УРОК 1 Первые эксперименты
1.Инструктаж по ОТ
Эксперимент 1. Вкус электричества
Можно ли ощутить на вкус электричество? Наверное — нет, но в данном случае, похоже, что вы это сможете сделать. Вам понадобятся:
• батарейка типа «Крона» с напряжением 9 В;
• разъем для подключения батарейки;
• мультиметр.
Порядок действий
Смочите слюной ваш язык и коснитесь его кончиком металлических контактов 9-вольтовой батарейки. Резкое быстрое покалывание, которое вы почувствуете, будет связано с потоком электрических зарядов, перемещающихся от одного вывода батарейки к другому (рис. 1.16) по влаге, которой смочен ваш язык. Поскольку кожа вашего языка очень тонкая (это практически слизистая мембрана) и нервы расположены очень близко к его поверхности, вы можете очень легко ощутить этот поток.
Не более 9 В!
После этого высуньте ваш язык, очень тщательно протрите его кончик салфеткой и повторите эксперимент, не допуская повторного увлажнения языка. Теперь покалывание уменьшится.
?? Что произошло? Нужен тестер!
Мультиметр
Большинство приборов имеют съемные измерительные про вода, известные еще, как измерительные щупы или просто щупы. Кроме того, многие приборы имеют три гнезда на передней панели; крайнее левое обычно резервируется для измерения больших значений токов. В данном случае это гнездо нам не понадобится. Измерительные провода обычно бывают черного и красного цвета (рис. 1.17). Вилка черного щупа вставляется в гнездо с от- меткой «COM» или «Common» (общий). Вилка красного провода вставляется в гнездо с отметкой «V» или «volts» (вольты)
Мы собираемся использовать мультиметр для определения сопротивления вашего языка. Сначала переключите прибор в ре- жим измерения сопротивления. Если у него есть функция автома- тического определения диапазона измерения, то вы увидите, что он отображает букву «K», что означает килоомы, или букву «М», что означает мегаомы. Если же вы должны установить диапазон вручную, то начинать нужно со значения не менее 100 000 Ом (100 кОм). Примеры выбора режима и диапазона измерения по- казаны на рис.
Попробуйте с помощью мультиметра измерить сопротивление воды. Растворите некоторое количество соли в воде и выполните свой опыт снова. Теперь попытайтесь измерить напряжение в дистиллированной воде (в чистом стакане).
Эксперимент 2
Ваша Первая схема
Теперь настало время заставить электричество сделать что- нибудь такое, что может принести какую-либо пользу. Для этой цели мы будем использовать компоненты под названием рези- сторы и светодиоды.
Вам понадобятся:
• батарейка типа АА с напряжением 1,5 В. Количество — 4 шт.;
• держатель для четырех батареек. Количество — 1 шт.;
• резисторы: 470 Ом, 1 кОм, 2 кОм или 2,2 кОм (номинал 2,2 кОм встречается гораздо чаще, чем 2 кОм, и также может использоваться в данном эксперименте). Количество — по одному резистору каждого номинала;
• светодиод любого типа. Количество — 1 шт.;
• зажимы типа «крокодил». Количество — 3 шт.
1. Проверьте сопротивление резисторов с помощью мультиметра.
Светодиод критичен к количеству энергии, которое он получает, а также к тому, каким образом он ее получает. Поэтому при работе со светодиодами всегда нужно руководствоваться следующими правилами:
• к более длинному выводу светодиода должно быть подключено более положительное напряжение, чем к короткому выводу;
• разность напряжений между длинным и коротким выводами не должна превышать предельного значения, заданного производителем для используемого светодиода;
• ток, проходящий через светодиод, не должен превышать предельного значения, заданного производителем. А что будет, если вы нарушите эти правила?
2. Подключите к светодиоду последовательно 1 резистор номиналом 2 кОм и подключите к батарейке 9В Крона. Замените резистор на 1 кОм, затем на 220 Ом. Что вы увидели?
Объясните.
Эксперимент 3
Изменение напряжения
Потенциометр изменяет напряжение и ток в цепи за счет изменения сопротивления.
Чтобы проверить ваш потенциометр, нужно с помощью мультиметра измерять его сопротивление в омах, обеспечивая при этом постоянный контакт измерительных щупов с выводами потенциометра и вращая его ось в одну и другую сторону, как это показано на
рис…
Уменьшение яркости светодиода
Прежде всего, поверните ось потенциометра в крайнее положение против часовой стрелки, в противном случае вы можете сжечь ваш светодиод еще до начала эксперимента.
После этого выполните все подключения, как это показано на рис. 1.45, следя за тем, чтобы не позволять металлическим частям зажимов типа «крокодил» касаться друг друга. Теперь очень медленно по часовой стрелке начните поворачивать ось потенциометра. В результате вы должны заметить, что светодиод будет светиться все ярче и ярче, и, в конце концов, вдруг погаснет. Итак, вы опытным путем увидели, как легко можно вывести из строя современную электронику? Выбросите этот светодиод. Больше он уже никогда не загорится. Замените его новым светодиодом, но теперь будьте гораздо внимательнее
Для измерения напряжения в схеме, в которой используются батарейки, надо на мультиметре выбрать режим для измерения напряжения на постоянном токе — «V» и «DC», «V; V;» или «VDC», где DC (direct current) — постоянный ток. Теперь измерительными щупами коснитесь выводов светодиода. Попытайтесь, удерживая щупы на месте, слегка повернуть ось потенциометра сначала в одну, а затем в другую сторону. Вы должны увидеть соответствующее изменение величины напряжения на выводах светодиода. Это наз. разностью потенциалов между двумя выводами светодиода.
Теперь, чтобы измерить разность потенциалов между выводами потенциометра, коснитесь их измерительными щупами. Потенциометр и светодиод делят между собой все имеющееся напряжение таким образом, что когда разность потенциалов (падение напряжения) на потенциометре повышается, тогда разность потенциалов между выводами светодиода падает, и наоборот (рис. 1.48). Следует иметь в виду несколько обстоятельств.
• Если вы сложите все падения напряжения на каждом эле-менте цепи, то сумма будет равна тому напряжению, которое выдается батарейкой.
• При измерении напряжения вы всегда измеряете относи- тельное напряжение между двумя точками в цепи.
• Измерительные щупы вашего прибора подсоединяйте очень осторожно, словно стетоскоп, без каких-либо нарушений или повреждений соединений в цепи.
Измерение тока
Измерить ток или силу тока в цепи, используя прибор, установив на нем «мА» (миллиамперы). Чтобы измерить силу тока, следует помнить, что:
• вы можете измерить ток только тогда, когда он проходит через ваш прибор;
• ваш измерительный прибор должен быть встроен в цепь;
• слишком большой ток может сжечь предохранитель внутри вашего прибора.
Есть ли разница в показаниях амперметра в случаях а) и б)?
