Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Запобіжники - це пристрій захисту від надмірного струмового навантаження, який використовується в багатьох електричних системах і приладах.
Принцип дії запобіжника заснований на плавкому дроті або плавкій вставці, розміщеній у запобіжнику. Коли струм через запобіжник перевищує допустиму межу, плавкий дріт нагрівається через електричний опір і плавиться. Цей процес плавлення розриває електричне коло, запобігаючи пошкодженню обладнання або електропроводки.
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
Попередні
знання
Принцип
Учні вже мають уміти збирати просте електричне коло з батарейкою. Вони також мають знати такі терміни, як сила струму та напруга.
Підвищення напруги в простому електричному колі призводить до того, що дріт, який тут є запобіжником, перегорає.
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Учні повинні навчитися розуміти як сила струму і напруга впливають на температурну поведінку шматка дроту. Цей принцип має бути перенесено на запобіжник.
Завдання
Учні збирають просту електричну схему з лампою та джерелом напруги. За допомогою дроту, який виконує роль запобіжника, демонструється вплив сили струму на температурну поведінку дроту.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовні загальні інструкції з безпечного проведення експериментів на уроках природознавства.
Доповнення: Необхідно вжити відповідних запобіжних заходів, щоб розпечені частини розплавленого дроту, які падають, не могли заподіяти шкоди: Зазвичай уже достатньо підкласти під дріт невеликий шматочок картону на універсальному тримачі.
Інформація для учнів
Мотивація
Коротке замикання може бути спричинене дефектом електричного пристрою. У цьому випадку власне електричний пристрій, а отже, і його опір у електричному колі, фактично шунтується. В результаті виникає неприпустимо висока сила струму, яка призводить до надмірного нагрівання ліній електропередачі, що може стати причиною перегорання або пожежі.
Запобігти цим перегорянням можна за допомогою запобіжників. Найстарішою формою запобіжника є запобіжник, який, як показано на рисунку, встановлюється, наприклад, в автомобілях. Там вони захищають електричні компоненти, такі як клаксон, і гарантують, що в разі несправності цих компонентів пожежа не виникне.
Завдання
Як можна захистити електроустановки від пожежі, спричиненої коротким замиканням?
Зберіть електричне коло, що містить модель запобіжника, і дослідіть за його допомогою принцип дії електричного запобіжника.
Експериментальна установка
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, прямий, модуль SB | 05601-01 | 2 |
| 2 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 2 |
| 3 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 1 |
| 4 | З'єднувальний прямий з роз'ємом модуль SB | 05601-10 | 2 |
| 5 | З'єднувальний, кутовий з роз'ємом, модуль SB | 05601-12 | 2 |
| 6 | Вимикач вкл./викл., модуль SB | 05602-01 | 1 |
| 7 | Патрон для лампи розжарювання Е 10, модуль SB | 05604-00 | 1 |
| 8 | Затискач типу "Крокодил", без ізоляції, 10 шт. | 07274-03 | 1 |
| 9 | З'єднувальний штепсель, 2 шт. | 07278-05 | 1 |
| 10 | З'єднувальний провідник, 250 мм, червоний | 07360-01 | 1 |
| 11 | З'єднувальний провідник, 500 мм, червоний | 07361-01 | 1 |
| 12 | З'єднувальний провідник, 500 мм, синій | 07361-04 | 1 |
| 13 | Лампа розжарювання, 6 В/ 3 Вт, E10, 10 шт. | 35673-03 | 1 |
| 14 | Залізний дріт d=0,2 мм, l=100 м | 06104-00 | 1 |
| 15 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка
Зберіть електричне коло (рис. ліворуч). Затисніть дріт за допомогою 2 затискачів типу "крокодил". Вимикач розімкнений. Потім підключіть джерело живлення (рис. праворуч). Підключіть додатковий провідник до верхнього правого модуля, не з'єднуючи інший кінець дроту.
Виконання роботи
- Встановіть напругу на блоці живлення приблизно на 6 В, а обмежувач струму - на 2 А і увімкніть блок живлення.
- Замкніть вимикач, спостерігайте за лампочкою і запишіть свої спостереження.
- Тепер з'єднайте лампочку з додатковим з'єднувальним провідником і замкніть її (рис. праворуч). Спостерігайте за тим, що відбувається з лампочкою та проводом запобіжника.
- Занотуйте свої спостереження в протоколі.
- Потім вимкніть блок живлення.
коротке замикання
Протокол
Спостереження
Запишіть свої спостереження про першу частину експерименту після замикання вимикача.
Запишіть свої спостереження про другу частину експерименту після короткого замикання.
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
У цьому експерименті затиснутий дріт у електричному колі являв собою модель електричного запобіжника. Яке призначення такого запобіжника? Запобіжник використовується для ____ електричного обладнання. Це дає змогу запобігти таким пошкодженням, як перегрівання та ____, які можуть виникнути, наприклад, унаслідок ____.
Завдання 4
Намалюйте побудовану схему у вигляді принципової електричної схеми. Запобіжник символічно зображено у вигляді витягнутого прямокутника навколо відрізка лінії, як показано на рисунку.
