Circuit Buddies: 14 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าไฟฟ้าทำงานอย่างไร? เช่นเดียวกับที่หลอดเลือดนำเลือดไปทั่วร่างกาย สายไฟในวงจรจะนำกระแสไฟฟ้าผ่านส่วนต่างๆ ของระบบอิเล็กทรอนิกส์

วงจรคืออะไร? วงจรเป็นเส้นทางที่เคลื่อนที่กระแสไฟฟ้า ไฟฟ้านี้ใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับหลอดไฟ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่เราใช้เป็นประจำทุกวัน

บทเรียนนี้สอนนักเรียนถึงพื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์และการทำงานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายสี่ชิ้น ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน สวิตช์ และไดโอด พวกเขายังจะได้เรียนรู้สัญลักษณ์แผนผังสำหรับส่วนประกอบด้วย

วท.5. P.11.1

ตรวจสอบและแสดงข้อเท็จจริงว่ากระแสไฟฟ้าต้องใช้วงจรปิด (วงจรสมบูรณ์)

เสบียง

1 LED -

www.amazon.com/gp/product/B071GQMLBX/ref=p…

1 ตัวเก็บประจุ ALUM 470UF 20% 16V RADIAL-

www.digigiy.com/product-detail/en/panason…

2 ตัวต้านทาน 6.8K OHM 1/4W 5% AXIAL -

9 โวลต์แบตเตอรี่- 1 สามารถใช้ได้สำหรับกลุ่มสูงสุด 10 คน

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมเสบียง

1 LED -

1 CAPACITOR ALUM 470UF 20% 16V RADIAL -

2 ตัวต้านทาน 6.8K OHM 1/4W 5% AXIAL -

9 โวลต์แบตเตอรี่- 1 สามารถใช้ได้สำหรับกลุ่มสูงสุด 10 คน

ขั้นตอนที่ 2: ทำความเข้าใจตัวต้านทาน

ตัวต้านทาน

ส่วนประกอบและสัญลักษณ์ของวงจรพื้นฐานที่สุด! ตัวต้านทาน "ต่อต้าน" การไหลของอิเล็กตรอน คุณสามารถนึกถึงตัวต้านทานเป็นท่อที่มีขนาดต่างกันได้ ยิ่งท่อใหญ่เท่าไหร่น้ำก็จะไหลได้ง่ายขึ้นเท่านั้น ท่อยิ่งเล็กก็ยิ่งแข็ง ถ้าคุณซื้อมิลค์เชคแล้วได้หลอดหนาขนาดใหญ่แล้วดื่มมิลค์เชคก็เป็นเรื่องง่าย แต่ถ้าคุณดื่มมิลค์เชคแบบเดียวกันโดยใช้หลอดเล็กๆ อย่างเครื่องกวนกาแฟ มันจะยากมาก คุณยังสามารถดื่มมิลค์เชคได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ฟางที่ใหญ่กว่าหลอดที่เล็กกว่า ขนาดของตัวต้านทานในวงจรของเราจำกัดความเร็วของตัวเก็บประจุที่จะระบายประจุออก นอกจากนี้ยังปกป้อง LED ของเราจากการได้รับกระแสไฟมากเกินไปและได้รับความเสียหาย เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง

ความต้านทานมีหน่วยวัดเป็นโอห์ม ยิ่งค่าสูงก็ยิ่งต้านทานต่อการไหลของอิเล็กตรอนมากขึ้น ดังนั้น ยิ่งความต้านทานสูง ฟางในตัวอย่างมิลค์เชคก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น

ตัวต้านทานบนแผนผังมักจะแสดงด้วยเส้นซิกแซกสองสามเส้น โดยมีขั้วสองขั้วยื่นออกไปด้านนอก แผนผังที่ใช้สัญลักษณ์สากลอาจใช้รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ไม่มีรูปแบบแทน squiggles

ขั้นตอนที่ 3: ทำความเข้าใจตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุ

ความจุคือความสามารถของส่วนประกอบในการเก็บประจุไฟฟ้า คุณสามารถคิดได้ว่าเป็น "ความจุ" ในการเก็บประจุ ตัวเก็บประจุสามารถคิดได้ว่าเป็นถังน้ำ คุณสามารถเติมน้ำในถังนั้นและมันจะเก็บได้ตราบเท่าที่ไม่มีรอยรั่วหรือรูในถัง ขนาดของตัวเก็บประจุจะเท่ากับขนาดของถัง ยิ่งถังใหญ่เท่าไรก็ยิ่งเก็บประจุ/น้ำได้มากขึ้นเท่านั้น Farad คือการวัดความสามารถในการเก็บประจุของตัวเก็บประจุ ยิ่งจำนวนสูงเท่าใด ประจุ/พลังงานก็จะยิ่งเก็บได้มากขึ้นเท่านั้น ในโครงการนี้ เราใช้ตัวเก็บประจุขนาดเล็ก 470 ตัว มีสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุสองแบบที่ใช้กันทั่วไป สัญลักษณ์หนึ่งแสดงถึงตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์ (โดยปกติคืออิเล็กโทรไลต์หรือแทนทาลัม) และอีกสัญลักษณ์หนึ่งสำหรับแคปที่ไม่มีโพลาไรซ์ ในแต่ละกรณีจะมีขั้วสองขั้ว วิ่งในแนวตั้งฉากเป็นจาน สัญลักษณ์ที่มีแผ่นโค้งหนึ่งแผ่นแสดงว่าตัวเก็บประจุเป็นแบบโพลาไรซ์ แผ่นโค้งแสดงถึงแคโทดของตัวเก็บประจุ ซึ่งควรมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าขาขั้วบวกที่เป็นขั้วบวก เครื่องหมายบวกอาจถูกเพิ่มลงในพินบวกของสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์-- เรียนรู้เพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 4: ระบุข้อดี

ถึงเวลาสร้างคู่หูวงจรของคุณแล้ว!

ระบุขา Capacitor ที่ยาวขึ้น - เป็นบวก! ตัวเก็บประจุยังกำหนดด้านลบด้วยแถบและสัญลักษณ์ - ที่ด้านข้าง ใช้ตัวต้านทาน- บิดขาบวกจากด้านหลังแล้วบิดขึ้น- งอขาตัวเก็บประจุที่ด้านล่างเพื่อยืน-

ขั้นตอนที่ 5: ทำความเข้าใจ Diode/LED - Light Emitting Diode

ไดโอด

ไดโอดเป็นส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่ช่วยให้การไหลของอิเล็กตรอนในทิศทางเดียวเท่านั้น สัญลักษณ์แผนผังดูเหมือนลูกศรชี้ทิศทางที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ นอกจากนี้ยังมีเส้นแนวตั้งที่ปลายลูกศรแสดงถึงการปิดกั้นการไหลในทิศทางย้อนกลับ LED ที่เราใช้อยู่ในวงจรนี้จะเปล่งแสงเมื่อกระแสไหลเรียกว่า Light Emitting Diode ไดโอดมีโพลาไรซ์จึงมีด้านบวก (แอโนด) และด้านลบ (แคโทด) และต้องมีบางอย่างเพื่อระบุว่าอันไหนคืออันไหน ไดโอดส่วนใหญ่มีขาที่ยาวกว่าเพื่อแจ้งให้คุณทราบว่าด้านใดเป็นด้านบวก LED สามารถรองรับกระแสไฟได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นและอาจเสียหายได้หากเชื่อมต่อโดยตรงกับแบตเตอรี่ ปัจจุบันวัดเป็นแอมแปร์ซึ่งแสดงถึงการไหลของอิเล็กตรอน ไดโอดทั่วไปสามารถรองรับกระแสไฟได้ประมาณ 10-20 มิลลิแอมป์อย่างปลอดภัย ตัวต้านทานในวงจรของเราลดกระแสและป้องกันไดโอดไม่ให้เสียหาย คิดว่ามันเหมือนกับการพยายามดื่มน้ำจากท่อดับเพลิง ท้องจะแตก! ตัวต้านทานทำให้เหมือนกับการดื่มจากสายยางในสวนแทน

ขั้นตอนที่ 6: 2 แง่บวกทำให้ถูกต้อง

ระบุขา LED ที่ยาวขึ้น - เป็นบวกเช่นกัน!

ใช้ลวดตัวต้านทานก่อนหน้า- บิดเพื่อเชื่อมต่อกับสาย LED บวก- ตัวต้านทานคือตัวเชื่อมต่อของสายไฟบวก 2 เส้น/ และการไหลของพลังงานระหว่างตัวเก็บประจุและ LED

ขั้นตอนที่ 7: การยืดกล้ามเนื้อที่บ้าน

ใช้ลวดต้านทานที่สอง-

บิดลวด LED สั้น ๆ ลงด้านล่าง

ตัวต้านทานแสดงถึงจำนวนความต้านทานที่กำหนดในวงจร ความต้านทานเป็นตัววัดว่าการไหลของกระแสไฟฟ้าถูกต่อต้านหรือ "ต้านทาน" อย่างไร

ขั้นตอนที่ 8: สร้างลูป

งอด้านล่างของลวดต้านทานเพื่อทำวง

ลูปคือสวิตช์ของคุณ!

สวิตช์เป็นส่วนประกอบที่ควบคุมความเปิดหรือความปิดของวงจรไฟฟ้า อนุญาตให้ควบคุมการไหลของกระแสในวงจร

ขั้นตอนที่ 9: ชาร์จพวกเขา

เพื่อนของคุณพร้อมที่จะถูกเรียกเก็บเงิน

เชื่อมต่อขาบวกกับด้านบวก/ และขาลบกับด้านลบของแบตเตอรี่ 9 โวลต์

กดค้างไว้ 2-5 วินาที!

เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับตัวต้านทานแบบอนุกรมและตัวเก็บประจุ กระแสเริ่มต้นจะสูงเมื่อแบตเตอรี่ขนส่งประจุจากแผ่นหนึ่งของตัวเก็บประจุไปยังอีกแผ่นหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 10: ทำความเข้าใจสวิตช์

สวิตช์

สวิตช์เป็นส่วนประกอบที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า สวิตช์พื้นฐานมี 2 ตำแหน่งเปิดและปิด เมื่อสวิตช์ "เปิด" แสดงว่าไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านได้ ดังแสดงในภาพด้านบน แสดงว่าไม่ได้ต่อสายไฟ 2 เส้น เมื่อสวิตช์ "ปิด" จะสร้าง "ไฟฟ้าลัดวงจร" ซึ่งสามารถแสดงได้โดยส่วนประตูของสวิตช์ปิด โดยแสดงสายไฟ 2 เส้นที่ต่ออยู่ จากนั้นกระแสไฟฟ้าสามารถไหลจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งได้ สวิตช์ในวงจรของเราคือแขนของบัดดี้วงจรของเราที่มีห่วงและสามารถสัมผัสได้ที่ขาของเขา เมื่อปิดสวิตช์ พลังงานจะไหลออกจากตัวเก็บประจุที่มีประจุผ่านตัวต้านทานตัวแรก ผ่าน LED จากนั้นผ่านตัวต้านทานตัวที่สอง และสุดท้ายจะสิ้นสุดที่ด้านลบของตัวเก็บประจุ วงจรจะสมบูรณ์เมื่อกระแสสามารถไหลจากแรงดันไฟฟ้าสูงสุดไปยังแรงดันต่ำสุดผ่านลูปของส่วนประกอบได้ แรงดันถูกวัดเป็นโวลต์และแสดงถึงศักย์ไฟฟ้าหรือ "แรงดันไฟฟ้า" ที่วงจรมี ในกรณีของเรา เรากำลังชาร์จตัวเก็บประจุของเราเป็น 9 โวลต์ เมื่อคุณปิดสวิตช์ แรงดันไฟฟ้าจะค่อยๆ ลดลงเมื่อตัวเก็บประจุคลายตัวผ่านตัวต้านทานและไฟ LED เมื่อแรงดันไฟตก LED จะส่องแสงน้อยลงจนในที่สุดแรงดันไฟต่ำเกินไปที่จะให้แสง LED และตัวเก็บประจุของคุณจะถูกคายประจุ โดยการแตะ Capacitor กับแบตเตอรี่ 9V แสดงว่าคุณกำลังเติมกลับเป็น 9V อีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 11: ไซม่อนพูดว่า "แตะขาของคุณ!"

ใช้แขนคล้องแขนสัมผัสขาด้านลบ-

เมื่อเพื่อนของคุณสว่างขึ้น- คุณรู้ว่าเขาถูกชาร์จและวงจรของคุณดี!

ขั้นตอนที่ 12: พร้อมเล่น

เพื่อนของคุณสามารถชาร์จได้หลายครั้งเท่าที่คุณต้องการ!

วงจรไฟฟ้าเป็นเส้นทางหรือเส้นที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทางเดินอาจจะปิด (เชื่อมปลายทั้งสองข้าง) ทำให้เป็นทางวน วงจรปิดทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ นอกจากนี้ยังอาจเป็นวงจรเปิดที่การไหลของอิเล็กตรอนถูกตัดให้สั้นเนื่องจากเส้นทางเสีย วงจรเปิดไม่อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหล

ขั้นตอนที่ 13: สร้างเพื่อน

คุณสามารถใช้บัดดี้ของคุณเพื่อเชื่อมต่อกับเพื่อนคนอื่นๆ ได้! จับตากระแสพลัง!

ขั้นตอนที่ 14: วิทยาศาสตร์เบื้องหลังความสนุก

บทเรียนนี้สอนนักเรียนถึงพื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์และการทำงานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายสี่ชิ้น ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน สวิตช์ และไดโอด (จริงๆ แล้วคือ LED- ไดโอดเปล่งแสง)

นักเรียนสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายโดยบิดตัวนำส่วนประกอบ (สายไฟ) เข้าด้วยกันในลำดับที่ถูกต้อง วงจรนี้คล้ายกับมนุษย์หุ่นยนต์ตัวเล็ก ๆ เมื่อประกอบเข้ากับไฟ LED สำหรับศีรษะของเขา ตัวเก็บประจุถูกชาร์จโดยการสัมผัสกับแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ ตัวเก็บประจุจะเก็บประจุไว้จนกว่าสวิตช์ (สายต้านทานที่ไม่ได้เชื่อมต่อคือสวิตช์) ถูกปิด และไฟ LED จะสว่างขึ้นจนกว่าตัวเก็บประจุจะคายประจุ

วิทยาศาสตร์เป็นเรื่องสนุก!

มีความสุขในการสร้าง!