Провідники та непровідники з Cobra SMARTsense Code

Схема досліду

В електротехніці електричні провідники - важливі складники. Непровідники теж мають свою користь: вони ізолюють і захищають нас від електричного струму.

Питома електропровідність насамперед залежить від матеріалу. Крім матеріалу, певну роль відіграє також температура матеріалу. У цьому досліді температурна залежність не досліджується.

Попередні знання

З повсякденного життя учні мають знати, що, наприклад, у домашньому господарстві дроти електричних проводів оточені ізоляційними шарами і так люди захищені від небезпечного дотику до струмопровідних частин.

Принцип

Електропровідність залежить від матеріалу, тому й говорять про питому електропровідність. Залежно від матеріалу електрони вільніші, а отже й рухливіші. У провідних матеріалах (переважно металах) залежно від електропровідності є кілька електронів у так званій зоні провідності, які можуть майже вільно рухатися в матеріалі.

Навчальна мета

Учні мають розпізнати, які речовини проводять струм, а які не проводять. Водночас у цьому досліді вони вчаться працювати з Cobra SMARTSense Code.

Завдання

Учні мають увімкнути металеві та неметалеві речовини в просте електричне коло і дослідити їхню електропровідність.

Учні програмують Cobra SMARTsense Code так, щоб він давав символьний зворотний зв'язок про те, чи є речовини провідниками, чи непровідниками.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Кабель з ізоляцією

Щоб ти міг, наприклад, зарядити свій смартфон, потрібен зарядний кабель, який з'єднує акумулятор смартфона з електромережею. Але чому ти, власне, не дістаєш удару струмом, коли торкаєшся кабелю, вставляючи його в розетку? Як ти, можливо, знаєш, це тому, що струмопровідні жили кабелю оточені ізоляцією.

У цьому досліді ти дізнаєшся, що таке електропровідність і які типові матеріали можуть проводити струм, а які ні.

• Склади розімкнуте електричне коло із затискачами «крокодил».

• Запрограмуй Cobra SMARTsense Code так, щоб він показом смайликів вказував, чи є проходження струму, чи ні.

• Досліди, які речовини проводять електричний струм, а які ні.

iOS

Android

Windows

Рис. 2 З'єднання з датчиками

• Увімкни Cobra SMARTsense Current і SMARTsense Code, натиснувши на три секунди кнопку «Увімк./Вимк.».
• Відкрий measureAPP і з'єднайся з Cobra SMARTsense Current та SMARTsense Code.
• Після цього перемкни на цифрове показування виміряних значень. На фото ліворуч ти бачиш, який вигляд тоді має індикація.

Приклад знімка екрана з коливаннями

• Поспостерігай за значеннями струму і оціни максимальне значення коливань, коли струм не під'єднано. Запиши це значення, але спершу додай до нього приблизно .

Додавання тригера

• Тепер запрограмуй Cobra SMARTsense Code.
• Для цього додай тригер для SMARTsense Code, натиснувши призначену для цього кнопку з плюсом.
• Якщо ти встановлюєш тригер, це означає, що Cobra SMARTsense Code запускає певну дію, щойно виміряне значення виконає умову, яку ти задаси.

Додавання дії

• Тепер з'явиться вікно, у якому ти можеш вибрати дію, яку хочеш запускати. Для нашого першого тригера ми хочемо, щоб SMARTsense Code показував сумний смайлик. Тому вибери цю дію, натиснувши на "Вибрати дію".

Додавання порогового значення

• Є дві можливості, за якої умови запускається дія: або вона запускається, щойно порогове значення перевищено, або коли значення падає нижче за нього. Який із двох випадків діє для цього тригера, ти вибереш на наступному кроці. Тепер спершу треба визначити, наскільки велике саме порогове значення, натиснувши на відповідне текстове поле.
• Для цього поглянь ще раз на значення, яке було виміряне тоді, коли струм не був прикладений. Додай до нього кілька і внеси це значення як порогове. Так ти забезпечиш, щоб власні шуми датчика не запускали дію.

Повністю налаштований тригер

• Тепер ти можеш вибрати, чи має дія виконуватись тоді, коли порогове значення перевищено, чи коли воно не досягнуте. Для цього тригера дія має спрацьовувати, коли сила струму спадає нижче за порогове значення.
• Після цього натисни «Зберегти».
• Тепер створи так само тригер, який запускає усміхнений смайлик, коли сила струму піднімається вище за порогове значення.

• Матеріали (провідники та непровідники) досліджують один за одним. Ідеться про такі матеріали (згідно з рисунком поруч, зверху вниз):
  • Шнур із бавовни, дерево, алюміній (сріблястий), мідь (червонувата), сталь (як алюміній, але важча й темніша), вугілля (чорне), ПВХ (пластмаса) і скло.

• По черзі затискай окремі стрижні з набору провідників і непровідників обома кінцями у два затискачі «крокодил».
• Для кожного стрижня: поспостерігай за реакцією Code і виміряй силу струму .
• Запиши свої виміряні значення в протокол.

Речовина Речовина
____________________________________________________________________________________

Сталь Скло

Алюміній Дерево

Мідь Вугілля

ПВХ Бавовна

Внеси свої виміряні значення в таблицю.