dan nama elektron diberikan kepada mereka.

Nota:

Persoalan ini memberikan peluang yang baik untuk membincangkan sejarah elektrik, dan bagaimana pemahaman dan penguasaannya secara dramatik telah mengubah kehidupan masyarakat. Pastikan untuk bertanya mengenai Benjamin Franklin dan pemodelan elektrik sebagai cecair . Penemuan saintifik sering dibantu oleh model, tetapi juga boleh dihalang oleh mereka juga. Model elektrik Franklin sebagai cecair telah dilakukan oleh kedua-dua (notasi aliran elektron berbanding konvensional)!

Soalan 10

Apakah yang dimaksudkan dengan objek untuk dikenakan caj elektrik? Berikan contoh objek yang menerima caj elektrik, dan huraikan bagaimana objek yang dikenakan itu mungkin berkelakuan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Untuk objek yang dikenakan elektrik, ia mestilah mempunyai lebihan atau defisit elektron di kalangan atomnya.

Satu contoh biasa objek mengecas elektrik ialah menggosok belon lateks terhadap pakaian bulu, atau menyikat rambut anda dengan sikat plastik. Kesan caj elektrik ini sangat mudah untuk dirasai!

Nota:

Persoalan ini secara semulajadi membawa kepada perbincangan mengenai teori atom. Galakkan pelajar anda untuk membincangkan dan meneroka model-model sederhana atom, dan bagaimana mereka berfungsi untuk menjelaskan elektrik dari segi penempatan dan gerakan elektron.

Soalan 11

Berapa banyak elektron yang terkandung dalam satu coulomb caj?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Terdapat 6.25 × 10 18 elektron dalam satu coulomb caj. Apa yang akan muncul ini tanpa menggunakan notasi saintifik? Tuliskan angka yang sama dengan menggunakan awalan metrik yang paling sesuai.

Nota:

Kajian matematik kecil di sini: menggunakan notasi saintifik untuk menandakan nombor yang sangat besar (atau sangat kecil).

Soalan 12

Apakah yang berlaku apabila dua objek digosok bersama dan keputusan elektrik statik?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Apabila kombinasi bahan-bahan tertentu disapu bersama-sama, elektron memindahkan tindakan menggosok dari atom satu bahan kepada atom-atom lain. Ini ketidakseimbangan elektron meninggalkan bekas bahan dengan caj positif dan yang kedua dengan caj negatif .

Nota:

Istilah "positif" dan "negatif" kelihatan mundur berhubung dengan konsep elektron moden sebagai pembawa caj. Pastikan untuk membincangkan aspek sejarah terminologi ini (ramalan Benjamin Franklin), dan penunjukan seterusnya bagi satu caj elektron sebagai "negatif."

Soalan 13

Lebih mudah untuk elektrik "mengecas" atom daripada mengubah pengiktirafannya kimia (katakan, dari memimpin ke emas). Apakah fakta ini menunjukkan tentang pergerakan relatif zarah-zarah asas dalam atom?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Elektron lebih mudah dikeluarkan daripada atau menambah atom daripada proton. Alasan untuk ini juga merupakan penyelesaian kepada paradoks mengapa proton mengikat bersama-sama dengan kuat di dalam nukleus atom walaupun caj elektrik yang sama.

Nota:

Bincangkan dengan pelajar anda pentingnya fakta ini: bahawa elektron boleh ditambah atau diambil dari atom agak mudah, tetapi proton (dan neutron untuk perkara itu) sangat ketat "terikat" dalam atom. Apa yang mungkin berlaku oleh atom jika proton mereka tidak begitu ketat kerana mereka?

Kita tahu apa yang berlaku kepada elektron beberapa atom apabila bahan digosok bersama. Apa yang mungkin berlaku kepada zat-zat tersebut jika proton tidak terikat rapat dengannya?

Soalan 14

Terangkan maksud istilah voltan, arus, dan rintangan elektrik dengan menggunakan kata-kata anda sendiri.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Voltan: "tekanan" elektrik antara dua titik atau lokasi berbeza.

Semasa: aliran elektron.

Rintangan: pembangkang, atau "geseran, " kepada aliran elektron.

Voltan, semasa dan rintangan dikaitkan melalui Undang-undang Ohm.

Nota:

Walaupun cukup mudah untuk pelajar mencari definisi untuk kata-kata ini dari sebilangan rujukan, adalah penting bahawa mereka dapat membuangnya ke dalam kata-kata mereka sendiri. Mengingati definisi tidak sama dengan benar-benar memahaminya, dan jika seorang pelajar tidak dapat menerangkan maksud istilah menggunakan kata-kata mereka sendiri maka mereka pasti tidak faham! Ia juga membantu menggalakkan pelajar memberikan contoh kehidupan sebenar istilah ini.

Soalan 15

Huraikan apa "elektrik", dengan kata-kata anda sendiri.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sekiranya anda mengalami kesukaran untuk merumuskan definisi untuk "elektrik, " definisi ringkas "arus elektrik" akan mencukupi. Apa yang saya cari di sini ialah penerangan bagaimana arus elektrik mungkin wujud dalam bahan pepejal seperti dawai logam.

Nota:

Soalan ini tidak mudah dijawab kerana ia mungkin muncul dahulu. Sudah tentu, arus elektrik ditakrifkan sebagai "aliran" elektron, tetapi bagaimana "aliran" elektron melalui bahan pepejal seperti tembaga? Bagaimanakah apa-apa yang mengalir melalui bahan pepejal, untuk perkara itu?

Banyak disiplin saintifik mencabar idea-idea "akal sehat" kami tentang realiti, termasuk sifat yang seolah-olah kukuh dalam beberapa bahan tertentu. Salah satu aspek penyelidikan saintifik adalah membebaskan kita daripada batasan persepsi akal langsung. Melalui percubaan berstruktur dan pemikiran yang ketat, kita dapat "melihat" perkara yang mungkin tidak dapat dilihat. Kita tentu tidak dapat melihat elektron dengan mata kita, tetapi kita dapat mengesan kehadiran mereka dengan peralatan khas, mengukur gerakan mereka dengan kesimpulan dari kesan lain, dan membuktikan secara empiris bahawa mereka sebenarnya ada.

Dalam hal ini, kaedah saintifik adalah alat untuk mengembangkan keupayaan manusia. Pelajar anda akan mula mengalami keseronokan "bekerja dengan yang tidak kelihatan" ketika mereka menjelajahi litar elektrik dan elektrik. Ia adalah tugas anda sebagai pengajar untuk memupuk dan menggalakkan rasa ingin tahu ini dalam kerja pelajar anda.

Soalan 16

Apakah perbezaan antara bahan yang diklasifikasikan sebagai konduktor berbanding dengan yang dikelaskan sebagai penebat, dalam erti kata elektrik ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Konduktor elektrik "menawarkan laluan mudah arus elektrik melalui mereka, sementara elektrik" penebat "tidak. Perbezaan asas antara "konduktor" elektrik dan "penebat" elektrik adalah bagaimana elektron mudah boleh hanyut dari atom masing-masing.

Untuk gambaran pergerakan elektron dalam bahan metalik, penyelidikan istilah elektron gas dan "Laut elektron" dalam buku rujukan kimia.

Nota:

Adalah penting untuk menyedari bahawa "konduktor" dan "penebat" elektrik tidak sama dengan "konduktor" dan "penebat" termal. Bahan-bahan yang penebat dalam pengimejan elektrik mungkin konduktor haba yang lazim (gel silikon tertentu yang digunakan sebagai haba- cecair pemindahan untuk sink haba, contohnya). Bahan-bahan yang konduktor dalam pengimejan elektrik mungkin penebat yang saksama dalam pengertian haba (plastik konduktif, sebagai contoh).

Soalan 17

Kenal pasti beberapa bahan yang konduktor elektrik yang baik, dan beberapa bahan penebat elektrik yang baik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ia sangat mudah untuk penyelidikan (dan ujian!) Sama ada atau tidak pelbagai bahan adalah sama ada konduktor atau penebat elektrik. Saya meninggalkan tugas ini di tangan anda yang sangat berkebolehan.

Nota:

Jika pelajar mempunyai akses kepada multimeter mudah, mereka boleh melakukan ujian kekonduksian ke atas pelbagai bahan dengan mereka. Ini adalah aktiviti kelas yang menyeronokkan dan menarik!

Soalan 18

Dalam istilah termudah yang anda boleh fikirkan, tentukan apa litar elektrik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Litar elektrik adalah laluan berterusan untuk elektron untuk mengalir dari sumber potensi elektrik (voltan) dan kembali lagi.

Nota:

Walaupun definisi cukup mudah untuk dikaji dan diulangi, penting bagi pelajar untuk mempelajari konsep ini dengan kata-kata mereka sendiri. Meminta pelajar untuk memberikan contoh praktikal "litar" dan "bukan litar" adalah satu cara untuk memastikan siasatan yang lebih mendalam terhadap konsep-konsep daripada menghafaz.

Perkataan "litar, " dalam penggunaan vernakular, sering merujuk kepada apa-apa elektrik. Sudah tentu, ini tidak benar dalam segi teknikal istilah itu. Pelajar akan menyedari bahawa banyak istilah yang mereka pelajari dan digunakan dalam kursus elektrik atau elektronik sebenarnya salah digunakan dalam ucapan umum. Perkataan "pendek" adalah contoh lain: secara teknikal ia merujuk kepada jenis kesalahan litar tertentu. Biasanya, orang ramai menggunakannya untuk merujuk kepada sebarang masalah elektrik.

Soalan 19

Apakah perbezaan antara elektrik DC dan AC ? Kenal pasti beberapa sumber biasa bagi setiap jenis elektrik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

DC adalah akronim yang bermaksud Direct Current : iaitu arus elektrik yang bergerak dalam satu arah sahaja. AC adalah akronim yang bermaksud Pengalihan Semasa : iaitu, arus elektrik yang secara berkala membalik arah ("ganti").

Bateri elektrokimia menjana DC, seperti sel solar. Mikrofon menjana AC apabila mengesan gelombang bunyi (getaran molekul udara). Terdapat banyak, banyak sumber lain DC dan AC elektrik daripada apa yang saya sebutkan di sini!

Nota:

Bincangkan sedikit sejarah AC versus DC dalam sistem kuasa awal. Pada masa awal kuasa elektrik di Amerika Syarikat, terdapat perdebatan yang hangat antara penggunaan DC versus AC. Thomas Edison memperjuangkan DC, sementara George Westinghouse dan Nikola Tesla menganjurkan AC.

Ia mungkin berbaloi untuk menyatakan bahawa hampir semua kuasa elektrik di dunia dijana dan diagihkan sebagai AC (Alternating Current), dan bukan sebagai DC (dengan kata lain, Thomas Edison kehilangan pertempuran AC / DC!). Bergantung pada tahap kelas yang anda ajar, ini mungkin atau mungkin bukan masa yang baik untuk menerangkan mengapa kebanyakan sistem kuasa menggunakan AC. Sama ada cara, pelajar anda mungkin bertanya mengapa, jadi anda harus bersedia untuk menjawab soalan ini dengan cara tertentu (atau minta mereka melaporkan apa-apa penemuan mereka sendiri!).

Soalan 20

Katakan anda sedang membina sebuah kabin jauh dari perkhidmatan kuasa elektrik, tetapi anda berhasrat untuk mempunyai tenaga elektrik untuk memberi tenaga lampu, radio, komputer, dan alat berguna yang lain. Tentukan sekurang-kurangnya tiga cara yang berbeza yang boleh menghasilkan kuasa elektrik untuk membekalkan keperluan elektrik di kabin ini.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Terdapat beberapa peranti yang berbeza yang mampu menghasilkan kuasa elektrik untuk kabin ini:

• Penjana yang didorong oleh enjin
• Sel solar
• Thermopile
• Kincir angin

Bagi setiap peranti ini, apakah prinsip operasinya, dan di mana ia memperoleh tenaganya?

Nota:

Bagi setiap tenaga elektrik "sumber", ada sumber tenaga yang lebih mendasar. Orang sering tersilap memikirkan peranti penjana sebagai sumber tenaga sihir, di mana mereka benar-benar tidak lebih daripada penukar tenaga: mengubah tenaga dari satu bentuk ke bentuk yang lain.

Soalan 21

Di manakah elektrik datang dari kuasa rumah anda, atau sekolah anda, atau lampu jalan di sepanjang jalan, atau banyak pertubuhan perniagaan di bandar anda? Anda akan mendapati bahawa terdapat banyak sumber dan jenis sumber kuasa elektrik yang berlainan. Dalam setiap kes, cuba tentukan di mana sumber muktamad tenaga itu.

Sebagai contoh, dalam empangan hidroelektrik, elektrik dijana apabila air jatuh berputar turbin, yang menjadikan penjana elektromekanik. Tetapi apa yang terus memacu air ke lokasi "menanjak "nya supaya proses berterusan? Apakah sumber utama tenaga yang dimanfaatkan oleh empangan?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Beberapa sumber kuasa elektrik:

• Empangan hidroelektrik
• Loji tenaga nuklear
• Loji janakuasa arang batu dan minyak
• Loji janakuasa gas asli
• Loji janakuasa kayu yang dipecat
• Loji tenaga geoterma
• Tumbuhan tenaga solar
• Tumbuhan kuasa pasang surut / gelombang
• Kincir angin

Nota:

Titik perbualan yang hebat di sini ialah hampir semua "sumber" tenaga mempunyai asal yang sama. Sumber-sumber "yang berbeza" hanyalah variasi ungkapan sumber sebenar yang sama (dengan pengecualian, sudah tentu!).

Soalan 22

Memandangkan bateri dan mentol lampu, tunjukkan bagaimana anda akan menyambung kedua-dua peranti ini bersama-sama dengan dawai untuk memberi tenaga mentol lampu:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini adalah pilihan yang paling mudah, tetapi bukan satu-satunya.

Nota:

Soalan ini memberi peluang kepada pelajar untuk membincangkan konsep asas litar. Ia sangat mudah untuk dibina, selamat, dan perlu dipasang oleh setiap pelajar secara individu di dalam kelas. Juga, menekankan bagaimana litar mudah seperti ini boleh dipasang di rumah sebagai sebahagian daripada bahagian "penyelidikan" lembaran kerja. Untuk meneliti jawapan untuk soalan-soalan lembaran kerja tidak semestinya maklumat harus datang dari buku! Galakkan eksperimen apabila keadaan diketahui selamat.

Sediakan pelajar brainstorming semua konsep penting yang dipelajari dalam membuat litar mudah ini. Prinsip-prinsip umum boleh diperolehi daripada "workscope panel panel lalai panel lalai" senaman ini

Soalan 23

Lukis gambarajah skematik elektrik litar di mana bateri menyediakan tenaga elektrik kepada mentol lampu.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Gambar rajah skematik ini bukan satu-satunya cara yang sah untuk menunjukkan bateri yang menyalakan mentol lampu:

Orientasi lain komponen dalam gambarajah dibenarkan. Walau bagaimanapun, apa yang penting ialah untuk menjadi jalan tunggal yang berterusan untuk arus elektrik dari bateri, ke mentol lampu, dan kembali ke terminal lain bateri.

Nota:

Terangkan kepada pelajar pentingnya pembelajaran untuk "berkomunikasi" dalam bahasa gambarajah skematik. Simbol dan konvensyen yang dipelajari di sini adalah antarabangsa, dan tidak terhad kepada penggunaan di Amerika Syarikat.

Soalan 24

Kebanyakan dawai elektrik diliputi dalam lapisan getah atau plastik yang dipanggil penebat . Apakah maksud mempunyai "penebat" ini yang meliputi dawai logam "# 24"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tujuan penebat yang meliputi bahagian logam wayar elektrik adalah untuk mengelakkan sentuhan tidak sengaja dengan konduktor elektrik yang lain, yang mungkin mengakibatkan aliran elektrik yang tidak disengaja melalui konduktor lain.

Nota:

Bukan sahaja soalan ini praktikal dari sudut pandangan fungsi litar pemahaman, tetapi juga dari perspektif keselamatan elektrik. Kenapakah penting untuk wayar terlindung? Adakah talian kuasa overhed terlindung seperti wayar yang digunakan dalam projek bilik darjah? Mengapa atau mengapa tidak? Bagaimanakah dawai elektrik terisolasi sebelum kedatangan teknologi plastik moden?

Soalan 25

Pada hari-hari awal pendawaian elektrik, wayar digunakan untuk dilindungi dengan kapas . Ini tidak lagi menjadi amalan yang diterima. Terangkan mengapa.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kapas, seperti banyak serat semula jadi, adalah penebat elektrik. . . sehingga menjadi basah!

Nota:

Persoalan ini memberikan peluang untuk membincangkan keselamatan elektrik berkaitan dengan pakaian (sering dibuat dari kapas). Adakah pakaian kering menawarkan penebat kepada elektrik seperti penebat dawai kapas gaya lama? Bolehkah pakaian kapas dipercayakan untuk melindungi anda secara selamat dari voltan berbahaya?

Soalan 26

Bagaimanakah bateri, mentol cahaya, dan beberapa panjang dawai logam digunakan sebagai penguji kekonduksian, untuk menguji keupayaan objek yang berbeza untuk menjalankan elektrik?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Litar berikut akan berfungsi sebagai penguji berterusan mudah. Cukup letakkan dawai terbuka yang berakhir bersentuhan dengan objek yang akan diuji, dan mentol lampu akan menunjukkan sama ada objek itu menjalankan elektrik ke mana-mana ijazah yang besar:

Nota:

Bukan sahaja persoalan ini peluang untuk menyelesaikan masalah, tetapi ia memberi pinjaman kepada eksperimen yang mudah dan selamat. Galakkan pelajar untuk membina penguji kekonduksian mereka sendiri dan menguji pelbagai bahan dengan mereka.

Soalan 27

Katakan kita mempunyai panjang panjang kabel elektrik (tiub fleksibel yang mengandungi pelbagai wayar) yang kami syak telah mempunyai beberapa wayar yang patah di dalamnya. Reka bentuk litar ujian mudah yang boleh digunakan untuk memeriksa setiap kabel kabel secara individu.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Sebahagian besar masalah litar elektrik / elektronik disebabkan oleh apa-apa yang lebih rumit daripada sambungan wayar pecah, atau kesalahan sepanjang panjang wayar. Ujian kabel untuk rehat wayar adalah latihan yang sangat praktikal.

Teknik yang sama boleh digunakan untuk "melukis" wayar dari satu hujung kabel ke kabel yang lain, sekiranya wayar tidak dikodekan warna atau dibuat identifikasi.

Soalan 28

Berapa lamakah masa untuk mentol lampu untuk menerima kuasa elektrik sebaik sahaja bateri disambungkan ke seluruh litar "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00116x01.png" >

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kira-kira 11 milisaat (0.0107 saat).

Nota:

Elektrik adalah pantas: kesan perjalanan gerakan elektron pada kira-kira kelajuan cahaya (186, 000 batu sesaat). Halaju elektron purata sebenar, sebaliknya, sangat perlahan. Satu analogi mudah yang saya gunakan untuk menggambarkan bagaimana elektron boleh bergerak perlahan namun mempunyai kesan yang cepat adalah sistem hidraulik gelung tertutup. Apabila injap dibuka, gerakan bendalir di seluruh sistem adalah segera (sebenarnya, gerakan itu bergerak pada kelajuan bunyi melalui bendalir - sangat cepat!), Namun halaju sebenar gerakan bendalir jauh lebih perlahan.

Secara kebetulan, simbol dua chevron menunjukkan pasangan penyambung elektrik (plag dan jack, lelaki dan perempuan).

Soalan 29

Kawat logam 22-gauge panjang tiga kaki mengandungi kira-kira 28.96 × 10 21 "bebas" elektron dalam jumlahnya. Katakan wayar ini diletakkan dalam litar elektrik yang menjalankan arus sama dengan 6.25 × 10 18 elektron per saat. Iaitu, jika anda dapat memilih tempat di sepanjang panjang dawai ini dan dapat mengira elektron semasa mereka hanyut di tempat itu, anda akan menjumlahkan 6, 250, 000, 000, 000, 000, 000 elektron yang melewati setiap saat. (Ini adalah kadar yang berpatutan untuk arus elektrik dalam wayar saiz ini.)

Kirakan halaju purata elektron melalui dawai ini.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Halaju elektron purata = 0.000647 kaki sesaat, atau 6.47 × 10 -4 kaki / s. Ini sangat perlahan: hanya 0.00777 inci sesaat, atau 0.197 milimeter sesaat!

Nota:

Walaupun perkembangan pesat kesan gerakan elektron sepanjang litar (iaitu kira-kira kelajuan cahaya), halaju elektron sebenarnya sangat lambat dengan perbandingan.

Angka asas yang digunakan dalam pengiraan ini adalah seperti berikut:

• Bilangan elektron bebas per meter padu logam (satu contoh diambil dari edisi ke-15, 1983, isipadu 6, halaman 551) = 10 29 elektron per m 3 . Jenis logam tidak dinyatakan.
• 22 gauge wire mempunyai diameter 0.025 inci.

Soalan seperti ini mungkin mencabar pelajar tanpa matematik atau latar belakang sains yang kuat. Satu strategi pemecahan masalah yang saya dapati sangat berguna adalah untuk memudahkan terma masalah sehingga penyelesaiannya menjadi jelas, kemudian gunakan contoh yang dipermudah ini untuk membentuk suatu pola (persamaan) untuk mendapatkan penyelesaian yang diberi parameter awal. Contohnya, apakah halaju elektron purata jika arusnya adalah 28.96 × 10 21 elektron per saat, angka yang sama dengan bilangan elektron bebas yang berada dalam wayar? Jelas sekali, halaju aliran akan menjadi satu panjang wayar sesaat, atau 3 kaki sesaat. Sekarang, ubah kadar semasa supaya ia adalah sesuatu yang lebih dekat dengan yang diberikan dalam masalah (6.25 × 10 18 ), tetapi masih cukup sederhana untuk mengira mental. Katakanlah, separuh kadar pertama: 14.48 × 10 21 elektron per saat. Jelas, dengan kadar aliran separuh sebanyak, halaju akan menjadi separuh juga: 1.5 kaki sesaat daripada 3 kaki sesaat. Beberapa lelaran teknik ini harus mendedahkan corak penyelesaian:

v = 3 Saya


Q

Di mana,

v = Purata kelajuan elektron (kaki per saat)

I = Arus elektrik (elektron setiap saat)

Q = Bilangan elektron yang terkandung dalam dawai

Ia juga sangat berguna untuk mempunyai pelajar yang berilmu menunjukkan teknik penyelesaian mereka di hadapan kelas supaya orang lain dapat mempelajari kaedah-kaedah baru penyelesaian masalah.

Soalan 30

Apakah simbol dengan tanda tanya di sebelahnya merujuk kepada? Dalam litar yang ditunjukkan, apakah mentol lampu akan bertenaga?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini adalah simbol-simbol tanah, dan mereka boleh merujuk kepada sambungan yang dibuat kepada konduktor biasa (seperti casis logam kereta atau litar), atau bumi yang sebenarnya (biasanya melalui rod logam yang digerakkan ke dalam tanah).

Nota:

Tanyakan kepada pelajar tentang kelakuan relatif casis logam berbanding kotoran (tanah bumi). Adakah laluan semasa yang dibentuk oleh dua casis casis logam bersamaan dengan laluan semasa yang dibentuk oleh two ground grounds "worksheetpanel panel panel-default" itemscope>

Soalan 31

Ditunjukkan di sini adalah perwakilan mudah loji kuasa elektrik dan rumah, dengan sumber elektrik ditunjukkan sebagai bateri, dan satu-satunya "beban" elektrik di rumah menjadi mentol lampu tunggal:

Mengapa seseorang menggunakan dua dawai untuk menjalankan elektrik dari kilang kuasa ke rumah, seperti yang ditunjukkan, apabila mereka hanya boleh menggunakan satu dawai dan sepasang sambungan tanah, seperti ini "// www.beautycrew.com.au//sub. allaboutcircuits.com/images/quiz/00075x02.png ">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini bukan penyelesaian praktikal, walaupun ia hanya memerlukan separuh jumlah wayar untuk mengedarkan kuasa elektrik dari loji kuasa ke setiap rumah! Alasan ini tidak praktikal adalah kerana bumi (kotoran) bukan konduktor elektrik yang baik. Wayar yang diperbuat daripada logam menjalankan elektrik jauh lebih cekap, yang menghasilkan lebih kuasa elektrik yang dihantar kepada pengguna akhir.

Nota:

Bincangkan hakikat bahawa walaupun bumi (kotoran) adalah pengalir elektrik yang lemah, ia masih boleh melakukan tahap maut semasa kepada tubuh manusia! Jumlah arus yang diperlukan untuk menyalakan bola lampu isi rumah biasanya jauh melebihi nilai-nilai yang mematikan bagi tubuh manusia.

Soalan 32

Apa, sebenarnya, adalah litar pintas ? Apa maksudnya jika litar menjadi pendek ? Bagaimanakah ini berbeza dari litar terbuka ?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Litar pintas adalah litar yang mempunyai rintangan yang sangat kecil, yang membenarkan arus yang besar. Sekiranya suatu litar menjadi pendek, ia bermakna bahawa laluan untuk rintangan besar sebelum ini telah dilewati oleh jalan yang mempunyai rintangan yang kecil (hampir sifar).

Sebaliknya, litar terbuka adalah salah satu di mana terdapat pemecahan yang menghalang sebarang arus dari meneruskan sama sekali.

Nota:

Bincangkan dengan pelajar anda beberapa potensi bahaya litar pintas. Ia kemudian akan jelas mengapa "litar pintas" adalah perkara yang buruk. Tanya pelajar jika mereka boleh memikirkan sebarang keadaan yang realistik yang boleh membawa kepada pembangunan litar pintas.

Saya telah memperhatikan beberapa tahun pengajaran elektronik bahawa istilah "pendek" atau "litar pintas" sering digunakan oleh pelajar baru sebagai label generik untuk apa - apa jenis kesalahan litar, dan bukannya keadaan khusus yang digambarkan. Ini adalah satu kebiasaan yang mesti diperbetulkan, jika pelajar berkomunikasi secara bijak dengan orang lain dalam profesion. Untuk mengatakan bahawa komponen "dipendekkan" bermaksud perkara yang sangat pasti: ia bukan istilah generik untuk apa-apa jenis kesalahan litar.

Soalan 33

Apa yang perlu berlaku dalam litar ini untuk menjadi pendek ? Dengan kata lain, tentukan cara membuat litar pintas menggunakan komponen yang ditunjukkan di sini:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Dalam kehidupan sebenar, tentu saja, litar pintas biasanya perkara yang perlu dielakkan. Bincangkan dengan pelajar anda mengapa litar pintas pada umumnya tidak diingini, dan apa peranan penebat dawai untuk menghalangnya.

Soalan 34

Apabila serangan kilat, jarum kompas magnetik yang berdekatan mungkin dilihat untuk menyeberang sebagai tindak balas kepada pelepasan elektrik. Tiada keputusan pesongan jarum kompas semasa pengumpulan caj elektrostatik sebelum bolt kilat, tetapi hanya apabila bolt sebenarnya menyerang. Apakah fenomena ini menunjukkan tentang voltan, semasa, dan daya tarikan "# 34"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kehadiran arus elektrik akan menghasilkan medan magnet, tetapi kehadiran voltan tidak akan. Untuk lebih jelas mengenai latar belakang sejarah penemuan saintifik ini, penyelidikan karya Hans Christian Oersted pada awal tahun 1820-an.

Nota:

Penemuan elektromagnetisme bukanlah sesuatu yang revolusioner dalam masa Oersted. Ia membuka jalan bagi pembangunan motor elektrik, antara lain alat elektrik yang berguna.

Soalan 35

Sama seperti elektrik boleh dimanfaatkan untuk menghasilkan kemagnetan, daya magnet juga boleh dimanfaatkan untuk menghasilkan elektrik. Proses yang terakhir ini dikenali sebagai induksi elektromagnetik . Reka bentuk percubaan mudah untuk meneroka fenomena induksi elektromagnetik.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Mungkin cara paling mudah untuk menunjukkan induksi elektromagnetik ialah membina litar mudah yang terbentuk daripada gegelung dawai dan meter elektrik yang sensitif (meter digital lebih disukai untuk eksperimen ini), kemudian gerakkan magnet melepasi gegelung dawai. Anda harus perhatikan korelasi langsung antara kedudukan magnet relatif terhadap gegelung dari masa ke masa, dan jumlah voltan atau arus yang ditunjukkan oleh meter.

Nota:

Ramai pelajar secara tidak wajar mengandaikan bahawa induksi elektromagnetik mungkin berlaku di hadapan medan magnet statik . Ini tidak benar. Persediaan percubaan mudah yang dijelaskan dalam bahagian "Jawab" untuk soalan ini cukup untuk menghilangkan mitos itu, dan untuk menerangkan pemahaman pelajar terhadap prinsip ini. Secara kebetulan, aktiviti ini adalah cara yang baik untuk mendapatkan pelajar mula berfikir dalam istilah kalkulus: berkaitan dengan satu pembolehubah kepada kadar perubahan dari masa ke masa pembolehubah lain.

Soalan 36

Penceramah audio yang besar boleh berfungsi untuk menunjukkan kedua-dua prinsip elektromagnetisme dan induksi elektromagnetik . Terangkan bagaimana ini boleh dilakukan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Saya tidak akan memberitahu anda bagaimana untuk membuat atau melakukan percubaan, tetapi saya akan menunjukkan kepada anda satu ilustrasi penceramah audio tipikal:

"Gegelung suara" dilampirkan pada kerucut pembesar suara fleksibel, dan bebas bergerak di sepanjang paksi panjang magnet. Magnet adalah pegun, dengan kuat berlabuh dengan bingkai logam pembesar suara, dan berpusat di tengah-tengah gegelung suara.

Percubaan ini paling mengagumkan apabila penceramah fizikal yang besar (iaitu "woofer") digunakan.

Soalan susulan: mengenal pasti beberapa kemungkinan kegagalan dalam pembesar suara yang akan menghalangnya daripada beroperasi dengan betul.

Nota:

Oleh kerana tidak semua orang mempunyai akses kepada pembicara yang besar untuk eksperimen semacam ini, ia mungkin membantu untuk mempunyai satu atau dua "woofer" penceramah yang terletak di dalam bilik darjah untuk pelajar bereksperimen dengan semasa fasa perbincangan ini. Pada bila-bila masa anda boleh menggalakkan pelajar untuk menubuhkan eksperimen dadakan di kelas untuk tujuan meneroka prinsip-prinsip asas, itu adalah Good Thing.

Soalan 37

Apa yang anda fikir mungkin berlaku jika seseorang terpasang dengan lembut pada kerucut salah satu pembicara ini "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00080x01.png">

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Cuba percubaan ini dengan menggunakan sepasang kabel yang panjang untuk memisahkan dua pembesar suara antara satu sama lain dengan jarak yang ketara. Dengar dan rasakan penceramah di akhir anda sementara orang lain mengetuk pembicara lain, kemudian peranan dagangan.

Nota:

Bukan sahaja eksperimen ini menggambarkan prinsip dua elektromagnetisme dan induksi elektromagnetik, tetapi ia juga menunjukkan betapa mudahnya untuk menubuhkan sistem telephony audio berkuasa bunyi mudah.

Adalah amat disyorkan untuk mempunyai sepasang speaker "woofer" yang sama di dalam bilik darjah untuk percubaan ini, serta panjang kabel kembar panjang (sambungan wayar lama kabel berfungsi dengan baik untuk tujuan ini, dengan buaya- klip "jumper" wayar untuk membuat sambungan).

Soalan 38

Katakan seseorang secara mekanikal memikul motor elektrik ke penjana elektrik, maka elektrik akan menyatukan kedua-dua peranti itu dalam usaha untuk membuat mesin gerakan kekal:

Mengapa perhimpunan ini tidak akan berputar selama-lamanya, sekali bermula "# 38"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini tidak akan berfungsi kerana tidak motor atau penjana adalah 100% cekap.

Nota:

Jawapan mudah kepada soalan ini ialah "Undang-undang Pemuliharaan Tenaga (atau Undang-Undang Termodinamik Kedua) melarangnya, " tetapi memetik "Undang-undang" sedemikian sebenarnya tidak menjelaskan mengapa mesin pergerakan berterusan ditakdirkan untuk kegagalan. Adalah penting bagi pelajar menyedari bahawa realiti tidak terikat kepada ahli sains fizikal "Hukum"; Sebaliknya, apa yang kita sebut sebagai "Undang-undang" sebenarnya hanyalah perihalan tentang keteraturan yang dilihat dalam alam semula jadi. Adalah penting untuk menekankan pemikiran kritikal dalam persoalan seperti ini, kerana ia tidak lebih matang secara intelek untuk menafikan kemungkinan peristiwa berdasarkan kepatuhan dogmatik kepada Undang-Undang daripada yang secara langsung percaya bahawa apa pun adalah mungkin.

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →