Как сделать электросхему: Узнайте как делается электросхема в майнкрафт

Содержание

Узнайте как делается электросхема в майнкрафт

Технические характеристики 

Тип – ингредиент крафта;
Где искать – делать самому;
Складываемый – да, 64 шт в стаке.

Описание и особенности

Электросхема в майнкрафт мод Industrial Craft 2 является одним из основных элементов, участвующих в крафте практически всех инструментов, следовательно, давайте начнем разбираться и узнаем все о ней.

Крафт ее нельзя назвать очень сложным, однако, скажу сразу, что это потребует от вас некоторого развития – создание требуют ресурсов, которые фактически будут являться свидетельством, что вы уже несколько “освоились” в виртуальном пространстве данной модификации.

Теперь конкретно о том, как сделать электросхему в майнкрафт. Вам потребуется следующее:

6 изолированных медных проводов;

2 красной пыли;

1 железная пластина.

Крафт происходит в обычном верстаке и выглядит так:

Продолжим рассматривать все, что касается электросхемы. В принципе, было сказано все, что о ней можно было сказать, следовательно остается только рассмотреть весь крафт, который станет вам доступным.

Использование в крафте как ингредиент

1) Крафт электросхемы в майнкрафт сделает доступным для вас создание улучшенной электросхемы – для этого вам надо будет добавить также 4 красной пыли, 2 ультрамарина, 2 световой пыли:

2) Так вы сможете сделать трансформатор высокого напряжения (также используются 2 высоковольтных проводов с тройной изоляцией, энергетический кристалл, трансформатор среднего напряжения):

3) Провод-детектор (добавляем высоковольтный провод с тройной изоляцией, 3 красных пыли):

4) Добавив 6 ультрамаринов, энергентический кристалл и 2 электросхемы вы получите лазуротроновый кристалл:

5) Железная печь, 2 красной пыли позволит создать вам электрическую печь:

6) 3 изолированных медных провода, светопыль и аккумулятор (можно не заряженный) позволит сделать вам сканер КР:

7) А вот так можно сделать всевозможные электроинструменты:

8) А таким вот образом у вас получатся различные приборы и установки:

9) Две красные пыли и улучшенная электросхема с обычной позволят вам создать террачип:

10) А таким образом вы можете сделать ранцы:

11) Вот так вы можете сделать приспособления для садоводства и упрощения труда агронома:

12) Крафт различных улучшений:

13) Крафт солнечной батареи происходит с помощью 3 угольной пыли, 3 блоков стекла и генератора:

14) 4 изолированный провода, корпус механизма, 2 капсулы и электросхема позволит вам создать электролизер:

15) Сундук и корпус механиза позволят вам сделать личный сейф:

16) Катушка Теслы создается путем добавления к электросхеме 2 слитков очищенного железа, 5 красной пыли, трансформатора СН:

17) Ну и на последок:

Обзор 20 лучших программ для черчения электрических схем

Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные (виды лицензий мы рассмотрим ниже). Уверены, что созданный нами краткий обзор поможет из разнообразия программных продуктов выбрать ПО, наиболее оптимальное для поставленной задачи. Начнем с бесплатных версий.

Бесплатные

Прежде, чем перейти к описанию программ кратко расскажем о бесплатных лицензиях, наиболее распространены из них следующие:

  • Freeware – приложение не ограничено по функциональности и может использоваться в личных целях без коммерческой составляющей.
  • Open Source – продукт с «открытым кодом», в который допускается вносить изменения подстраивая ПО под собственные задачи. Возможны ограничения на коммерческое использование и платное распространение внесенных модификаций.
  • GNU GPL – лицензия практически не накладывающая на пользователя никаких ограничений.
  • Public domain – практически идентична с предыдущим вариантом, на данный тип лицензии закон защиты авторских прав не распространяется.
  • Ad-supported – приложение полностью функционально, содержит в себе рекламу других продуктов разработчика или других компаний.
  • Donationware – продукт распространяется бесплатно, но разработчик предлагает внести пожертвования на добровольной основе для дальнейшего развития проекта.

Получив представление о бесплатных лицензиях можно переходить к ПО, распространяемому на таких условиях.

Microsoft Visio

Это простой в управлении, но в то же время весьма удобный редактор векторной графики, обладающий богатым функциональным набором. Несмотря на то, что основная социализация программы визуализация информации с приложений MS Office, ее вполне можно использовать для просмотра и распечатки радиосхем.

Интерфейс Microsoft Visio практически такой же, как в MS Office

MS выпускает три платных версии, отличающихся функциональным набором и бесплатную (Viewer), которая интегрируется в браузер IE и позволяет с его помощью осуществлять просмотр файлов, созданных в редакторе. К сожалению, для редакции и создания новых схем потребуется приобрести полнофункциональный продукт. Заметим, что даже в платных версиях среди базовых шаблонов нет набора для полноценного создания радиосхем, но его несложно найти и установить.

Недостатки бесплатной версии:

  • Недоступны функции редактирования и создания схем, что существенно снижает интерес к этому продукту.
  • Программа работает только с браузером IE, что также создает массу неудобств.

Официальная страница: https://products.office.com/ru-ru/visio

Компас-Электрик

Данная ПО является приложением к САПР российского разработчика «АСКОН». Для ее работы требуется установка среды КОМПАС-3D. Поскольку это отечественный продукт, в нем полностью реализована поддержка принятых России ГОСТов, и, соответственно, нет проблем с локализацией.

Компас-Электрик – полностью российская разработка

Приложение предназначено для проектирования любых видов электрооборудования и создания к ним комплектов конструкторской документации.

Это платное ПО, но разработчик дает 60 дней на ознакомление с системой, в течение этого времени ограничения по функциональности отсутствуют. На официальном сайте и в сети можно найти множество видео материалов, позволяющих детально ознакомиться с программным продуктом.

В отзывах многие пользователи отмечают, что в системе имеется масса недоработок, которые разработчик не спешит устранять.

Официальный сайт: https://kompas.ru/kompas-3d/application/instrumentation/electric/

Eagle

Данное ПО представляет собой комплексную среду, в которой можно создать как принципиальную схему, так и макет печатной платы к ней. То есть, расположить на плате все необходимые элементы и выполнить трассировку. При этом, она может быть выполнена как в автоматическом, так и ручном режиме или путем комбинации этих двух способов.

Cadsoft Eagle – хороший пример комплексного решения

В базовом наборе элементов отсутствуют модели отечественных радиокомпонентов, но их шаблоны могут быть скачены в сети. Язык приложения – Английский, но локализаторы, позволяющие установить русский язык.

Приложение является платным, но возможность его бесплатного использования со следующими функциональными ограничениями:

  • Размер монтажной платы не может превышать размера 10,0х8,0 см.
  • При разводке можно манипулировать только двумя слоями.
  • В редакторе допускается работа только с одним листом.

Сайт программы: https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download

Dip Trace

Это не отдельное приложение, а целый программный комплекс, включающий в себя:

  • Многофункциональный редактор для разработки принципиальных схем.
  • Приложение для создания монтажных плат.
  • 3D модуль, позволяющий проектировать корпуса для созданных в системе приборов.
  • Программу для создания и редактирования компонентов.
DipTrace – система сквозного проектирования

В бесплатной версии программного комплекса, для некоммерческого использования, предусмотрены небольшие ограничения:

  • Монтажная плата не более 4-х слоев.
  • Не более одной тысячи выводов с компонентов.

В программе не предусмотрена русская локализация, но ее, а также описание всех функций программного продукта можно найти в сети. С базой компонентов также нет проблем, в изначально их около 100 тыс. На тематических форумах можно найти созданные пользователями базы компонентов, в том числе и под российские ГОСТы.

Страница программы: https://diptrace.com/rus/

1-2-3 схема

Это полностью бесплатное приложение, позволяющее укомплектовать электрощиты Хагер (Hager) одноименным оборудованием.

ПО «1-2-3 схема» разработка компании Hager для комплектации своих электрощитов

Функциональные возможности программы:

  • Выбор корпуса для электрощита, отвечающего нормам по степени защиты. Выборка производится из модельного ряда Hager.
  • Комплектация защитным и коммутационным модульным оборудованием того же производителя. Заметим, что в элементной базе присутствуют только сертифицированные в России модели.
  • Формирование конструкторской документации (однолинейной схемы, спецификации, отвечающей нормам ЕСКД, отрисовка внешнего вида).
  • Создание маркеров для коммутирующих устройств электрощита.

Программа полностью локализована под русский язык, единственный ее недостаток, что в элементной базе присутствует только электрооборудование компании-разработчика.

Autocad Electrical

Приложение на базе известной САПР Autocad, созданное для проектирования электросхем и создания для них технической документации в соответствии с нормами ЕСКД.

В Autocad Electrical богатый выбор электрических компонентов

Изначально база данных включает в себя свыше двух тысяч компонентов, при этом, их условно графические обозначения отвечают действующим российским и европейским стандартам.

Данное приложение платное, но имеется возможность в течение 30-ти дней ознакомиться с полным функционалом базовой рабочей версии.

https://www.autodesk.ru/products/autocad-electrical/overview

Эльф

Данное ПО позиционируется в качестве автоматизированного рабочего места (АРМ) для проектировщиков-электриков. Приложение позволяет быстро и корректно разработать, практически, любой чертеж для электротехнических проектов с привязкой к плану помещений.

Функционал приложения включает в себя:

  • Расстановку УГО при проектировании электросетей, проложенных открыто, в трубах или специальных конструкциях.
  • Автоматический (с плана) или руной расчет силовой схемы.
  • Составление спецификации в соответствии с действующими нормами.
  • Возможность расширения базы элементов (УГО).
Пример схемы, созданной в редакторе Эльф

В бесплатной демонстрационной версии отсутствует возможность создания и редактирование проектов, их можно только просмотреть или распечатать.

Kicad

Это полностью бесплатный программный комплекс с открытым кодом (Open Source). Данное ПО позиционируется в качестве системы сквозного проектирования. То есть, можно разработать принципиальную схему, по ней создать монтажную плату и подготовить документацию, необходимую для производства.

KiCad одна из немногих бесплатных систем сквозного проектирования

Характерные особенности системы:

  • Для разводки платы допускается применение внешних трассировщиков.
  • В программу встроен калькулятор печатной платы, размещение на ней элементов можно выполнить автоматически или вручную.
  • По завершению трассировки система генерирует несколько технологических файлов (например, для фотоплоттера, сверлильного станка и т.д.). При желании можно добавить логотип компании на печатную плату.
  • Система может создать послойную распечатку в нескольких популярных форматах, а также сгенерировать список используемых в разработке компонентов для формирования заказа.
  • Имеется возможность экспорт чертежей и других документов в форматы pdf и dxf.

Заметим, что многие пользователи отмечают непродуманность интерфейса системы, а также тот факт, что для освоения ПО требуется хорошо изучить документацию к программе.

Страничка программы: http://kicad-pcb.org/

TinyCAD

Еще одно бесплатное приложение с открытым кодом, позволяющее создавать чертежи принципиальных схем и имеющее функции простого редактора векторной графики. В базовом наборе содержится сорок различных библиотек компонентов.

TinyCAD – простой редактор для принципиальных схем

В программе не предусмотрена трассировка печатных плат, но имеется возможность экспортировать список соединений в стороннее приложение. Экспорт производится с поддержкой распространенных расширений.

Приложение поддерживает только английский язык, но благодаря интуитивному меню проблем с освоением не возникнет.

https://sourceforge.net/projects/tinycad/files/

Fritzing

Бесплатная среда разработки проектов на базе Arduino. Имеется возможность создания печатных плат (разводку необходимо делать вручную, поскольку функция автотрассировки откровенно слабая).

Приложение Fritzing позволит быстро спроектировать любое устройство на базе Arduino

Следует заметить, что приложение «заточено» для быстрого создания набросков, позволяющих объяснить принцип работы проектируемого прибора. Для серьезной работы у приложения слишком мала база элементов и сильно упрощенное составление схемы.

http://fritzing.org/home/

123D Circuits

Это веб-приложение для разработки Arduino-проектов, с возможностью программирования устройства, симуляции и анализа его работы. В типовом наборе элементов присутствуют только основные радио-компоненты и модули Arduino. При необходимости пользователь может создать новые компоненты и добавить их в базу. Примечательно, что разработанную печатную плату можно заказать, непосредственно, в онлайн-сервисе.

Виртуальная среда разработки 123D Circuits

В бесплатной версии сервиса нельзя создавать свои проекты, но можно просматривать чужие разработки, находящиеся в открытом доступе. Для полноценного доступа ко всем возможностям необходимо оформить подписку ($12 или $24 в месяц).

Заметим, что из-за бедного функционала виртуальная среда разработки вызывает интерес только у начинающих. Многие из тех, кто пользовался сервисом, обратили внимание на тот факт, что результаты симуляции расходятся с реальными показателями.

https://circuits.io/

XCircuit

Бесплатное мультиплатформенное приложение (лицензия GNU GPL) для быстрого создания принципиальных схем. Функциональный набор минимальный.

XCircuit – простой редактор с минимумом функций

Язык приложения – английский, программа не воспринимает русские символы. Также следует обратить внимание на нетипичное меню, к которому необходимо привыкнуть. Помимо этого контекстные подсказки выводятся на панель состояния. В базовый набор элементов входят УГО только основных радиодеталей (пользователь может создать свои элементы и добавить их).

http://opencircuitdesign.com/xcircuit/

CADSTAR Express

Это демонстрационная версия одноименной САПР. Функциональные ограничения коснулись лишь числа элементов, используемых в схеме разработки (до 50 шт) и количеств контактов (не более 300), что вполне достаточно для небольших радиолюбительских проектов.

Фрагмент рабочего окна приложения GADSTAR Express

Программа состоит из центрального модуля, в которых входит несколько приложений позволяющих разработать схему, создать для нее плату и подготовить пакет технической документации.

В базовый набор входит более 20 тыс. компонентов, дополнительно можно загрузить с сайта разработчика дополнительные библиотеки.

Существенным недостатком системы является отсутствие поддержки русского языка, соответственно, все техническая документация также представлена в сети на английском.

https://www.zuken.com/en/products/pcb-design/cadstar/resources

QElectroTech

Простое удобное и бесплатное (FreeWare) приложения для разработки электрических и электронных схем-чертежей. Программа является обычным редактором, никаких специальных функций в ней не реализовано.

QElectroTech – программа для составления, просмотра и печати электросхем

Язык приложения – английский, но для него имеется русская локализация.

https://qelectrotech.org/download.html

Платные приложения

В отличие от ПО, распространяемого по бесплатным лицензиям, коммерческие программы, как правило, обладают значительно большим функционалом, и поддерживаются разработчиками. В качестве примера мы приведем несколько таких приложений.

sPlan

Простая программа-редактор для черчения электросхем. Приложение комплектуется несколькими библиотеками компонентов, которые пользователь может расширять по мере необходимости. Допускается одновременная работа с несколькими проектами, путем их открытия в отдельных вкладках.

sPlan – удобный графический редактор для электрических схем

Чертежи, сделанные программой, хранятся в виде файлов векторной графики собственного формата с расширением «spl». Допускается конвертация в типовые растровые форматы изображения. Имеется возможность печати больших схем на обычном принтере А4-го формата.

Официально приложение не выпускается в русской локализации, но существуют программы, позволяющие русифицировать меню и контекстные подсказки.

Помимо платной версии предусмотрены две бесплатных реализации Demo и Viewer. В первой нет возможности сохранить и распечатать нарисованную схему. Во второй предусмотрена только функция просмотра и печати файлов формата «spl».

Eplan Electric

Многомодульная масштабируемая САПР для разработки электротехнических проектов различной сложности и автоматизации процесса подготовки конструкторской документации. Данный программный комплекс сейчас позиционируется в качестве корпоративного решения, поэтому для рядовых пользователей он будет не интересен, особенно если принять в учет стоимость ПО.

Фрагмент рабочего окна САПР Eplan Electriс Р8

https://www.eplan-russia.ru/ru/reshenija/ehlektrotekhnicheskoe-proektirovanie/eplan-electric-p8/

Target 3001

Мощный САПР комплекс, позволяющий разрабатывать электросхемы, трассировать печатные платы, моделировать работу электронных устройств. Онлайн библиотека компонентов насчитывает более 36 тыс. различных элементов. Данная CAD широко применяется в Европе для трассировки печатных плат.

САПР Target 3001

По умолчанию устанавливается английский язык, имеется возможность установить меню на  немецком или французском, официально русской локализации нет. Соответственно, вся документация представлена только на английском, французском или немецком языке.

Стоимость самой простой базовой версии около 70 евро. За эти деньги будет доступна трассировка двух слоев на 400 выводов. Стоимость нелимитированной версии в районе 3,6 тыс. евро.

https://ibfriedrich.com/en/index.html

Micro-Cap

Приложение для моделирования цифровых, аналоговых и смешанных схем, а также анализа их работы. Пользователь может создать в редакторе электрическую цепь и задать параметры для анализа. После это по одному клику мышки система автоматически чего произведет необходимые расчеты и выдаст результаты для изучения.

Micro-Cap – одно из лучших приложений для моделирования электросети

Программа позволяет установить зависимость параметров (номиналов) элементов от температурного режима, освещенности, частотных характеристик и т.д. Если в схеме присутствуют анимированные элементы, например, светодиодные индикаторы, то их состояние будут корректно отображаться, в зависимости от поступающих сигналов. Имеется возможность при моделировании «подключать» к схеме виртуальные измерительные приборы, а также отслеживать состояние различных узлов устройства.

Стоимость полнофункциональной версии около $4,5 тыс. Официальной русской локализации приложения не существует.

http://www.spectrum-soft.com/index.shtm

TurboCAD

Данная САПР платформа включает в себя множество инструментов, для проектирования различных электрических устройств. Набор специальных функций позволяет решать инженерно-конструкторские задачи любого уровня сложности.

Платформа TurboCAD может использоваться для решения многих задач

Отличительные особенности – тонкая настройка интерфейса под пользователя. Множество справочной литературы, в том числе и на русском языке. Несмотря на отсутствие официальной поддержки русского языка, для платформы имеются русификаторы.

Для рядовых пользователей приобретение платной версии программы с целью разработки электросхем для любительских устройств, будет нерентабельно.

https://www.turbocad.com/

Designer Schematic

Приложение для создания электросхем с использованием радиоэлементов производства Digi-Key. Основная особенность данной системы заключается в том, что в редакторе для построения схем, может использовать механическое проектирование.

Интерфейс Designer Schematic не отличается сложностью

Базы данных компонентов можно в любой момент проверить на соответствие и при необходимости произвести обновление прямо с сайта производителя.

Система не имеет собственного трассировщика, но список соединений может быть загружен в стороннюю программу.

Имеется возможность импорта файлов из популярных САПР.

Ориентировочная стоимость приложения около $300.

https://www.digikey.com/schemeit/project/

Программа для рисования схем: бесплатная, платная

Мы все больше пользуемся компьютером и виртуальными инструментами. Вот уже и чертить на бумаге схемы не всегда хочется — долго, не всегда красиво и исправлять сложно. Кроме того, программа для рисования схем может выдать перечень необходимых элементов, смоделировать печатную плату, а некоторые могут даже просчитать результаты ее работы. 

Содержание статьи

Бесплатные программы для создания схем

В сети имеется немало неплохих бесплатных программ для рисования электрических схем. Профессионалам их функционала может быть недостаточно, но для создания схемы электроснабжения дома или квартиры, их функций и операций хватит с головой. Не все они в равной мере удобны, есть сложные в освоении,  но можно найти несколько бесплатных программ для рисования электросхем которыми сможет пользоваться любой, настолько в них простой и понятный интерфейс.

Самый простой вариант — использовать штатную программу Windows Paint, которая есть практически на любом компьютере. Но в этом случае вам придется все элементы прорисовывать самостоятельно. Специальная программа для рисования схем позволяет вставлять готовые элементы на нужные места, а потом соединять их при помощи линий связи. ОБ этих программах и поговорим дальше.

Бесплатная программа для рисования схем — не значит плохая. На данном фото работа с Fritzing

Редактор электрических схем QElectroTech

Программа для рисования схем QElectroTech есть на русском языке, причем русифицирована она полностью — меню, пояснения — на русском языке. Удобный и понятный интерфейс — иерархическое меню с возможными элементами и операциями в левой части экрана и несколько вкладок вверху. Есть также кнопки быстрого доступа для выполнения стандартных операций — сохранения, вывода на печать и т.п.

Редактор электрических схем QElectroTech

Имеется обширный перечень готовых элементов, есть возможность рисовать геометрические фигуры, вставлять текст, вносить изменения на определенном участке, изменять в каком-то отдельно взятом фрагменте направление, добавлять строки и столбцы. В общем, довольно удобна программа при помощи которой легко нарисовать схему электроснабжения, проставить наименование элементов и номиналы. Результат можно сохранить в нескольких форматах: JPG, PNG, BMP, SVG, импортировать данные (открыть в данной программе) можно в форматах  QET и XML, экспортировать — в формате QET.

Недостаток этой программы для рисования схем — отсутствие видео на русском языке о том, как ей пользоваться, зато есть немалое количество уроков на других языках.

Графический редактор от Майкрософт — Visio

Для тех, кто имеет хоть небольшой опыт работы с продуктами Майкрософт, освоить работу в из графическом редакторе Visio (Визио) будет несложно. У данного продукта также есть полностью русифицированная версия, причем с хорошим уровнем перевода.

Составлять электрические схемы в Visio несложно

Данный продукт позволяет начертить схему в масштабе, что удобно для расчета количества необходимых проводов. Большая библиотека трафаретов с условными обозначениями, различных составляющих схемы, делает работу похожей на сборку конструктора: необходимо найти нужный элемент и поставить его на место. Так как к работе в программах данного типа многие привыкли, сложности поиск не представляет.

К положительным моментам можно отнести наличие приличного количества уроков по работе с этой программой для рисования схем, причем на русском языке.

Компас Электрик

Еще одна программа для рисования схем на компьютере — Компас Электрик. Это уже более серьезный продукт, который используют профессионалы. Имеется широкий функционал, позволяющий рисовать различные планы, блок-схемы, другие подобные рисунки. При переносе схемы в программу параллельно формируется спецификация и монтажная схема и све они выдаются на печать.

Для начала работы необходимо подгрузить библиотеку с элементами системы. При выборе схематичного изображения того или иного элемента будет «выскакивать» окно, в котором будет список подходящих деталей, взятый из библиотеки. Из данного списка выбирают подходящий элемент, после чего его схематичное изображение появляется в указанном месте схемы. В то же время автоматически проставляется соответствующее ГОСТу обозначение со сквозной нумерацией (цифры программа меняет сама). В то же время в спецификации появляются параметры (название, номер, номинал) выбранного элемента.

Пример схемы, созданной в Компас Электрик

В общем, программа интересная и полезная для разработки схем устройств. Может применяться для создания схемы электропроводки в доме или квартире, но в этом случае ее функционал использован почти не будет. И еще один положительный момент: есть много видео-уроков работы с Компас-Электрик, так что освоить ее будет несложно.

Программа DipTrace — для рисования однолинейных схем и принципиальных

Эта программа полезна не только для рисования схем электроснабжения — тут все просто, так как нужна только схема. Более полезна она для разработки плат, так как имеет встроенную функцию преобразования имеющейся схемы в трассу для печатной платы.

Исходная схема (мультивибратор), нарисованная а DipTrace
Схема печатной платы
Сама плата мультивибратора

Для начала работы, как и в многих других случаях, необходимо сначала подгрузить имеющиеся на вашем компьютере библиотеки с элементной базой. Для этого необходимо запустить приложение  Schematic DT, после чего можно загрузить библиотеки. Их можно будет скачать на том же ресурсе, где будете брать программу.

После загрузки библиотеки можно приступать к рисованию схемы. Сначала можно «перетащить» нужные элементы из библиотек на рабочее поле, развернуть их (если понадобится), расставить и связать линиями связи. После того как схема готова, если необходимо, в меню выбираем строку «преобразовать в плату» и ждем некоторое время. На выходе будет готовая печатная плата с расположением элементов и дорожек. Также можно в 3D варианте посмотреть внешний вид готовой платы.

Бесплатная прога ProfiCAD для составления электросхем

Бесплатная программа для рисования схем ProfiCAD — один из лучших вариантов для домашнего мастера. Она проста в работе, не требует наличия на компьютере специальных библиотек — в ней уже есть коло 700 элементов. Если их недостаточно, можно легко пополнить базу. Требуемый элемент можно просто «перетащить» на поле, там развернуть в нужном направлении,  установить.

Пример использования ProfiCAD для рисования электрических схем

Отрисовав схему, можно получить таблицу соединений, ведомость материалов, список проводов. Результаты можно получить в одном из четырех наиболее распространенных форматов: PNG, EMF, BMP, DXF.  Приятная особенность этой программы — она имеет низкие аппаратные требования. Она нормально работает с системами от Windows 2000 и выше.

Есть у этого продукта только один недостаток — пока нет видео о работе с ней на русском языке. Но интерфейс настолько понятный, что разобраться можно и самому, или посмотреть один из «импортных» роликов чтобы понять механику работы.

 Платные, на которые стоит потратиться

Если вам придется часто работать с программой для рисования схем, стоит рассмотреть некоторые платные версии. Чем они лучше? У них более широкий функционал, иногда более обширные библиотеки  и более продуманный интерфейс.

Простая и удобная sPlan

Если вам не очень хочется разбираться с тонкостями работы с многоуровневыми программм, присмотритесь к пролукту sPlan. Он имеет очень простое и понятное устройство, так что через час-полтора работы вы будете уже свободно ориентироваться.

Как обычно в таких программах, необходима библиотека элементов, после первого пуска их надо подгрузить перед началом работы. В дальнейшем, если не будете переносить библиотеку в другое место, настройка не нужна — старый путь к ней используется по умолчанию.

Программа для рисования схем sPlan и ее библиотека

Если вам необходим элемент, которого нет в списке, его можно нарисовать, затем добавить в библиотеку. Также есть возможность вставлять посторонние изображения и сохранять их, при необходимости, в библиотеке.

Из других полезных и нужных функций — автонумерация, возможность изменения масштаба элемента при помощи вращения колесика мышки, линейки для более понятного масштабирования. В общем, приятная и полезная вещь.

Micro-Cap

Эта программа кроме построения схемы любого типа (аналогового, цифрового или смешанного) позволяет еще и проанализировать ее работу. Задаются исходные параметры и получаете выходные данные. То есть, можно моделировать работу схемы при различных условиях. Очень полезная возможность, потому, наверное, ее очень любят преподаватели, да и студенты.

В программе Micro-Cap есть встроенные библиотеки, которые можно пополнять при помощи специальной функции. При рисовании электрической схемы продукт в автоматическом режиме разрабатывает уравнения цепи, также проводит расчет в зависимости от проставленных номиналов. При изменении номинала, изменение выходных параметров происходит тут же.

Программа для черчения схем электроснабжения и не только — больше для симуляции их работы

Номиналы элементов могут быть постоянными или переменными, зависящими от различных факторов — температуры, времени, частоты, состояния некоторых элементов схемы и т.д. Все эти варианты просчитываются, результаты выдаются в удобном виде. Если есть в схеме детали, которые изменяют вид или состояние — светодиоды, реле — при симуляции работы, изменяют свои параметры и внешний вид благодаря анимации.

Программа для черчения и анализа схем Micro-Cap платная, в оригинале — англоязычная, но есть и русифицированная версия. Стоимость ее в профессиональном варианте — больше тысячи долларов. Хороша новость в том, что есть и бесплатная версия, как водится с урезанными возможностями (меньшая библиотека, не более 50 элементов в схеме, сниженная скорость работы). Для домашнего пользования вполне подойдет и такой вариант. Приятно еще что она нормально работает с любой системой Windows от Vista и 7 и выше.

Схемы по электрике. Виды и типы. Некоторые обозначения

Во время работ по электротехнике человек может столкнуться с обозначениями элементов, которые условно обозначены на электромонтажных схемах. Разнообразия схемы по электрике очень широки. Они имеют разные функции и классификацию. Но все графические обозначения в условном виде приводятся к одним формам, и для всех схем элементы соответствуют друг другу.

Электромонтажная схема – это документ, в котором обозначены связи составных элементов разных устройств, потребляющих электроэнергию, между собой по определенным стандартным правилам. Такое изображение в виде чертежа призвано научить специалистов по электрическому монтажу, чтобы они поняли из схемы принцип действия устройства, и из каких составных частей и элементов она собрана.

Главное предназначение электромонтажной схемы – оказать помощь в монтаже электроустройств и приборов, простом и легком обнаружении неисправности в электрической цепи. Далее разберемся в видах и типах электромонтажных схем, выясним их свойства и характеристики каждого типа.

Схемы по электрике: классификация

Все электрические схемы, как документы, разделяются на виды и типы. По соответствующим стандартам можно найти разделение этих документов по видам схем и типам. Разберем их подробную классификацию.

Виды электромонтажных схем следующие:
  • Электрические.
  • Газовые.
  • Гидравлические.
  • Энергетические.
  • Деления.
  • Пневматические.
  • Кинематические.
  • Комбинированные.
  • Вакуумные.
  • Оптические.
Основные типы:
  • Структурные.
  • Монтажные.
  • Объединенные.
  • Расположения.
  • Общие.
  • Функциональные.
  • Принципиальные.
  • Подключения.

Рассматривая схемы по электрике, перечисленные обозначения, по названию электросхемы определяют тип и вид.

Обозначения в электросхемах

В современный период в электромонтажных работах используются как отечественные, так и импортные элементы. Зарубежные детали можно представить широким ассортиментом. На схемах и чертежах они также обозначаются условно. Описывается не только размер параметров, но и список элементов, входящих в устройство, их взаимосвязь.

Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит.

Принципиальная схема

Такой тип используется в распределительных сетях. Он обеспечивает полное раскрытие работы электрооборудования. На чертеже обязательно обозначают функциональные узлы, их связь. Схема имеет два вида: однолинейная, полная. На однолинейной схеме изображены первичные сети (силовые). Вот ее пример:

Полный вариант схемы по электрике изображается в элементном или развернутом виде. Если устройство простое, и на чертеже входят все пояснения, то хватит развернутого плана. При сложном устройстве с цепью управления, измерения и т. д., оптимальным решением будет изобразить все узлы на отдельных листах, во избежание путаницы.

Бывает также принципиальная электросхема, на которой изображена выкопировка плана с обозначением отдельного узла, его состав и работа.

Монтажная схема

Такие схемы по электрике применяются для разъяснения монтажа какой-либо проводки. На них можно изобразить точное положение элементов, их соединение, характеристики установок. На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т.д.

Эта схема руководит электромонтажными работами, дает понимание всех подключений. Для монтажа бытовых устройств такая схема лучше подходит для работы.

Объединенная схема

Этот тип схемы включает в себя разные виды и типы документов. Ее применяют для того, чтобы не загромождать чертеж, обозначить важные цепи, особенности. Чаще объединенные схемы применяют на предприятиях промышленности. Для домашнего применения она вряд ли имеет смысл.

Изучив условные обозначения, подготовив необходимую документацию, не трудно разобраться в работе любой электроустановке.

Порядок сборки по электрической схеме
Самым сложным делом для электрика является понимание взаимодействия элементов в схеме. Нужно знать, как читать и собирать схему. Сборка предполагает определенные правила:
  • Во время сборки необходимо руководствоваться одним направлением, например, по часовой стрелке.
  • Лучше для начала разделить схему на части, если много элементов и схема сложная.
  • Начинают сборку от фазы.
  • При каждом выполненном шаге по сборке нужно предположить, что будет происходить, если в данный момент подать напряжение.

После окончания сборки обязательно должна образоваться замкнутая цепь. Для примера разберем подключение в домашних условиях люстры, состоящей из 3-х плафонов, с применением двойного выключателя.

Сначала определим порядок работы люстры. При включении 1-й клавиши должна загораться одна лампочка, если включить 2-ю клавишу, то другие две. По схеме на выключатель и люстру идут по 3 провода. От сети идут два провода, фаза и ноль.

Индикатором определяем и находим фазу, соединяем ее с выключателем, не прерывая ноль. Провод присоединяем к общей клемме выключателя. От него пойдут 2 провода на 2 цепи. Один из проводов соединим с патроном лампы. От патрона выводим второй проводник, соединяем с нулем. Одна цепь готова. Для проверки щелкаем первой клавишей выключателя, лампа горит.

2-й провод от выключателя подключаем к патрону другой лампы. От патрона провод соединяем с нулем. Если по очереди щелкать клавишами выключателя, то будут светиться разные лампы.

Теперь подключим третью лампу. Соединяем ее параллельно к любой лампе. В люстре один провод стал общим. Его делают отличительным по цвету. Если у вас провода все одинаковые по цвету, то во избежание путаницы необходимо при монтаже пользоваться индикатором. Для подключения люстры обычно не требуется особого труда, так как эта схема не особо сложная.

Похожие темы:

Составление схемы электропроводки в квартире и частном доме

Все работы по монтажу новой и замене старой электропроводки в независимости от того, где они будут производиться, в квартире или частном доме, на даче или в гараже нуждаются в грамотном и продуманном подходе. Начинать этот сложный процесс необходимо с составления проекта электроснабжения, на основе обстоятельного продумывания плана обустройства всей электрики жилья. Проект можно составить по старинке на бумаге при помощи цветных маркеров либо сделать на компьютере, при помощи простейшей графической программы. В этой статье мы пошагово рассмотрим, как выполняется составление схемы электропроводки в квартире и частном доме.

Определяемся с расположением мебели и техники

Перед составлением схемы немаловажным будет учесть планировку помещений, планируемую расстановку мебели и размещение стационарных электроприборов. Места установки электрофурнитуры в комнате должны быть выбраны так, чтобы они не оказались заставленными диванами или шкафами и обеспечивали комфортный доступ к включению-выключению освещения и потребителей электроэнергии. Лучше будет, если обсуждение этого сложного вопроса вынести на семейный совет.

Первым делом необходимо сделать план помещений с указанием оконных и дверных проемов. Для того чтобы в дальнейшем было легче произвести подсчет необходимого количества кабеля и провода, составление плана лучше произвести в масштабе с соблюдением размеров. Процесс проектирования схемы электропроводки будет рассматриваться на примере однокомнатной квартиры. Название помещений на плане лучше пронумеровать и отдельно указать расшифровку.

Где: 1 – прихожая, 2 – ванная комната, 3 – кухня, 4 – зал.

Оптимальные места установки розеток

После этого на схему необходимо нанести места, где планируется разместить предметы мебели и стационарные электроприборы. Если бытовую аппаратуру выделить красным цветом, это значительно упростит работу по дальнейшему составлению схемы проводки. Все предметы электротехники рекомендуется пронумеровать и зафиксировать в расшифровке: 1 – стиральная машина, 2 – посудомоечная машина, 3 – электрическая плита, 4 – акустический центр, 5 – телевизор, 6 – музыкальный центр, 7 – персональный компьютер.

Составление плана расположения мебели и техники позволит определиться с точками оптимальной установки розеток. Схема размещения розеток в квартире:

Подробнее о том, на что обратить внимание и как разместить розетки на кухне и в ванной читайте в статьях:

Чтобы спроектировать схему электропроводки, мы рекомендуем использовать специальные программы. Лучшие программы для составления электрических схем мы предоставили в отдельной статье!

Схема освещения

В классическом варианте потолочные светильники должны располагаться в центре помещения, место нахождения которого находятся в точке пересечения линий, проходящих через середину длины и ширины помещения. В прихожей, выполненной в виде буквы Г, устанавливается 2 светильника.

При нанесении на схему расположения выключателей необходимо учитывать, что дверь может открываться внутрь или наружу, быть правого или левого исполнения. Открытая дверь не должна мешать свободного доступа к нему. Выключатели, как правило, располагаются внутри комнат. Исключения составляют помещения с повышенным содержанием влаги, к которым относятся прачечные, бани, ванные комнаты. Это делается с целью обеспечения электробезопасности и сохранности коммутационной аппаратуры.

На представленном плане электропроводки показано, что выключатель освещения ванной комнаты находится за ее пределами.

Трассы прокладки кабелей и проводов

После определения места установки светильников, выключателей и розеток, необходимо составить схему маршрутов электропроводки, эта фаза проектирования является главной частью работы. Схема и монтаж проводки значительно упрощается в том случае, если в своем доме или квартире обустроены подвесные потолки. В этом случае провода укладываются в гофротрубах и крепятся к черновому потолку.

С целью экономии провода маршруты проводки выбираются по кратчайшему расстоянию. В штробы под штукатурку укладывается провод, соединяющий распределительные коробки с выключателями и розетками. При стандартном варианте обустройства потолков электропроводка укладывается в предварительно пробитые штробы по стенам помещения. Для подключения осветительных приборов провод пропускается по каналам потолочных перекрытий. Пример прокладки кабельной линии, в соответствии с существующими нормами, предоставлен на схеме:

Составление плана маршрута электропроводки надо начинать с самой дальней точки электрической сети. В данном случае это будет двойная розетка в зале, ее необходимо соединить с распределительной коробкой, которую целесообразно установить у входа в помещение. Затем на схему наносится маршрут прохождения провода, подключающего вторую розетку.

Сеть освещения будет состоять из проводов, первый из которых проходит от коробки до выключателя, второй, подключенный к потолочному светильнику, уложен в канале плиты перекрытия. Распределительная коробка в зале получает электропитание по двум проводам от распределительного щита, установленного в прихожей. Также необходимо предусмотреть заземление в квартире, если это возможно. В этом случае проводка будет трехжильной.

По такому принципу надо составить схему прокладки проводки в остальных комнатах. Для полноты картины можно предположить, что на кухне смонтирован подвесной потолок. В этом случае электропроводка будет проложена в гофротрубах, закрепленной дюбель гвоздями к бетонной плите перекрытия, маршруты ее прокладки будут выбраны с учетом кратчайшего расстояния. Спуски к электрофурнитуре будут выполнены под штукатуркой.

Не следует забывать, что электроснабжение помещений производится как минимум двумя группами проводов, один из которых обеспечивает питание силовой сети, другой предназначен для сети освещения. Более подробно о том, как разделить электропроводку на группы, мы рассказывали в отдельной статье.

Можно существенно сэкономить, если розетки соединять меду собой «шлейфом», минуя распредкоробки. Опытные электромонтеры не рекомендуют практиковать данный способ подключения, вследствие возникновения большой токовой нагрузки на розетках. К тому же при применении такого способа подключения выход из строя одной розетки может вызвать обесточивание всей силовой сети.

В заключении, на основании готовой и правильно составленной схемы, производится расчет необходимого метража проводки и сечения проводов, необходимого количества розеток, выключателей и распределительных коробок. Сечение проводников подбирается из расчета предполагаемой токовой нагрузки потребителей. О том, как рассчитать сечения кабеля, мы рассказывали в отдельной статье.

Также рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены этапы составления схемы проводки, а также примеры готовых проектов:

Условные обозначения

Составление схемы щита

Проектирование электрики в 3D

План электрической проводки в частном доме

Теперь вы знаете, как должно осуществляться составление схемы электропроводки в квартире и частном доме. Как вы видите, чтобы самостоятельно составить план разводки кабеля и установки электрофурнитуры, нужно изучить все нюансы, которых достаточно много!

Рекомендуем также изучить:

Программа для создания схемы подключения

Программа для создания схемы подключения со встроенными трафаретами для быстрой и эффективной электросхемы. Легко создавать планы электромонтажа, схемы, электрические схемы и многое другое.

Обычно схема подключения относится к электрической схеме. Она использует упрощенные условные обозначения для визуального представления электрических цепей и показывает, как компоненты связаны линиями. Иногда схема подключения может также ссылаться на архитектурный план прокладки. Здесь показаны места и взаимосвязи выходов, освещения, электрооборудования и маршрутов проводов, основанные на плане здания. Хорошая электрическая схема должна передавать информацию быстро, четко и с малой вероятностью непонимания.

Быстрая и простая программа для создания схемы подключения

Много доказательств доказали, что Edraw является супер удобной программой для схем подключения. Во-первых, вы начинаете с более чем 1000 элегантных и стандартизованных графиков схемы подключения. Во-вторых, вы используете самый простой метод drag-and-drop. В-третьих, легко создавать точный чертеж с помощью «привязки и склеивания», «автоматического разделения и выравнивания», «сеток и динамических направляющих». В-четвертых, вы можете опубликовать чертеж в высоком качестве PDF, PNG, SVG, HTML, Word, PPT, Visio и многое другое. В-пятых, она способна к крупномасштабным, сложным и многостраничным чертежам. Вот скриншот программного интерфейса.

Скачайте эту замечательную программу для упрощения вашей работы.

Системные Требования

Работает на Windows 7, 8, 10, XP, Vista и Citrix
Работает на 32-битных и 64-битных Windows
Работает на Mac OS X 10.2 или новее

Получите легкий доступ к тысячам сиволов схем подключения

В программе предусмотрены тысячи электрических и электрических символов. Они делятся на десятки библиотек и хранятся в категории «Электротехника». Вы можете легко найти символы для электрических инструментов, переключателей и реле, резисторов и конденсаторов, тракта передачи, трансформаторов и обмоток и т. д. Символы архитектурной электрической схемы расположены в категории «План этажа».

Функции программа для создания схемы подключения

При выборе инструмента построения диаграмм для электротехники необходимо учитывать многие вещи. Легко ли использовать? Какие форматы файлов он может экспортировать? Содержит ли он все символы, которые вам нужны?Совместимо ли это с Visio? В приведенной ниже таблице вы найдете ответы на эти вопросы и покажем вам дополнительные возможности и преимущества Edraw.

1. Она полностью совместит с Microsoft Office и Visio.

2. Она работает на платформах Mac, Windows и Linux.

3. Доступны тысячи встроенных электрических символов.

4. Простота в использовании, поддержка «перетаскивания», «привязка и склейка», «авто выравнивание и интервал» и т. д.

5. Множество встроенных шаблонов облегчают запуск.

6. Может публиковать в PNG, PDF, JPG, SVG, Visio, Word, PPT, Html и т. д.

7. Вы сможете рисовать символы самостоятельно с помощью инструмента «Ручка».

8. Простое добавление текстов, аннотаций и тегов к символам.

9. Создать схему соединений совместно через командное облако.

Примеры схем подключения

Ниже приведены примеры схемы подключения, которые легко создаются с помощью программы для создания схемы подключения Edraw.

1. Схема подключения жгута проводов

На этой схеме проводки показано, как согласовать провода для каждого соединения с жгутами проводов.

2. Электрическая схема подключения

Электрическая схема использует упрощенное графическое представление, чтобы показать план и функцию электрической цепи.

3. Контроль цепи

Эта схема управления показывает визуальное представление электрической цепи.

4. План проводки на дому

План домашней электропроводки показывает, как распределяются освещение и мощность, и как они соединены проводами.

Как создать схему подключения

1. Начать новую страницу для рисования:

В меню «Файл» выберите «Новый».> Нажмите на значок « Разработка », а затем дважды нажмите на значок «Основная электрическая схема».

2. Напишите тему под «Двигатель»:

Перейдите в меню «Макет страницы», из предопределенной галереи тем, выберите тему «Двигатель».

3. Добавить символы схем подключения:

Перетащите фигуры из левых библиотек на полотне. Закройте библиотеки, которые вам не нужны. Откройте больше библиотек в категории «Разработка». Измените размеры фигур, перетаскивая зеленые маркеры.

4. Соединить символы:

Чтобы соединить символы, вы можете использовать инструмент «Коннектор» в главном меню или перетащите линии из библиотеки символов «Путь передачи».

5. Настроить существующие символы:

Некоторые символы имеют множество переменных, которые вы можете выбрать из плавающих кнопок. Вы можете легко изменить размер, перекрасить или повернуть символы по вашему желанию.

6. Нарисовать новые символы:

Если какой-либо специальный символ не включен в нашу библиотеку, вы можете сделать это самостоятельно. Наш инструментарий для рисования позволяет вам создать любой символ по вашему желанию.

7. Сохранить и экспортировать:

Нажмите значок Сохранить на вкладке Файл, чтобы сохранить как формат по умолчанию. Нажмите кнопку «Экспорт и отправка», чтобы экспортировать схему подключения в виде графики, PDF, PPT, веб-документов и т. д.

Вы полюбите эту идеальную программу для построения диаграмм!

Edraw Max - прекрасная программа создания блок-схемы, диаграммы связей, организационной диаграммы,сетевой диаграммы, плана этажей, потока работ, современного дизайа, UML-диаграммы, электрической схемы, научной иллюстрации и много другого!

Создание электротехнической схемы - Visio

  1. На вкладке Файл нажмите кнопку Новыйи вйдите в поиск по запросу Инженерные шаблоны.

  2. Выберите одно из указанных ниже значений.

    • Основные электротехнические

    • Схемы и логика

    • Плавное питание

    • Системы управления (Промышленная система управления)

    • Части и чертеж сборок

    • Проектирование пунктов и приборов

    • Схема водопроводно-канализационной сети

    • Схема Flow процесса

    • Системы

    • Схема TQM

    • Схема рабочего процесса

  3. Выберите метрическую или американскую систему мер и нажмите кнопку Создать.

    В шаблоне откроется страница в формате неконтразмерного формата в . Вы можете изменить эти параметры в любой момент.

  4. Перетащите фигуры электрооборудования на страницу чертежа. Фигуры могут иметь данные. Вы можете ввести данные фигуры и добавить новые данные в фигуру.

    Ввод данных фигур

    1. Выберите фигуру, щелкните ее правой кнопкой мыши, выберите данные, а затем — Определить данные фигуры.

    2. В диалоговом окне Определение данных фигуры щелкните каждый элемент и введите или выберите значение.

  5. С помощью инструмента Соедините соединителись электрокомпоненты или фигуры соединитегории.

    Использование инструмента "Соединитектор"

    1. Щелкните инструмент Соедините .

    2. Перетащите точку соединения на первой фигуре к точке соединения на второй фигуре. После соединения фигур конечные точки соединительной линии становятся красными.

    Использование фигур соединитегории

    1. Перетащите фигуру соединителевой фигуры на страницу чертежа.

    2. Поместите точки начала соединителю родительской фигуре (фигуре, из нее вы подключаетсяе).

    3. Поместите точки соединитегории фигуре ребенка (фигуре, с какой фигурой вы подключаетсяе).

      Когда соединитектор приклеен к фигурам, конечные точки поворачиваться красным цветом.

  6. Чтобы пометить отдельные фигуры электрооборудования, выберем их и введите текст.

Вам нужны дополнительные возможности?

Поиск образцов электротехнических Visio шаблонов и схем

Как сделать схему

Вы когда-нибудь задумывались о разнице между батареями и электричеством от розеток или о том, как сделать электрическую цепь?

На этой странице вы узнаете об электронах и электрическом токе, батареях, схемах и многом другом!

Проекты схемотехники

Построить схему

Как сделать схему? Цепь - это путь, по которому течет электричество. Он начинается с источника питания, такого как батарея, и течет по проводу к лампочке или другому объекту и обратно к другой стороне источника питания.Вы можете построить свою собственную схему и посмотреть, как она работает с этим проектом!

Что вам понадобится:

* Чтобы использовать фольгу вместо проволоки, отрежьте 2 полосы длиной 6 дюймов и шириной 3 дюйма каждая. Плотно согните каждую по длинному краю, чтобы получилась тонкая полоска.)
** Чтобы использовать скрепки вместо держателей батарей, прикрепите один конец скрепки для бумаг к каждому концу батареи, используя тонкие полоски ленты. Затем подсоедините провода к скрепкам.

Часть 1 - Создание схемы:

1.Подсоедините один конец каждого провода к винтам на основании держателя лампочки. (Если вы используете фольгу, попросите взрослого помочь вам открутить каждый винт настолько, чтобы под ним поместилась полоска фольги.)

2. Подключите свободный конец одного провода к отрицательному («-») концу одной батареи. Что-нибудь случилось?

3. Присоедините свободный конец другого провода к положительному («+») концу батареи. Что теперь происходит?

Часть 2 - Дополнительная мощность

1. Отключите аккумулятор от вашей цепи.Поставьте одну батарею так, чтобы конец со знаком «+» был направлен вверх, затем установите вторую батарею рядом с ней так, чтобы плоский конец со знаком «-» был направлен вверх. Обмотайте середину батарей липкой лентой, чтобы удерживать их вместе.

2. Прикрепите скрепку к батареям так, чтобы она соединяла конец «+» одной батареи с концом «-» другой. Закрепите скрепку узкой лентой (не заклеивайте концы металлических батарей).

3. Переверните батареи и приклейте один конец скрепки к каждой батарее.Теперь вы можете подключить к каждой скрепке по одному проводу. (В нижней части аккумуляторного блока должна быть только одна канцелярская скрепка - не подключайте к ней провод.)

4. Присоедините свободные концы проводов к лампочке.

(Примечание: вместо шагов 1-3 вы можете использовать две батареи в держателях батарей и соединить их вместе одним проводом.)

Что случилось:

В первой части вы узнали, как сделать схему с батареей, чтобы зажечь лампочку.

Электроэнергия подается от аккумуляторов.При правильном подключении они могут «запитать» такие вещи, как фонарик, будильник, радио… даже робота!

Почему не загорелась лампочка, когда вы подключили ее к одному концу аккумулятора с помощью провода?

Электричество от батареи должно проходить через один конец (отрицательный или «-») и обратно через положительный («+») конец, чтобы работать.

То, что вы построили с батареей, проводом и лампочкой на шаге 3, называется разомкнутой цепью .

Для того, чтобы электричество пошло, нужна замкнутая цепь . Электричество вызывается крошечными частицами с отрицательным зарядом, называемыми электронами .

Когда цепь замкнута или замкнута, электроны могут течь от одного конца батареи по всем проводам к другому концу батареи. По пути он будет переносить электроны к подключенным к нему электрическим объектам - например, к лампочке - и заставлять их работать!

Во второй части вы добавили еще одну батарею.Это должно было заставить лампочку гореть ярче, потому что две батареи вместе могут обеспечить больше электричества, чем одна!

Скрепка в нижней части батарейного блока позволяла электричеству течь между батареями, делая поток электронов сильнее.

Вы видите, как работают замкнутые и разомкнутые цепи, чтобы позволить или остановить электричество?

Изолятор или проводник?

Материалы, через которые может проходить электричество, являются проводниками вызова.Материалы, препятствующие протеканию электричества, называются изоляторами.

Вы можете узнать, какие предметы в вашем доме являются проводниками, а какие - изоляторами, используя схему, которую вы создали в последнем проекте, чтобы проверить их!

Что вам понадобится:
  • Цепь с лампочкой и 2 батареями
  • Дополнительная проволока с зажимом из крокодиловой кожи (или проволока из алюминиевой фольги *)
  • Объекты для испытаний (из металла, стекла, бумаги, дерева и пластика)
  • Рабочий лист (необязательно)
Чем вы занимаетесь:

1.Отсоедините один из проводов от аккумуляторной батареи. Подключите один конец нового провода к батарее. У вас должно получиться два провода со свободными концами (между лампочкой и аккумулятором).

2. Произошел разрыв цепи, лампочка не должна загореться. Затем вы протестируете объекты, чтобы увидеть, являются ли они проводниками или изоляторами. Если объект является проводником, лампочка загорится. Это изолятор, он не горит. Для каждого объекта угадайте, думаете ли вы, что каждый объект замкнет цепь и зажжет лампочку или нет.

3. Подсоедините концы свободных проводов к объекту и посмотрите, что произойдет. Вот некоторые предметы, которые вы можете протестировать, - это скрепка, ножницы (попробуйте лезвия и ручки по отдельности), стакан, пластиковую посуду, деревянный кубик, вашу любимую игрушку или что-нибудь еще, о чем вы можете подумать.

Что случилось:

Перед тем, как протестировать каждый объект, угадайте, загорится он лампочкой или нет. Если это так, то объект, к которому вы прикасаетесь проводами, является проводником.

Лампочка загорается, потому что проводник замыкает или замыкает цепь, и электричество может течь от батареи к лампочке и обратно к батарее! Если он не загорается, объект является изолятором и останавливает поток электричества, как это делает разомкнутая цепь.

Когда вы настраивали цепь на шаге 1, это была разомкнутая цепь. Электроны не могли двигаться по кругу, потому что два провода не соприкасались. Электроны были прерваны.

Когда вы помещаете металлический предмет между двумя проводами, металл замыкает или замыкает цепь - электроны могут течь через металлический объект и переходить от одного провода к другому! Объекты, замыкающие цепь, заставили лампочку загореться. Эти объекты - проводники.Они проводят электричество.

Большинство других материалов, таких как пластик, дерево и стекло, являются изоляторами. Изолятор в разомкнутой цепи не замыкает цепь, потому что электроны не могут проходить через него! Лампочка не загоралась, когда между проводами вставлялся изолятор.

Если вы используете провода или зажимы из крокодиловой кожи, внимательно посмотрите на них. Внутри они металлические, а снаружи пластик. Металл - хороший проводник. Пластик - хороший изолятор.Пластик, обернутый вокруг провода, помогает удерживать электроны, протекающие по металлическому проводу, блокируя их передачу другим объектам за пределами проводов.


Урок схемотехники

Что такое электричество?

Все вокруг вас состоит из крошечных частиц, называемых атомами.

Атомы содержат внутри еще более мелкие частицы, называемые электронами . Электроны всегда имеют отрицательный заряд.

Когда электроны движутся, они производят электричество!

Электричество - это движение или поток электронов от одного атома к другому.Не волнуйтесь, если это покажется сложным. Это!

Электроны называются субатомными частицами , что означает, что то, что они делают, происходит внутри атомов, так что это довольно сложная наука.

Вы помните, как узнали о магнитах? У них есть положительный и отрицательный заряды, а противоположные заряды (+ »и« - ») притягиваются друг к другу. То же самое и с электрическими зарядами. Отрицательно заряженные электроны пытаются соответствовать положительным зарядам в других объектах.

Как электроны перемещаются от одного атома к другому?

Они плавают вокруг своих атомов, пока не получат достаточно электрической энергии, чтобы их толкнуть.

Энергия, которая заставляет их двигаться, исходит от источника питания, такого как аккумулятор или электрическая розетка.

Это работает примерно так же, как вода течет по шлангу, когда вы открываете кран.

Когда вы включаете выключатель или подключаете прибор, электроны проходят по проводам и выходят в виде электричества, которое мы иногда называем «мощностью».”

Вы, наверное, знаете, что в некоторых электронных устройствах используются батарейки, а некоторые могут быть подключены к розетке.

В чем разница? Электричество, которое исходит из розеток в вашем доме, очень мощное - в нем много электронов, протекающих с большим количеством энергии.

Он называется переменным током , или переменным током. Электроны в переменном токе очень быстро перемещаются вперед и назад (со скоростью света) по проводам на сотни миль от больших электростанций к розеткам, встроенным в стены домов и зданий.

Поскольку переменный ток очень силен, он также может быть очень опасным. Никогда не прикасайтесь к линии электропередачи, не вставляйте пальцы или другие предметы, кроме электрических вилок, в розетки. Вы можете получить сильный удар, который может нанести вам вред, из-за сильных токов, протекающих по проводам и розеткам.

Батареи вырабатывают гораздо менее мощную форму электричества, называемую постоянным током или DC. При постоянном токе электроны движутся только в одном направлении - от отрицательного (-) конца или вывода к положительному (+) выводу, через батарею и обратно обратно через «-» конец.

Ток, протекающий по проводам, подключенным к батареям, намного безопаснее переменного тока.

Он также очень полезен для питания небольших предметов, таких как сотовые телефоны, радио, часы, игрушки и многое другое.

Все о схемах

Цепь - это путь, по которому течет электричество. Если путь нарушен, это называется разомкнутой цепью, и электроны не могут двигаться полностью. Если цепь замкнута, это замкнутая цепь, и электроны могут течь от одного конца источника питания (например, батареи) через провод к другому концу источника питания.В цепи батареи положительный и отрицательный концы батареи должны быть соединены через цепь, чтобы обмениваться электронами с лампочкой или другим объектом, подключенным к цепи.

Переключатель - это то, что позволяет размыкать и замыкать цепь. Если вы включаете выключатель света в своем доме, вы замыкаете или замыкаете цепь. Внутри стены выключатель замыкает цепь, и электричество течет к свету. Когда вы выключаете свет, цепь отключается (теперь это разомкнутая цепь ), электроны перестают течь, и свет гаснет.

Отрицательно заряженные электроны, о которых мы говорили выше, не могут «прыгать», чтобы соответствовать положительным зарядам - ​​они могут перемещаться только от одного атома к другому. Вот почему цепи должны быть замкнутыми, чтобы работать.

Жизнь без электричества

Отключалось ли электричество там, где вы живете?

Иногда сильный ветер и шторм могут повредить линии электропередач (высокие столбы, удерживающие толстые провода, по которым течет электричество), нарушая поток электричества.

Когда это происходит, электроны перестают течь и не могут добраться туда, куда бы они ни направлялись. Когда в ваш дом не подается электричество, ни свет, ни розетки не будут работать!

Если на улице темно, то и внутри будет темно.

Компьютеры, телефоны, микроволновые печи, радио и другие устройства, которые необходимо подключить для работы, перестанут работать.

Если вы раньше теряли власть, можете ли вы описать, на что это было похоже?

Вы делали что-нибудь, что было прервано?

Вам приходилось использовать свечи, чтобы видеть?

Если вы никогда раньше не сталкивались с перебоями в подаче электроэнергии, постарайтесь подумать обо всех делах, которые вы делаете каждый день, для чего требуется электричество.

Как бы изменился ваш день, если бы у вас не было электричества? Есть ли вещи, которые вы могли бы использовать вместо этого, работающие от батарей?

  • Прочтите этот урок естествознания, чтобы узнать больше об энергии и различных видах электричества.

Science Words

Электроны - крошечные частицы внутри атомов, которые всегда имеют отрицательный заряд. Именно они вызывают электричество.

Текущий - электроны текут, чтобы произвести электричество.

Обрыв цепи - прерванный путь, по которому электроны не могут течь.

Замкнутая цепь - непрерывный путь, по которому электроны могут течь от источника питания обратно к другому концу источника питания.

Сделайте простую электрическую схему - Научные проекты

Дизайн эксперимента:

Спланируйте эксперимент для проверки каждой гипотезы. Составьте пошаговый список того, что вы будете делать, чтобы ответить на каждый вопрос.Этот список называется экспериментальной процедурой. Чтобы эксперимент дал ответы, которым можно доверять, он должен иметь «контроль». Контроль - это дополнительная экспериментальная проба или прогон. Это отдельный эксперимент, проведенный точно так же, как и другие. Единственное отличие состоит в том, что экспериментальные переменные не меняются. Элемент управления - это нейтральная «контрольная точка» для сравнения, которая позволяет вам увидеть, что происходит при изменении переменной, сравнивая ее с отсутствием изменений. Надежные средства управления иногда очень сложно разработать.Они могут быть самой сложной частью проекта. Без контроля вы не можете быть уверены, что изменение переменной приведет к вашим наблюдениям. Серия экспериментов, включающая контроль, называется «контролируемым экспериментом».

Пожалуйста, прочтите внимательно!

Во всех экспериментах используется безопасный низковольтный аккумулятор. Бытовой электрический ток содержит высокое напряжение, которое может привести к серьезным травмам. Не используйте бытовой электрический ток ни в одном из этих экспериментов.

Тщательно следуйте инструкциям по подключению для каждого эксперимента - неправильное подключение может привести к утечке и / или разрыву батареи.

Не разбирайте батарею - контакт с материалом внутренней батареи может привести к травме.

Не бросайте батарею в огонь, не перезаряжайте, не вставляйте обратно, не смешивайте с использованными батареями или батареями других типов - это может взорваться, протечь и причинить травму.

Создание простой электрической цепи

В этом эксперименте вы создадите простую электрическую цепь. Обратите внимание, что «простой» действительно означает «легкий» (в данном контексте). Означает электрическую цепь с одной батареей, одной лампой и одним выключателем.

Материалы:

  1. Деревянная доска 12 см x 17 см (5 ″ x 7 ″)
  2. Держатель одноэлементной батареи (MiniScience # MBh2D)
  3. Простой переключатель (MiniScience # KSWITCH)
  4. Миниатюрный патрон лампы (MiniScience # MINIBASE, MINIBASEP, MINIBASEB)
  5. Миниатюрная лампа 1,2 В (MiniScience # E0112)
  6. Маленькие винты
  7. Соединительные провода (рекомендуются сплошные медные провода сечением от 20 до 26)

Рисунок ниже взят из комплекта «Простая электрическая схема» компании MiniScience.com.

Сделайте простую схему | Energizer

Для этого проекта вы создадите простую схему с переключателем, который позволит вам контролировать поток электричества. Затем отдельные части можно использовать для других экспериментов.

Материалы, которые вам понадобятся:
  • Energizer ® Power Pack
  • Деревянная или пластиковая прищепка с пружинным растяжением
  • Изолированный медный провод звонка номер 22
  • Небольшой деревянный брусок
  • Гвоздь, канцелярские кнопки и канцелярская скрепка
  • 3-вольтовая лампа для фонарика

Как собрать схему:

  1. 1.Оберните один провод от блока питания Energizer ® на канцелярскую кнопку. Оберните скрепку вокруг кнопки и вдавите ее в деревянный брусок. Отрежьте новую проволоку, зачистите оба конца и оберните каждый конец еще двумя канцелярскими кнопками. Вдавите одну канцелярскую кнопку в дерево так, чтобы при вращении скрепки она касалась и замыкала переключатель. Вдавите другую кнопку в то место, где будет держаться лампочка. Оберните другой провод от блока питания Energizer вокруг лампочки.
  2. 2. Расположите прищепку так, чтобы лампа держалась прямо над кнопкой, а затем прибейте ее к деревянному бруску. Вставьте лампочку в прищепку так, чтобы она касалась кнопки. Когда переключатель цепи разомкнут (рис. 2), ток не течет к лампочке.
  3. 3. Когда вы вращаете скрепку и касаетесь второй канцелярской кнопки, вы замыкаете и замыкаете цепь, ток течет по цепи и загорается лампочка. (Рисунок 3).
  4. Выключатель, патрон лампы и переносной блок питания представляют собой законченную схему и расположение проводов; они позволяют прохождению электрического тока по проводу. Металлические предметы - лучшие проводники. Медь, латунь, сталь или полоска олова могут иметь много свободных электронов, способных перемещаться под действием электродвижущей силы, такой как как напряжение от АКБ. В изоляторах, таких как покрытие проводов, электроны не перемещаются легко, поэтому вы можете безопасно работать с электричеством.

Альтернативный вариант: Рубильники для научных исследований, лампочки, держатели для ламп и держатели ячеек имеются в продаже. Они используются для иллюстрации большинства других экспериментов на этом сайте (рис. 4).


Электрические цепи

Эта основная идея исследована через:

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Студенты имеют большой опыт использования бытовой техники, в работе которой используются электрические цепи (фонарики, мобильные телефоны, плееры iPod).Скорее всего, у них появилось ощущение, что вам нужно включить аккумулятор или выключатель питания, чтобы все «работало», и что батареи могут «разрядиться». Они склонны думать об электрических цепях как о том, что они называют «током», «энергией», «электричеством» или «напряжением», причем все эти названия они часто используют как синонимы. Это неудивительно, учитывая, что все эти ярлыки часто используются в повседневном языке с неясным значением. Какой бы ярлык ни использовали учащиеся, они, вероятно, увидят в электрических цепях «поток» и что-то «хранимое», «израсходованное» или и то, и другое.Некоторые повседневные выражения, например о «зарядке батарей», также могут быть источником концептуальной путаницы для учащихся.

В частности, ученики часто считают, что ток равен напряжению, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, такую ​​как свет или тепло.

Есть четыре модели, которые обычно используются учениками для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Они были описаны исследователями как:

В частности, студенты часто видят, что ток равен напряжению, и думают, что ток может храниться в батарее, и этот ток может быть использован или преобразован в форму энергии, например свет. или тепло.

Есть четыре модели, которые обычно используются учениками для объяснения поведения простой схемы, содержащей батарею и лампочку. Исследователи описали их как:

Четыре модели простых схем
  • «униполярная модель» - точка зрения, согласно которой на самом деле нужен только один провод между батареей и лампочкой, чтобы в цепи был ток.
  • «модель сталкивающихся токов». - вид, согласно которому ток «течет» с обеих клемм батареи и «сталкивается» в лампочке.
  • «модель потребляемого тока» - представление о том, что ток «расходуется» по мере «обхода» цепи, поэтому ток, «текущий к» лампочке, больше, чем ток, «утекающий» от нее обратно к лампочке. аккумулятор.
  • «научная модель» - точка зрения, что ток одинаков в обоих проводах.

Ежедневный опыт учащихся с электрическими цепями часто приводит к путанице в мышлении. Учащиеся, которые знают, что вы можете получить удар электрическим током, если дотронетесь до клемм пустой розетки домашнего освещения, если выключатель включен, поэтому иногда считают, что в розетке есть ток, независимо от того, касаются ли они ее или нет. (Точно так же они могут полагать, что есть ток в любых проводах, подключенных к батарее или розетке, независимо от того, замкнут ли переключатель.)

Некоторые студенты думают, что пластиковая изоляция проводов, используемых в электрических цепях, содержит и направляет электрический ток так же, как водопроводные трубы удерживают и регулируют поток воды.

Исследования: Осборн (1980), Осборн и Фрейберг (1985), Шипстоун (1985), Шипстоун и Ганстон (1985), Уайт и Ганстон (1980)

Научная точка зрения

Термин «электричество» (например, «химия») ) относится к области науки.

Модели играют важную роль в понимании того, чего мы не видим, и поэтому они особенно полезны при попытке разобраться в электрических цепях.Модели ценятся как за их объяснительную способность, так и за их способность к прогнозированию. Однако модели также имеют ограничения.

Модель, используемая сегодня учеными для электрических цепей, использует идею о том, что все вещества содержат электрически заряженные частицы (см. Макроскопические свойства в сравнении с микроскопическими). Согласно этой модели, электрические проводники, такие как металлы, содержат заряженные частицы, которые могут относительно легко перемещаться от атома к атому, тогда как в плохих проводниках, изоляторах, таких как керамика, заряженные частицы перемещать гораздо труднее.

В научной модели электрический ток - это общее движение заряженных частиц в одном направлении. Причина этого движения - источник энергии, такой как батарея, который выталкивает заряженные частицы. Заряженные частицы могут перемещаться только при наличии полного проводящего пути (называемого «контуром» или «петлей») от одного вывода батареи к другому.

Простая электрическая цепь может состоять из батареи (или другого источника энергии), лампочки (или другого устройства, использующего энергию) и проводящих проводов, соединяющих две клеммы батареи с двумя концами лампочки.В научной модели такой простой схемы движущиеся заряженные частицы, которые уже присутствуют в проводах и в нити накала лампочки, являются электронами.

Электроны заряжены отрицательно. Батарея отталкивает электроны в цепи от отрицательной клеммы и притягивает их к положительной клемме (см. Электростатика - бесконтактная сила). Любой отдельный электрон перемещается только на небольшое расстояние. (Эти идеи получили дальнейшее развитие в основной идее «Разобраться в напряжении»).Хотя фактическое направление движения электронов - от отрицательного к положительному полюсу батареи, по историческим причинам обычно описывают направление тока как от положительного к отрицательному полюсу (так называемый `` обычный ток ''). ').

Энергия батареи хранится в виде химической энергии (см. Главную идею преобразования энергии). Когда он подключен к полной цепи, электроны перемещаются, и энергия передается от батареи к компонентам цепи.Большая часть энергии передается световому шару (или другому пользователю энергии), где она преобразуется в тепло и свет или в какую-либо другую форму энергии (например, звук в iPod). В соединительных проводах очень небольшое количество преобразуется в тепло.

Напряжение батареи говорит нам, сколько энергии она передает компонентам схемы. Это также говорит нам кое-что о том, как сильно батарея толкает электроны в цепи: чем больше напряжение, тем сильнее толчок (см. Идею фокусировки Используя энергию).

Критические идеи обучения

  • Электрический ток - это общее движение заряженных частиц в одном направлении.
  • Для получения электрического тока необходима непрерывная цепь от одного вывода батареи к другому.
  • Электрический ток в цепи передает энергию от батареи к компонентам цепи. В этом процессе ток не «расходуется».
  • В большинстве схем движущиеся заряженные частицы представляют собой отрицательно заряженные электроны, которые всегда присутствуют в проводах и других компонентах схемы.
  • Батарея выталкивает электроны в цепь.

Исследование: Loughran, Berry & Mulhall (2006)

Количественные подходы к обучению (например, с использованием закона Ома) могут препятствовать развитию концептуального понимания, и их лучше избегать на этом уровне.

Язык, на котором говорят учителя, очень важен. Использование слова «электричество» следует ограничить, поскольку его значение неоднозначно. Говоря о «текущем» токе вместо движения заряженных частиц, можно усилить неверное представление о том, что ток - это то же самое, что и электрический заряд; поскольку «заряд» - это свойство веществ, например масса, лучше называть «заряженные частицы», чем «заряды».

Идея фокуса Введение в научный язык дает дополнительную информацию о развитии научного языка со студентами.

Использование моделей, метафор и аналогий жизненно важно для развития понимания учащимися электрических цепей, потому что для объяснения того, что мы наблюдаем в цепи (например, зажигание лампочки), необходимо использовать научные идеи о вещах, которые мы не видим, например энергии и электроны. Поскольку все модели / метафоры / аналогии имеют свои ограничения, важно использовать их множество.Не менее важно четко понимать сходства и различия между любой используемой моделью / метафорой / аналогией и рассматриваемым явлением. Общее ограничение физических моделей (в том числе приведенных ниже) состоит в том, что они подразумевают, что любой заданный электрон перемещается по всей цепи.

Изучите взаимосвязь между идеями об электричестве и преимуществами и ограничениями моделей в Карты развития концепции - Электричество и магнетизм и модели

Вот некоторые полезные модели и аналогии:

  • аналог велосипедной цепи - это полезно для развития идеи потока энергии, для отличия этого потока энергии от тока и для демонстрации постоянства тока в данной цепи.Движение велосипедной цепи аналогично движению тока в замкнутой цепи. Движущаяся цепь передает энергию от педали (т. Е. «Аккумулятор») к заднему колесу (т. Е. «Компоненты схемы»), где энергия преобразуется. Эта модель имеет лишь ограниченную полезность и требует от учащегося осознать, что заднее колесо - это компонент, выполняющий преобразование энергии.
  • модель мармелада - это помогает развить идею о том, что движение электронов в цепи сопровождается передачей энергии.Студенты играют роль «электронов» в цепи. Каждый из них собирает фиксированное количество мармеладов, представляющих энергию, когда они проходят через «батарею», и отдают эту «энергию», когда достигают / проходят через «лампочку». Эти студенческие «электроны» затем возвращаются в «батарею» за дополнительной «энергией», которая включает в себя получение большего количества мармеладов.

Еще одно описание этого вида деятельности представлено в виньетке PEEL. Ролевая игра с мармеладом. Эта модель может быть очень мощной, но важным ограничением является представление энергии как субстанции, а не как изобретенной человеческой конструкции.

  • модель веревки - эта модель помогает объяснить, почему в электрической цепи происходит нагрев. Учащиеся образуют круг и свободно держат непрерывную петлю из тонкой веревки горизонтально. Один ученик действует как «батарея» и тянет веревку так, чтобы она скользила через руки других учеников, «компоненты схемы». Студенты чувствуют, как их пальцы становятся более горячими, поскольку энергия преобразуется, когда веревка тянется студенческой батареей.

Для получения дополнительной информации о развитии идей об энергии см. Фокусную идею Использование энергии.

  • модель водяного контура - это часто используется в учебниках и на первый взгляд кажется моделью, которая легко понятна учащимся; однако важно, чтобы учителя знали о его ограничениях.

В этой модели насос представляет батарею, турбину - лампочку, а водопроводные трубы - соединительные провода. Важно указать учащимся, что этот водяной контур на самом деле отличается от бытового водоснабжения, потому что в противном случае они могут, опираясь на свой повседневный опыт, сделать неправильный вывод, например, что электрический ток может вытекать из проводов контура таким же образом, как и вода может вытечь из труб.

Исследование: Лофран, Берри и Малхолл (2006)

Преподавательская деятельность

Открытое обсуждение через общий опыт

Упражнение POE (прогнозировать-наблюдать-объяснять) - полезный способ начать обсуждение. Дайте ученикам батарейку, лампочку фонарика (или другую лампочку с нитью накала) и соединительный провод. Попросите их угадать, как следует подключить цепь, чтобы лампочка загорелась. Примечание: НЕ предоставляйте патрон лампы. Это должно спровоцировать обсуждение необходимости создания полного контура для тока и пути тока в лампочке.Это задание можно расширить, поощряя студентов использовать другие материалы вместо проводов.

Испытайте некоторые существующие идеи

Ряд POE (Прогноз-Наблюдение-Объяснение) можно построить, изменив элементы существующей схемы и попросив учащихся дать прогноз и их обоснование этого прогноза. Например, попросите учащихся предсказать изменения, которые могут произойти в яркости лампочки, когда она подключена к батареям с разным напряжением.

Разъяснение и объединение идей для / путем общения с другими

Попросите учащихся изучить модели и аналогии для электрических цепей, представленных выше.Студенты должны оценить каждую модель на предмет ее полезности для разъяснения представлений об электрических цепях. Студентов также следует поощрять к выявлению ограничений моделей.

Сосредоточьте внимание студентов на недооцененной детали

Попросите студентов изучить работу фонаря и нарисовать картинку, чтобы показать путь тока, когда выключатель замкнут. Студенты должны обсудить или написать о том, что, по их мнению, происходит.

Поощряйте студентов определять явления, которые не объясняются (представленной в настоящее время) научной моделью или идеей.

Попросите студентов перечислить особенности электрической цепи, которые объясняются конкретной моделью / метафорой / аналогией, и особенности, которые не объясняются.

Содействовать размышлению и разъяснению существующих идей

Попросите студентов нарисовать концептуальную карту, используя такие термины, как «батарея», «электроны», «энергия», «соединительные провода», «лампочка», «электрический ток».

Цепей: один путь к электричеству - Урок

(1 Рейтинг)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 45 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Физические науки

Ожидаемые характеристики NGSS:


Резюме

Учащиеся начинают понимать явление электричества, изучая электрические цепи.Студенты используют основную дисциплинарную идею использования доказательств для построения объяснения, поскольку они узнают, что движение заряда по цепи зависит от сопротивления и расположения компонентов схемы. Студенты также изучают основные дисциплинарные идеи и сквозные концепции энергии и передачи энергии в контексте энергии от батареи. В одном из связанных практических занятий студенты создают и исследуют характеристики последовательных цепей. В другом задании учащиеся конструируют и собирают фонарики. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Принципиальная схема - это язык электрического проектирования и инженерии. Эти диаграммы представляют собой карты, которые каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают новую принципиальную схему, либо используют существующую. Интерпретация принципиальных схем - важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.После постройки эти электрические цепи используются для освещения наших домов, питания компьютеров, запуска автомобилей и почти всех современных устройств, использующих электричество.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Опишите, как изменяется ток в последовательной цепи, когда лампочка или аккумулятор добавляются или удаляются из цепи.
  • Понимать, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, которая преобразуется в тепловую энергию и свет в лампочке.Кроме того, звуковая энергия может вырабатываться из электричества посредством движущегося диффузора динамика. В этом примере электричество преобразуется в механическое движение (для перемещения динамика), которое затем производит звуковую энергию в виде движущихся воздушных волн.
  • Опишите связи между представлениями символов цепей.
  • Найдите напряжение последовательно соединенных батарей, суммируя напряжения отдельных батарей.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения - наука
Ожидаемые характеристики NGSS

4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Использовать доказательства (e.g., измерения, наблюдения, закономерности) для построения объяснения.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергию можно перемещать с места на место с помощью движущихся объектов, звука, света или электрического тока.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Свет также передает энергию с места на место.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем можно использовать локально для создания движения, звука, тепла или света.С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия может передаваться различными способами и между объектами.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии - Технология
ГОСТ
Колорадо - наука
  • Покажите, что электричество в цепях требует замкнутого контура, по которому может проходить ток. (Оценка 4) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Опишите преобразование энергии, происходящее в электрических цепях, в которых возникают световые, тепловые, звуковые и магнитные эффекты. (Оценка 4) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше подобной программы

Цепи

Студенты знакомятся с несколькими ключевыми понятиями электронных схем.Они узнают о некоторых физических принципах схем, ключевых компонентах схемы и их распространении в наших домах и повседневной жизни.

Параллельная схема и закон Ома: много путей для подачи электричества

Студенты изучают состав и практическое применение параллельной схемы по сравнению с последовательной схемой.Студенты проектируют и строят параллельные схемы, исследуют их характеристики и применяют закон Ома.

Электроны в движении

Студенты узнают о текущем электричестве и необходимых условиях для существования электрического тока. Учащиеся конструируют простую электрическую схему и гальванический элемент, чтобы помочь им понять напряжение, ток и сопротивление.

Сила еды

Студенты воображают, что они застряли на острове и должны создать как можно более яркий свет с помощью скудных принадлежностей, которые у них есть под рукой, чтобы привлечь внимание спасательного самолета. В небольших группах ученики создают схемы, используя предметы из своих «наборов для выживания», чтобы создать максимальное напряжение, измеряемое...

Предварительные знания

Батарея, простая схема, ток электричества, сопротивление, напряжение, ток

Введение / Мотивация

Рисунок 1. Схема простой схемы. Авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

Спросите студентов, были ли у них когда-нибудь электронная игра или игрушка, для которых требуются батарейки? (Многие ответят утвердительно.) Спросите сколько батареек нужно для игры или игрушки? (Возможные ответы: одна, две, три или четыре батарейки.) Попросите учащихся подумать, почему для некоторых электронных игр или игрушек требуется больше батарей, чем для других игр или игрушек? (Возможные ответы: некоторым игрушкам нужно больше энергии, некоторым играм нужно больше электричества.) Три батареи AA, подключенные последовательно, могут обеспечить большее напряжение, чем одна батарея AA. Это связано с тем, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую в цепи, и в цепи с тремя батареями AA «последовательно» доступно больше химической энергии, чем в цепи только с одной батареей AA.Электрические цепи, а также батареи могут быть «последовательно» или «параллельно». В ходе сегодняшнего урока мы узнаем, что означает «последовательно» и «параллельно».

Откуда инженеры-электрики знают, сколько батарей необходимо для работы электронной игры или игрушки? Один из способов определить необходимое напряжение и ток - это создать карту цепи. Инженеры-электрики могут использовать карту или принципиальную схему , чтобы определить, сколько энергии необходимо устройству для работы.

Спросите студентов, почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других - розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток другого типа, чем стенная розетка.) Ток, который исходит от батареи, называется постоянный ток (DC). Ток, который идет от розетки в наших домах или школах, называется переменным током (AC). Объясните учащимся, что многие телевизоры, компьютеры, DVD-плееры и стереосистемы имеют внутри устройства оборудование (оборудование), которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC) для работы устройства.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Что такое принципиальные схемы?

Принципиальные схемы - это графические изображения цепей или электрических устройств.Каждому компоненту схемы соответствует соответствующий стандартный символ (см. Рисунок 2). При отрисовке эти символы соединяются вместе, чтобы показать построение цепи; Получившаяся диаграмма представляет собой карту, которую каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Фактически, принципиальная схема - это язык электрического проектирования и инженерии. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают, либо используют существующую принципиальную схему. Интерпретация принципиальных схем - важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.

Рис. 2. Выбор графических обозначений принципиальной схемы. Авторское право

Авторское право © Дарья Котис-Шварц, Лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2004 г.

Провода с очень низким сопротивлением представлены прямыми или угловыми линиями, соединяющими электрические компоненты. Резистор - это устройство, используемое для регулирования силы тока в цепи. Существует множество различных резисторов с сопротивлением от нескольких Ом до миллионов Ом.Резистор обозначен зигзагообразной линией. Есть разные способы изобразить лампочку в цепи. В этом устройстве символ, используемый для лампочки, представляет собой круг с «x», как показано на рисунке 2. Ячейка, или электрохимическая ячейка, представлена ​​двумя линиями разной длины, расположенными перпендикулярно проводной линии, чтобы показать, что между положительной и отрицательной клеммами есть напряжение; более короткая линия - отрицательная клемма аккумулятора. Батарея состоит из нескольких ячеек.Обратите внимание, что символ батареи выглядит как две ячейки подряд или последовательно. Символ переключателя показывает, что электрическое соединение может быть разомкнутым и замкнутым на контакте.

Чтобы нарисовать принципиальную схему существующей последовательной цепи, нарисуйте макет схемы и соответствующий символ по мере того, как вы встречаетесь с каждым элементом схемы. Хотя провода в цепи обычно изогнуты, нарисуйте провода на принципиальной схеме в виде прямых или угловых, изогнутых линий.

Как электрические элементы соединяются в цепи?

В схемах можно использовать множество компонентов: батареи, лампочки, провода и переключатели.Части схемы могут быть соединены двумя разными способами. Когда они соединены так, что между ними есть один проводящий путь, они, как говорят, соединены последовательно. Схема слева на Рисунке 3 показывает два последовательно включенных резистора. Когда элементы схемы подключаются через общие точки, так что через схему проходит более одного проводящего пути, они подключаются параллельно . Схема справа на рисунке 3 показывает два резистора, включенных параллельно.Обратитесь к упражнению «Лампочки и батарейки в ряд», чтобы научить студентов строить собственные схемы из нескольких компонентов. Типичное электрическое устройство состоит из множества более мелких последовательных и параллельных частей. В общем, только очень простые цепи могут быть полностью последовательными. Рисунок 3. Два резистора, включенных последовательно (слева) и два резистора, включенных параллельно (справа). Авторское право

Авторские права © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

Закон Ома и последовательные цепи

Закон Ома - это фундаментальное математическое уравнение, описывающее взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.Фактически, закон Ома определяет сопротивление: R = V / I, где R = сопротивление элемента схемы, V = общее напряжение, подаваемое в схему источником питания (например, аккумулятором), а I = ток через схема. Уравнение можно изменить (V = I * R), чтобы спрогнозировать падение напряжения на элементе схемы с известным сопротивлением и известным током, проходящим через него. Напряжение, подаваемое в цепь, V, и полное падение напряжения во всей цепи V T должны быть одинаковыми и противоположными.Это означает, что V + V T = 0. Общее падение напряжения в цепи равно: I * R T = V T , где R T - полное сопротивление в цепи. Мы рассмотрим, как найти полное сопротивление R T , в этом уроке для последовательных цепей, а также в следующем уроке и упражнениях в этом модуле для цепей с параллельными элементами.

Последовательная цепь и ее схема согласования показаны на рисунке 4. Поскольку существует только один путь для движения заряда по цепи, ток во всей цепи одинаков.Когда электроны движутся по цепи, их потоку препятствует каждая лампочка, так что полное сопротивление движению заряда является суммой всех сопротивлений на пути. Из закона Ома (записанного в виде I = V / R) мы знаем, что полный ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление. На каждой лампочке есть падение напряжения. Сумма падений напряжения равна напряжению источника питания, которым в данном случае является аккумулятор. Поскольку ток одинаков во всей последовательной цепи, падение напряжения на каждой лампочке прямо пропорционально сопротивлению этой лампочки (путем перестановки уравнения закона Ома V = I * R).

Рис. 4. Последовательная схема (слева) и соответствующая принципиальная схема (справа). Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Итак, если мы сделаем схему с тремя последовательно подключенными батареями 1,5 В в качестве источника напряжения, общее напряжение составит 4,5 В, как показано на рисунке 5. Вот как производители батарей делают батареи с более высоким напряжением; они просто соединяют несколько батарей (с одинаковым потенциалом) последовательно.

Рис. 5. Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Авторское право

Авторские права © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

В чем разница между постоянным и переменным током?

Постоянный ток или постоянный ток означает движение заряда в цепи только в одном направлении. Батареи, фотоэлементы и некоторые генераторы обеспечивают постоянный ток. Например, в фонарике с батарейным питанием электроны покидают отрицательную клемму батареи и перемещаются по цепи фонарика к положительной клемме.Попросите учащихся построить свой собственный фонарик с помощью действия «Осветите свой путь: проектирование-создание серийной схемы фонарика». Многие повседневные портативные устройства работают на постоянном токе. Предложите учащимся применить свои знания о таких устройствах для проектирования и сборки своих собственных игрушек в упражнении «Построить мастерскую игрушек».

В переменном или переменном токе электроны движутся вперед и назад по цепи. Из-за этого электроны перемещаются только на небольшое расстояние вокруг относительно фиксированного положения в цепи.Хотя генераторы переменного и постоянного тока похожи, переменный ток оказался более эффективным способом передачи электроэнергии. Каждый раз, когда вы подключаете электрическое устройство к розетке, вы используете переменный ток. Направление тока меняется, потому что направление напряжения на электростанции меняется. В США мы используем ток, который меняет направление 60 раз в секунду, называемый током 60 Гц.

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

На классной доске нарисуйте пример последовательной схемы, которая включает несколько компонентов (например, см. Рисунок 4).Качественно сравните ток и напряжение в разных частях схемы. Попросите учащихся сравнить ток в трех последовательно соединенных лампочках с увеличивающимся сопротивлением. (Ответ: ток везде одинаковый во всей последовательной цепи.) Затем сравните напряжение на каждой из этих трех лампочек. (Ответ: напряжение падает, когда оно встречается с сопротивлением лампочки, поэтому первая лампочка будет иметь наибольшее напряжение, а каждая последующая лампочка будет испытывать меньшее напряжение.) Что происходит с общим напряжением при последовательном подключении аккумуляторов? (Ответ: общее напряжение - это сумма напряжений каждой батареи.)

Рис. 4. Последовательная принципиальная схема, показывающая провод, три лампочки, батарею и выключатель. Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Словарь / Определения

переменный ток: электрический ток, который меняет направление на регулярные промежутки времени.Сокращенно AC.

принципиальная схема: графическое представление схемы с использованием стандартных символов для представления каждого компонента схемы.

постоянный ток: электрический ток только в одном направлении. Сокращенно DC.

передача энергии: движение энергии в системе. Может включать преобразование одного вида энергии в другой (с некоторыми потерями). Соответствующие примеры включают электричество для движения (вентилятор), электричество для света и тепла (лампочки) и электричество для звука и движения (звуковая система).

нагрузка: устройство или сопротивление устройства, на которое подается электричество.

параллельная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая более одного проводящего пути.

резистор: устройство, используемое для управления током в электрической цепи путем обеспечения сопротивления.

Последовательная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая единственный проводящий путь, так что ток проходит через каждый элемент по очереди без разветвлений.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопрос для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов:

  • Почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других - розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток [постоянный ток], отличный от стенной розетки [переменного тока]).

Оценка после введения

Голосование: Задайте вопрос «правда / ложь» и попросите учащихся проголосовать, подняв палец вверх за истину и вниз за ложь.Подсчитайте голоса и запишите итоги на доске. Дайте правильный ответ.

  • Верно или неверно: три батареи AA, соединенные последовательно, обеспечивают большее напряжение, чем одна батарея AA. (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: Батареи могут быть включены «последовательно» или «параллельно». (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: инженеры-электрики используют принципиальную схему, чтобы определить, сколько энергии требуется устройству для работы. (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: батареи вырабатывают ток того же типа, что и настенная розетка.(Ответ: Неверно. Батареи вырабатывают ток [постоянный] другого типа, чем стенная розетка [переменный ток].)
  • Верно или неверно: ток, который исходит от батареи, называется переменным током. (Ответ: Неверно. Ток, который выходит из розетки в наших домах или школах, называется переменным током [AC]. Батареи имеют постоянный ток [DC].)
  • Верно или неверно: (Звуковая энергия может быть получена от электричества или удара по вашему столу? Ответ: Верно, что электрические источники, такие как батареи, могут питать небольшие динамики, и ваша рука может создавать звуковые волны, ударяясь о твердую поверхность стола.)

Итоги урока Оценка

Быстрый опрос: Дайте студентам лист бумаги и попросите их записать ответы на следующие три вопроса.

  • Что вам больше всего понравилось в уроке?
  • Что можно сделать лучше?
  • Что вы узнали, чего не знали раньше?

Пронумерованные главы: Попросите учащихся каждой команды выбрать числа (или числа), чтобы у каждого члена был свой номер.Задайте учащимся приведенные ниже вопросы (при желании дайте им временные рамки для ее решения). Члены каждой команды должны работать вместе над вопросом. Все в команде должны знать ответ. Позвоните по номеру наугад. Студенты с этим номером должны поднять руки, чтобы ответить на вопрос. Если не все ученики с этим номером поднимают руки, дайте командам поработать еще немного. Спросите у студентов:

  • Если вы удалите одну лампочку из последовательной цепи с тремя лампочками, цепь станет (n) _________ цепью.Открытый или закрытый? (Ответ: Открытый.)
  • Что произойдет с другими лампами в последовательной цепи, если одна лампочка перегорит? (Ответ: Все гаснут.)
  • Когда в последовательную цепь добавляются другие лампы, каждая лампа становится _____________. Ярче или тусклее? (Ответ: Диммер.)
  • При последовательном соединении аккумуляторов напряжение на них ____________. Увеличивается, уменьшается или остается неизменным? (Ответ: Увеличивается.)
  • Нарисуйте принципиальную схему последовательной цепи с двумя батареями и тремя лампочками.(Ответ: он должен выглядеть, как на Рисунке 4, с переключателем, замененным на вторую батарею.)

Рисунок Рисунок Гонки: Напишите символы схемы на доске. Разделите класс на команды по четыре человека так, чтобы у каждого члена команды был другой номер, от одного до четырех. Позвоните по номеру и попросите учащихся с этим номером поспешить к доске, чтобы нарисовать правильную принципиальную схему. Дайте очко команде, чей товарищ по команде первым закончит розыгрыш правильно. Попросите учащихся нарисовать принципиальные схемы следующего:

  • Последовательная схема с одной батареей и двумя лампочками
  • Последовательная цепь с двумя батареями, одной лампочкой и одним переключателем
  • Последовательная цепь с одной батареей, одной лампочкой и одним резистором
  • Последовательная цепь с тремя батареями, двумя лампочками и двумя резисторами
  • Последовательная цепь с одной батареей, двумя резисторами, двумя лампочками и одним переключателем
  • Последовательная цепь с тремя батареями, четырьмя лампочками и одним выключателем
  • Последовательная цепь с одной батареей, тремя переменными лампочками и резисторами и одним переключателем

Домашнее задание / Независимая практика:

  • Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов в их домах.Дополнительную информацию о трансформаторах см. В разделе «Действия по расширению урока».

Мероприятия по продлению урока

Изучите историю развития фонарика. В Музее фонарей есть много фотографий старинных фонариков и портативных осветительных приборов по адресу: http://www.flashlightmuseum.com/.

Узнайте о трансформаторах: трансформатор - это электрическое устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока с определенным уровнем напряжения в мощность переменного тока с другим напряжением, но с той же частотой.Значительное количество энергии теряется при передаче энергии по распределительной сети. Дополнительная энергия потребляется трансформаторами на подстанциях. Для многих бытовых электронных устройств требуются трансформаторы, которые всегда включены и потребляют электроэнергию, даже если никто не использует электрическое устройство.

  • Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов, имеющихся у них дома . Трансформаторы могут быть присоединены к компьютерам, принтерам, сканерам, динамикам, автоответчикам, беспроводным телефонам, зарядным устройствам для мобильных телефонов, электрическим отверткам, электродрелям, радионяням, модемам и видеокамерам.Трансформеры не всегда легко распознать; Очевидно, трансформаторы выглядят как коробки большего размера (обычно того же цвета, что и шнур), прикрепленные к концу шнуров в том месте, где вы подключаете устройство к электрической розетке.
  • Если вы дотронетесь до теплого трансформатора, вы почувствуете, что электрическая энергия (потраченная впустую) превращается в тепловую. Попросите учеников подсчитать количество энергии, ежегодно теряемой трансформаторами в их доме. . Потребляемая мощность невелика - от 1 до 5 Вт на трансформатор, но в сумме.Допустим, у вас есть пять трансформаторов, каждый из которых потребляет 5 Вт. Это означает, что 25 Вт постоянно тратятся впустую. Если в вашем районе киловатт-час стоит 10 центов, это означает, что вы тратите 10 центов на каждые 1000 ватт-часов / 25 Вт = 40 часов. В году 8760 часов, поэтому 8760 часов / 40 часов = 21,90 доллара в год.
  • Попросите учащихся подсчитать общее количество энергии, теряемой трансформаторами по всей стране . В Америке 100 миллионов семей. Если каждое домохозяйство тратит на эти трансформаторы 25 Вт, это 2.5 миллиардов ватт. По цене 10 центов за киловатт-час, это 2 500 000 000 ватт / 1000 ватт или 250 000 долларов в час. Это 2 190 000 000 долларов (2 миллиарда долларов), потраченных впустую каждый год.

Рекомендации

Берг, Эрик. Старший специалист по машиностроению, Колорадская горная школа, "Как работает трансформатор?" http://www.physlink.com/ Проверено 28 апреля 2004 г.

Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика . 8-е издание. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Addison Publishing Co., 1998. Ралофф, Джанет. "Мы должны вытащить вилку?" Новости науки. 25 октября 1997 г.

Ропейк, Дэвид. MSNBC - Как сеть поддерживает континент . 23 января 2001 г. MSNBC News. http://www.msnbc.msn.com/id/3077316/ns/technology_and_science-science/t/how-grid-powers-continent/#.T4M6w_WfzTo, по состоянию на 7 апреля 2004 г.

Шнайдер, Стюарт. Музей фонарей . Wordcraft.net. По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Зильберман, Стив. Wired News: подготовка к электросети . 14 июня 2001 г. Журнал Wired. www.wired.com По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Авторские права

© 2004 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон; Карли Самсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по электронной библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Департамент образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 13 июля 2021 г.

Как работают электрические схемы | Основы освещения

Основные схемы

Электрическая цепь - это непрерывный путь, по которому электрический ток существует и / или может течь.Простая электрическая схема состоит из источника питания, двух проводов (один конец каждого подсоединяется к каждому выводу ячейки) и небольшой лампы для к которым прикреплены свободные концы проводов, идущих от ячейки.

Когда соединения выполнены правильно, цепь «замкнется», и ток пройдет через цепь и зажжет лампу.

Простая электрическая схема

После того, как один из проводов отсоединен от источника питания или в потоке сделан «разрыв», цепь теперь «разомкнута» и лампа больше не будет светиться.

На практике цепи «размыкаются» такими устройствами, как переключатели, предохранители и автоматические выключатели. Две общие схемы классификации бывают последовательными и параллельными.

Элементы последовательной цепи соединены встык; один и тот же ток течет по его частям одну за другой.

Цепи серии

В последовательной цепи ток через каждый из компонентов одинаков, и напряжение на компонентах - это сумма напряжений по каждому компоненту.

Пример последовательной цепи

Параллельные схемы

В параллельной цепи напряжение на каждом из компонентов одинаково, а полный ток представляет собой сумму токов. через каждый компонент.

Если два или более компонента соединены параллельно, они имеют одинаковую разность потенциалов ( напряжение) на их концах. Потенциальные различия между компоненты одинаковы по величине, и они также имеют одинаковую полярность.Такое же напряжение применимо ко всем цепям компоненты соединены параллельно.

Если каждая лампочка подключена к аккумулятору отдельным контуром, считается, что лампы параллельны.

Пример параллельной схемы.

Пример схемы

Рассмотрим очень простую схему, состоящую из четырех лампочек и одной на 6 В. аккумулятор. Если провод соединяет батарею с одной лампочкой, второй лампочкой, третьей лампочкой, а затем обратно с батареей в одну непрерывную петлю, говорят, что луковицы соединены последовательно.Если три лампочки соединены последовательно, через все их, а падение напряжения на каждой лампочке составляет 1,5 В, и этого может быть недостаточно, чтобы они светились.

Если лампочки соединены параллельно, ток, протекающий через лампочки, объединяется, образуя ток. протекает в батарее, а падение напряжения на каждой лампочке составляет 6,0 В, и все они светятся.

В последовательной цепи каждое устройство должно функционировать, чтобы цепь была замкнутой.Одна лампочка перегорела в последовательной цепи разрывает цепь. В параллельных цепях каждая лампа имеет свою собственную цепь, поэтому все лампы, кроме одной, могут перегореть, и последний по-прежнему будет работать.

Электрическая цепь - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Схема - это замкнутый контур , который состоит из компонентов схемы, по которым могут течь электроны от источника напряжения или тока. Если схема состоит из электрических компонентов, таких как резистор, конденсатор, катушка индуктивности и т. Д.тогда она будет называться "Электрическая схема " , и если схема состоит из каких-либо компонентов электронной схемы, таких как диод, транзистор и т. д., то она будет называться "Электронная схема " . Таким образом, электронные схемы могут состоять как из электрических компонентов , так и из электронных схем , но электрическая схема будет иметь только электрические компоненты.

Точка, где электроны входят в электрическую цепь, называется «источником» электронов.Точка, в которой электроны покидают электрическую цепь, называется «возвратной» или «землей». Точка выхода называется «возвращением», потому что электроны всегда попадают в источник, когда они завершают свой путь в электрической цепи.

Часть электрической цепи, которая находится между начальной точкой электронов и точкой, где они возвращаются к источнику, называется «нагрузкой» электрической цепи. Нагрузка электрической цепи может быть такой же простой, как нагрузка на бытовые приборы, такие как холодильники, телевизоры или лампы, или более сложной, такой как нагрузка на выходе гидроэлектростанции.

В цепях используется два вида электроэнергии: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Переменный ток часто питает большие приборы и двигатели и вырабатывается электростанциями. Постоянный ток питает автомобили, работающие от батарей, а также другие машины и электронику. Преобразователи могут преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот. Для передачи постоянного тока высокого напряжения используются большие преобразователи.

Экспериментальная электронная схема

В электронных схемах обычно используются источники постоянного тока. Нагрузка электронной схемы может быть такой же простой, как несколько резисторов, конденсаторов и лампы, соединенных вместе, чтобы создать вспышку в камере.Или электронная схема может быть сложной, соединяя тысячи резисторов, конденсаторов и транзисторов. Это может быть интегральная схема, такая как микропроцессор в компьютере.

Резисторы и другие элементы схемы можно подключать последовательно или параллельно. Сопротивление в последовательных цепях - это сумма сопротивлений.

Цепь или электрическая схема - это визуальное отображение электрической цепи. Электрические и электронные схемы могут быть сложными. Чертеж соединений всех компонентов в нагрузке схемы упрощает понимание того, как соединяются компоненты схемы.Чертежи электронных схем называются «принципиальными схемами». Чертежи электрических цепей называются «электрическими схемами». Как и другие диаграммы, эти диаграммы обычно рисуются чертежниками, а затем распечатываются. Диаграммы также могут быть созданы в цифровом виде с использованием специализированного программного обеспечения.

Схема - это схема электрической цепи. Схемы - это графические изображения основных соединений в цепи, но они не являются реалистичными изображениями цепи. На схемах используются символы для обозначения компонентов в цепи.Условные обозначения используются в схеме, чтобы обозначить, как течет электричество. Мы используем обычное соглашение: от положительной клеммы к отрицательной. Реальный путь перетока электричества - от отрицательной клеммы к положительной.

На принципиальных схемах используются специальные символы. Символы на чертежах показывают, как соединяются между собой такие компоненты, как резисторы, конденсаторы, изоляторы, двигатели, розетки, фонари, переключатели и другие электрические и электронные компоненты. Диаграммы очень помогают, когда рабочие пытаются выяснить, почему схема работает некорректно.

Ток, протекающий в электрической или электронной цепи, может внезапно возрасти при выходе из строя какого-либо компонента. Это может вызвать серьезное повреждение других компонентов цепи или создать опасность возгорания. Для защиты от этого в цепь можно подключить предохранитель или устройство, называемое «автоматический выключатель». Автоматический выключатель размыкает или «разрывает» цепь, когда ток в этой цепи становится слишком высоким, или предохранитель «перегорает». Это дает защиту.

Прерывание от замыкания на землю (G.F.I.) устройства [изменить | изменить источник]

Стандартный возврат для электрических и электронных цепей - заземление. Когда электрическое или электронное устройство выходит из строя, оно может размыкать обратную цепь на землю. Пользователь устройства может стать частью электрической цепи устройства, обеспечив обратный путь для электронов через тело пользователя вместо заземления цепи. Когда наше тело становится частью электрической цепи, пользователь может быть серьезно шокирован или даже убит электрическим током.

Чтобы предотвратить опасность поражения электрическим током и возможность поражения электрическим током, устройства прерывания замыкания на землю обнаруживают обрыв цепи на землю в подключенных электрических или электронных устройствах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *