EL-GO Flat
Opracował: Arkadiusz Mroczyk
Witaj
Czy zastanawiałeś się dlaczego złożenie nawet prostego układu elektronicznego jest takie
skomplikowane, uciążliwe i długotrwałe?... Dlaczego patrząc na gotowy obwód, tak trudno zorientować
się jaki jest schemat jego połączeń?...
W zestawach El-Go ten problem został rozwiązany 
Dzięki zestawom El-Go:
 składanie obwodów elektronicznych jest łatwe i przyjemne jak nigdy dotąd
 efekt końcowy jest bardzo przejrzysty (idealny do nauki elektroniki)
 masz możliwość tworzenia dowolnej liczby różnych obwodów
Zapoznanie się z poniższym tekstem umożliwi Tobie swobodne poruszanie się po dużym obszarze
elektroniki – samodzielne konstruowanie obwodów, ich modyfikowanie i uruchamianie.
Do tego wszystkiego wystarczy zrozumienie kilku podstawowych pojęć i fundamentalnego prawa
dotyczącego prądu elektrycznego - prawa Ohma - zawierającego się w jednym zdaniu. Ładunki
elektryczne są wszędzie wokół, również w nas samych, jako podstawowy składnik materii. Ładunki nie
związane dostatecznie silnie z większymi strukturami materii stałej, mogą się w niej przemieszczać w metalach są to swobodne elektrony. W cieczach przewodzących (elektrolitach) mogą się przemieszczać
nawet duże, naładowane elektrycznie cząstki - jony dodatnie i ujemne. Prąd elektryczny powstaje
w wyniku działania, na takie swobodne ładunki elektryczne, zewnętrznego pola elektrycznego
wytworzonego różnicą potencjałów (napięciem). Napięcie wymusza uporządkowany ruch ładunków,
zgodny z liniami sił pola. Źródłami napięcia są np. różnego typu ogniwa (w tym popularne baterie),
akumulatory lub zasilacze. Można je sobie wyobrazić jako pompy przepychające przez siebie ładunki
elektryczne z jednego bieguna na drugi. Silna pompa wytworzy duże napięcie ponieważ wysysając
ładunki z jednego bieguna wytworzy duży ich nadmiar na drugim biegunie. Jeżeli te bieguny połączymy
przewodem elektrycznym, stanowiącym doskonałą drogę dla elektronów, to popłynie prąd elektryczny.
Z bieguna, na którym „pompa" (bateria) doprowadziła do ich nadmiaru, elektrony będą się
przemieszczały przewodem do bieguna, z którego „pompa" je pobiera (gdzie jest ich niedomiar). Jest to
typowe zjawisko występujące powszechnie w naturze, która zawsze dąży do uzyskania stanu równowagi
(zaburzonego w tym wypadku przez pracę pompy). W przewodniku elektrycznym, jakim jest nasz
przewód znajduje się dużo swobodnych elektronów i one też wezmą udział w tym ruchu, będą
„przepychane" tymi samymi siłami pola elektrycznego, aby uzupełnić wspomniany niedomiar
i rozładować nadmiar. W każdym punkcie tak powstałego obwodu będą przemieszczały się elektrony
w jednym kierunku (nadanym przez pompę) - czyli popłynie prąd elektryczny.
Prąd elektryczny jest to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych.
Na całym świecie umówiono się, że prąd elektryczny płynie od bieguna dodatniego (+) do bieguna
ujemnego (-).
Fundamentalna wiedza potrzebna do swobodnego poruszania się po elektronice zawiera się w prawie
Ohma. Brzmi ono następująco:
Prąd płynący przez przewodnik o stałej temperaturze jest wprost proporcjonalny do napięcia
między jego końcami.
Gdzie:
I - prąd = prąd elektryczny = natężenie prądu - jednostka [A] (Amper).
U - napięcie = napięcie elektryczne = różnica potencjałów - jednostka [V] (Wolt)
R - opór = opór elektryczny = oporność = rezystancja - jednostka [S] (Om)
Połączenie szeregowe:
Jest to taki rodzaj połączenia elementów elektrycznych, w którym koniec jednego elementu łączy się z
początkiem następnego. Połączenie takie tworzy szereg (łańcuch) elementów, w którym prąd elektryczny
musi przepływać kolejno przez wszystkie elementy (natężenie prądu ma więc taką samą wartość dla
wszystkich elementów w połączeniu szeregowym).
Połączenie równoległe:
Jest to taki rodzaj połączenia elementów elektrycznych, w którym wszystkie końce oraz wszystkie
początki elementów są połączone razem. Połączenie takie tworzy odpowiednią ilość gałęzi, w których
mogą płynąć różne prądy, ale które zasilane są takim samym napięciem elektrycznym.
Pierwsze Prawo Kirchhoffa:
Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego
węzła.
Moc prądu elektrycznego:
Jest to iloraz wykonanej pracy w jednostce czasu.
Opis modułów:
dioda prostownicza
oporniki
żarówki
dioda świecąca LED
włącznik (klucz)
uniwersalny
miernik
cyfrowy
zasilacz bateryjny
z bezpiecznikiem
Jeśli coś nie działa?
W praktyce eksperymentującego elektronika, wyżej wymieniony fakt jest stanem naturalnym, zwykle
potwierdzającym naszą wspólną cechę, jaką jest omylność.
1. Należy sprawdzić poprawność doboru elementów i ich właściwe połączenie, pamiętając jednocześnie,
że układy elektroniczne nigdy nie działają bez włączonego zasilania. Jeżeli wyżej wymienione
sprawdzenie nie pomoże, to należy sprawdzić schemat połączeń a w ostateczności poprosić o pomoc
nauczyciela.
2. Należy przejrzeć końcówki połączeniowe dopatrując się jakiegoś zanieczyszczenia, najczęściej w
postaci przywartego włosa, kępki kurzu, włókna itp.
3. Nie należy samemu naprawiać modułów!
Podczas wykonywania ćwiczeń należy zachować wszystkie przepisy BHP.
KARTA PRACY NR 1:
Obliczanie oporu w żarówce na podstawie prawa Ohma
a) bez opornika R2
Zestaw układ według poniższego schematu:
Podłącz miernik cyfrowy (ustaw go w pozycji 20V) i odczytaj wartość napięcia. Następnie zbadaj
wartość natężenia w układzie (ustaw miernik w pozycji 20m). Na podstawie prawa Ohma oblicz
oporność żarówki.
Pomiary wykonaj dla napięcia 3V, 6V, 9V.
Lp.
1
2
3
U [V]
I [A]
R [Ω]
Wnioski:
Jaka jest zależność oporu od napięcia?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
b) z opornikiem R2
Wykonaj pomiary analogicznie jak w punkcie 1, podłączając opornik do obwodu. Zmierz napięcie
tylko na żarówce (kolejno dla 3, 6, 9 V w źródle). Opornik podłącz między włącznikiem a żarówką.
Lp.
1
2
3
U [V]
I [A]
R [Ω]
Wnioski:
Jaka jest zależność napięcia na żarówce w stosunku do oporu. Jak świeci żarówka dla 3V, 6V, 9V dla
źródła?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
KARTA PRACY NR 2:
Obliczanie mocy żaróweczki
a) dla jednej żaróweczki (Ż2)
Zestaw układ według schematu:
Zanotuj jakie jest natężenie płynące przez żaróweczkę, oraz zbadaj natężenie w układzie.
(dla U = 6V dla źródła)
Lp.
1
U [V]
I [A]
P [W]
Oblicz korzystając z zależności P=UI [W] moc żaróweczki dla określonego napięcia (wyniki zanotuj
w tabeli).
b) dla dwóch żaróweczek (Ż2 i Ż3)
Wykonaj zadanie analogicznie jak w punkcie pierwszym podłączając do układu żaróweczkę Ż3.
Lp.
1
U [V]
I [A]
P [W]
Wnioski:
Co się dzieje z mocą żarówek? Jaka jest ich jasność?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
KARTA PRACY NR 3:
Połączenia szeregowe i równoległe
a) połączenie szeregowe
Zestaw układ według poniższego schematu:
Dokonaj pomiaru napięcia: U = ............... [V]
b) połączenie równoległe
Zestaw układ według schematu:
Dokonaj pomiaru napięcia: U = ............... [V]
Co zaobserwowałeś? Jaka jest jasność żaróweczki?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
KARTA PRACY NR 4:

Co powoduje opornik w układzie?
Zestaw układ według schematu:
Zmierz napięcie: U = ................. [V]

Następnie dołącz do układu opornik R1 (30Ω)
Zmierz napięcie: U = ................... [V]
Co zauważyłeś?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
Jak myślisz, czy natężenie również się zmieni?
Wykonaj raz jeszcze układy według schematów połączeń i zmierz poziom natężenia prądu.
Wykonałeś pomiary dla opornika 30 Ω. Podłącz układy analogicznie włączając w układ opornik
200 Ω.
Wnioski:
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
KARTA PRACY NR 5:
Doświadczalne badanie pierwszego prawa Kirchhoffa
Zestaw układ według schematu:
Zmierz poziom natężenia w punktach AB:
IAB = ........... [A]
Następnie zmierz poziom natężenia w punktach CD:
ICD = ........... [A]
Oraz w punktach ED:
IED = ........... [A]
Zastanów się teraz ile wynosiło natężenie prądu wpływającego do węzła? ( I= ...... [A]).
A następnie zsumuj natężenia prądów wypływających z węzła. ( ICD + IED = ....... [A]).
Co zauważyłeś?
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
Sformułuj treść pierwszego prawa Kirchhoffa:
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
KARTA PRACY NR 6:
Buduję układ własny
Zbuduj dowolny układ wykorzystując:






źródło,
włącznik,
przewody,
żaróweczki 2 i 3
diodę LED
miernik uniwersalny
Narysuj schemat tego układu oraz zmierz napięcie na diodzie LED, a także całkowite natężenie układu.
miejsce na własny schemat
U = .............. [V]
I = .............. [A]
KARTA PRACY NR 7:
Jak podłączać amperomierz a jak woltomierz...
Zestaw układy według schematów i sprawdź ich prawdziwość. Skorzystaj z miernika
elektronicznego. Zapisz prawda lub fałsz gdy pomiar napięcia lub natężenia jest możliwy.
Download

El-Go Karty pracy - Arkadiusz Mroczyk