modstande

Beregning af modstande i parallel (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

modstande

Basic Electricity


Spørgsmål 1

Vist her er det skematiske symbol for en modstand :

Hvad er formålet med en modstand "# 1"> Reveal svar Skjul svar

Formålet med en modstand er at tilvejebringe en præcis mængde elektrisk modstand i et kredsløb. Her er en illustration af en lille (1/8 eller 1/4 watt) modstand:

Det er også godt at vide, at zigzag-symbolet, der er vist i spørgsmålet, ikke er det eneste symbol, der bruges til at repræsentere modstande. Der vises en anden almindelig modstandssymbol her:

Bemærkninger:

Studerende kan (korrekt) spørge: "Hvorfor er der sådan en ting som en komponent, hvis eneste formål er at hindre strømmen af ​​elektroner" kompakt ">

• At begrænse maksimal kredsløbsstrøm til en sikker værdi.
• At "splitte" en spænding i proportioner.
• At "skala" målerbevægelser til præcis måling af strøm og spænding.
• For at give en ikke-kortslutningsvej for at aflade statisk elektricitet.

Spørgsmål 2

Modstande er undertiden repræsenteret i elektriske og elektroniske skematiske diagrammer med et andet symbol end dette:

Tegn dette andet symbol ud for det som vist ovenfor.

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Det kan være en god ide at lejlighedsvis tegne skematiske diagrammer for dine elever ved hjælp af symbolet "andre" modstand, så de bliver ikke overrasket, når de ser dette symbol i rigtige skemaer. Bare vær sikker på at forblive konsekvent i din symbolik inden for hvert diagram: Bland aldrig de to forskellige symboler inden for samme skema!

Spørgsmål 3

En primitiv modstand kan dannes ved at tegne en tyk linje på et stykke papir ved hjælp af en blyant (ikke en blækpen!):

Hvordan kan den elektriske modstandsevne i dette blyantmærke øges "# 3"> Reveal svar Skjul svar

Den elektriske modstand af et blyantmærke kan øges ved at øge dens længde. Det kan reduceres ved at øge bredden.

Bemærkninger:

At lave en modstand på papir ved hjælp af en blyant er et meget let eksperiment at udføre, hvis modstand måles med et ohmmeter. Jeg anbefaler det stærkt som et klasseværelse øvelse!

Spørgsmål 4

Når en modstand udfører elektrisk strøm, stiger dens temperatur. Forklar, hvordan dette fænomen er signifikant for anvendelsen af ​​modstande i elektriske kredsløb. Med andre ord, hvorfor ville vi bekymre os om, at en modstands temperatur stiger?

Hvad angiver dette også om de tekniske vurderinger af modstande? Bortset fra at have en specifik modstandsbedømmelse (dvs. et bestemt antal ohm ), hvilken anden vurdering er vigtig for korrekt valg af modstande i elektriske kredsløb?

Reveal svar Skjul svar

Opvarmningseffekten af ​​elektricitet gennem en modstand er signifikant, fordi denne modstand kan blive beskadiget ved for høj temperatur. For at undgå skade skal modstande vælges for at kunne modstå en vis mængde opvarmning.

Bemærkninger:

Studerende skal forstå, at modstand alene ikke fuldt ud dikterer udvælgelsen af ​​en modstand til elektrisk service. Manglende overholdelse af dissipation ratings af en modstand kan resultere i katastrofale fejl!

Et godt opfølgende spørgsmål til dette er at spørge, hvad måleenheden er for denne form for termisk vurdering.

Spørgsmål 5

Mange modstande har deres elektriske modstand vist ved et sæt farvekoder eller "bånd", der er præget omkring deres omkreds. En standard farvekode associerer hver farve med et bestemt decimalsciffer (0 til 9). Tilknyt hver af de følgende cifre med deres respektive farve:

0 =
1 =
2 =
3 =
4 =
5 =
6 =
7 =
8 =
9 =
Reveal svar Skjul svar

0 = Sort
1 = brun
2 = Rød
3 = Orange
4 = gul
5 = Grøn
6 = Blå
7 = Violet
8 = Grå
9 = Hvid

Bemærkninger:

Flere limericks er blevet opfundet for at huske denne farvekode, de fleste af dem "politisk ukorrekte." Jeg udfordrer ofte eleverne til at opfinde deres egne limericks for at huske denne farvekode og skærm de uhensigtsmæssige kreationer fra generel klassebeskrivelse.

Spørgsmål 6

Overhold følgende "4-bånd" modstande, deres farvekoder og tilsvarende modstandsværdier (bemærk at det sidste farvebånd udelades, da det handler om præcision og ikke nominel værdi):

Hvilke mønstre bemærker du mellem farvekoderne (givet som tre bogstaver forkortelser for at undgå fortolkningsfejl som følge af variationer i udskriftskvalitet), modstandsværdierne og de fysiske størrelser af modstandene "# 6"> Reveal Answer Hide svar

De tre første farvebånd "for alle disse firebånds modstande" angiver henholdsvis to cifre og en "multiplikator" -værdi. Fysisk størrelse har ingen relation til modstand.

Opfølgningsspørgsmål: Hvad repræsenterer den fysiske størrelse af en modstand, hvis ikke modstand?

Bemærkninger:

Den normale måde at lære elever modstandens farvekode på er at vise dem koden først og derefter vise dem nogle modstande. Her er sekvensen omvendt: Vis eleverne nogle modstande, og få dem til at finde ud af koden. En vigtig kognitiv færdighed er evnen til at opdage og anvende mønstre i datasæt. Øvelser som dette hjælper med at opbygge den færdighed.

Læs mere om modstands farvekoder.

Spørgsmål 7

Hvad repræsenterer det sidste farvebånd på en farvekodet modstand?

Reveal svar Skjul svar

Der er mere end et svar på dette spørgsmål! På nogle modstande repræsenterer det sidste bånd tolerancen (også kendt som præcision ) for den modstand udtrykt som en procentdel. På andre modstande repræsenterer det sidste bånd en pålidelighed for den modstand.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål formuleres simpelthen og direkte nok til, at eleverne måske tror, ​​at der kun er ét rigtigt svar. Men ved at lave nogle undersøgelser bør de opdage, at der er mere involveret end et enkelt svar kan omfatte! Diskuter med dine elever de forskellige farvekodetyper, og hvilke applikationer man kan finde modstande med "pålidelighed" farvekoder i.

Med hensyn til præcision er intet i livet helt nøjagtigt. Manglen på perfekt nøjagtighed betyder dog ikke nødvendigvis total usikkerhed. I videnskab er det især vigtigt, at alle data er kvalificeret ved en præcis (eller tolerance) angivelse. Dine elever kan være bekendt med "fejlmarginer", der er angivet for offentlige meningsmålinger. Med modstande er denne "fejlmargin" (udtryk for usikkerhed) udtrykkeligt givet i form af et separat farvebånd.

Spørgsmål 8

Bestem de nominelle modstandsværdier for disse modstande, givet deres båndfarver, og udtrykk også den tilladte tolerance i ohm.

For eksempel ville en 25 kΩ modstand med en tolerance på 10% have en tilladt tolerance på +/- 2, 5 kΩ.

• Rød, Org, Blu, Gld =
• Brn, Blk, Grn, Sil =
• Blu, Blk, Brn, Gld =
• Yel, Vio, Rød, Sil =
• Grn, Brn, Yel =
• Wht, Blu, Blk, Sil =
• Gry, Grn, Org, Gld =
• Org, Org, Gld =
• Vio, Rød, Sølv, Gld =
• Brn, Rød, Blk, Sil =
Reveal svar Skjul svar

• Rød, Org, Blu, Gld = 23 MΩ, +/- 1, 15 MΩ
• Brn, Blk, Grn, Sil = 1 MΩ, +/- 100 kΩ
• Blu, Blk, Brn, Gld = 600 Ω, +/- 30 Ω
• Yel, Vio, Rød, Sil = 4, 7 kΩ, +/- 470 Ω
• Grn, Brn, Yel = 510 kΩ, +/- 102 kΩ
• Wht, Blu, Blk, Sil = 96 Ω, +/- 9, 6 Ω
• Gry, Grn, Org, Gld = 85 kΩ, +/- 4.25 kΩ
• Org, Org, Gld = 3, 3 Ω, +/- 0, 66 Ω
• Vio, Rød, Sil, Gld = 0, 72 Ω, +/- 0, 036 Ω
• Brn, Rød, Blk, Sil = 12 Ω, +/- 1, 2 Ω

Bemærkninger:

Dette spørgsmål tjener som en god gennemgang af de matematiske begreber af videnskabelig notation og procentsatser. Udfordre dine elever til at udføre al matematik uden at bruge en lommeregner, og uden at skrive noget!

Spørgsmål 9

Overhold følgende 5-bånds præcisions modstande, deres farvekoder og tilsvarende modstandsværdier (bemærk at det sidste farvebånd udelades, da det handler om præcision og ikke nominel værdi):

Hvilke mønstre bemærker du mellem farvekoderne (givet som tre bogstaver forkortelser for at undgå fortolkningsfejl som følge af variationer i udskriftskvalitet) og modstandsværdierne for hver modstand "# 9"> Reveal svar Skjul svar

De tre første farvebånd "til præcisions fem-bånd modstande angiver henholdsvis tre cifre og en" multiplikator "-værdi. En fem-bånds farvekode er nødvendig for at udtrykke modstand med et større antal signifikante cifre end en firebånds kode.

Bemærkninger:

Den normale måde at lære elever modstandens farvekode på er at vise dem koden først og derefter vise dem nogle modstande. Her er sekvensen omvendt: Vis eleverne nogle modstande, og få dem til at finde ud af koden. En vigtig kognitiv færdighed er evnen til at opdage og anvende mønstre i datasæt. Øvelser som dette hjælper med at opbygge den færdighed.

Det skal bemærkes, at der også er en 5-bånds farvekode for ikke-præcisions modstande, med de første fire bånd, der tjener samme formål som i en 4-bånds kode, hvilket ekstra bånd angiver modstandsikkerhed. Denne ordning blev udviklet til militære formål og ses sjældent i civile kredsløb.

Spørgsmål 10

Bestem, om følgende modstande måler inden for det modstandsinterval, der er angivet af deres farvekoder:

• (Org, Org, Rød, Blk, Blu) Målt modstand = 332, 5 Ω
• (Brn, Blk, Blk, Gld, Rød) Målt modstand = 9, 7 Ω
• (Blu, Vio, Brn, Rød, Grn) Målt modstand = 67, 43 kΩ
• (Rød, Wht, Grn, Yel, Vio) Målt modstand = 2.949 MΩ
• (Yel, Vio, Org, Gld) Målt modstand = 44, 68 kΩ
• (Gry, Rød, Brn, Sil) Målt modstand = 905 Ω
• (Grn, Blu, Gld) Målt modstand = 6, 73 Ω
• (Vio, Brn, Rød, Gld, Brn) Målt modstand = 70, 82 Ω
• (Wht, Org, Blu, Brn, Grn) Målt modstand = 9, 38 kΩ
• (Rød, Blk, Wht, Grn, Vio) Målt modstand = 20, 86 MΩ

Antag, at alle de fem bånd modstande, der er angivet her, bruger præcisionskoden i modsætning til den militære 5-båndskode, hvor det femte bånd angiver modstandsikkerhed.

Reveal svar Skjul svar

• (Org, Org, Rød, Blk, Blu) Målt modstand = 332, 5 Ω Inden for tolerance
• (Brn, Blk, Blk, Gld, Rød) Målt modstand = 9, 7 Ω Ud af tolerance!
• (Blu, Vio, Brn, Rød, Grn) Målt modstand = 67, 43 kΩ Inden for tolerance
• (Rød, Wht, Grn, Yel, Vio) Målt modstand = 2.949 MΩ Inden for tolerance
• (Yel, Vio, Org, Gld) Målt modstand = 44, 68 kΩ Inden for tolerance
• (Gry, Rød, Brn, Sil) Målt modstand = 905 Ω Uden tolerance!
• (Grn, Blu, Gld) Målt modstand = 6, 73 Ω Ud af tolerance!
• (Vio, Brn, Rød, Gld, Brn) Målt modstand = 70, 82 Ω Inden for tolerance
• (Wht, Org, Blu, Brn, Grn) Målt modstand = 9, 38 kΩ Inden for tolerance
• (Rød, Blk, Wht, Grn, Vio) Målt modstand = 20, 86 MΩ Uden tolerance!

Bemærkninger:

Dette spørgsmål tjener som en god gennemgang af de matematiske begreber af videnskabelig notation og procentsatser. De skal beregne det tilladte interval af modstandsværdier for hver modstand for at bestemme, hvorvidt den målte værdi falder inden for dette interval.

Spørgsmål 11

Find en eller to virkelige modstande og bring dem med til dig til diskussion. Identificer så meget information som muligt om dine modstande forud for diskussion:

• Modstand (ideel)
• Modstand (faktisk)
• Strøm rating
• Type (karbonkomposition, metalfilm, trådlind osv.)
Reveal svar Skjul svar

Hvis det er muligt, skal du finde en fabrikants dataark for dine komponenter (eller i det mindste et datablad for en lignende komponent) for at diskutere med dine klassekammerater.

Vær forberedt på at bevise modstanden af ​​dine modstande i klassen ved at bruge et multimeter!

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at kinestetisk interagere med emnet. Det kan måske være fjollet at få eleverne til at deltage i en "show and tell" -øvelse, men jeg har fundet ud af, at aktiviteter som dette i høj grad hjælper nogle studerende. For de elever, der er kinestetiske i naturen, er det en stor hjælp til faktisk at røre virkelige komponenter, mens de lærer om deres funktion. Dette spørgsmål giver selvfølgelig også en glimrende mulighed for at udøve tolkning af farvekoder og / eller komponentmærkninger, brug af et multimeter, adgangsdatablade mv.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →