Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Порядок з'єднання електричних пристроїв у електричному колі має принциповий вплив на фізичні властивості та величини.
Якщо кілька елементів з'єднані послідовно так, що разом вони утворюють електричний коло, це називається послідовним з'єднанням.
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні повинні вміти користуватися учнівським блоком живлення. Крім того, вони повинні бути знайомі з поняттям послідовного з'єднання.
Принцип
Послідовне з'єднання сонячних елементів досліджується шляхом визначення загальної напруги та загальної сили струму , а також напруги , та сили струму , на сонячних елементах.
З цього виводяться закони для послідовного з'єднання: і .
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Учні з'ясовують, що більшу напругу можна отримати, з'єднавши сонячні елементи послідовно.
Завдання
З'єднайте два сонячні елементи послідовно і дослідіть напругу та силу струму.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Встановлення сонячних панелей
Те, як сонячні елементи з'єднані в електричній схемі, впливає на напругу і силу струму, які вони виробляють.
Щоб отримати максимальний прибуток від сонячних панелей, слід розуміти вплив різних варіантів з'єднання на фізичні величини, а також їхні переваги та недоліки.
У цьому експерименті дослідимо, як послідовне з'єднання елементів в електричному колі впливає на роботу сонячних батарей.
Завдання
З'єднайте два сонячні елементи послідовно і дослідіть напругу та силу струму.
Експериментальна установка
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, прямий, модуль SB | 05601-01 | 2 |
| 2 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 3 |
| 3 | З'єднувальний прямий з роз'ємом модуль SB | 05601-10 | 4 |
| 4 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 4 |
| 5 | Патрон для лампи розжарювання Е 10, модуль SB | 05604-00 | 1 |
| 6 | Вимикач вкл./викл., модуль SB | 05602-01 | 1 |
| 7 | Сонячний елемент (3,3x6,5) см, зі штепсельними вилками, 0,5 В, 330 мА | 06752-09 | 2 |
| 8 | Тримач для сонячних елементів (3,3x6,5) см, зі штепсельними вилками | 06752-08 | 2 |
| 9 | Лампа розжарювання, 6 В/ 3 Вт, E10, 10 шт. | 35673-03 | 1 |
| 10 | Подвійні гнізда, 1 пара, червоне та чорне | 07264-00 | 1 |
| 11 | З'єднувальний провідник, 500 мм, червоний | 07361-01 | 2 |
| 12 | З'єднувальний провідник, 500 мм, синій | 07361-04 | 2 |
| 13 | Цифровий мультиметр, 3 1/2 розрядний дисплей з NiCr-Ni термопарою | 07122-00 | 1 |
| 14 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка (1/2)
1.Зберіть електричну схему лампи як показано на рис. 1.
2.Потім зберіть електричну схему для сонячних елементів (рис. 2).
3.З'єднайте обидва контури разом, як показано на рис. 3.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Підготовка (2/2)
4.Помістіть сонячні елементи в тримач (рис. 4).
5. Підключіть елементи до електричного кола і зверніть особливу увагу на з'єднання (рис. 5).
6.Розмістіть обидва сонячні елементи на однаковій відстані поруч з лампочкою (рис. 6).
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 6
Виконання роботи (1/3)
Вимірювання напруги
1. Підключіть електричну схему лампи до блоку живлення, як показано на рисунку. Спочатку блок живлення вимкнений, а вимикач у колі розімкнутий.
2.Встановіть діапазон вимірювання мультиметра на 20 В і підключіть його до електричної схеми сонячних батарей.
Увімкніть блок живлення і встановіть напругу на 6В. Замкніть вимикач і увімкніть мультиметр.
Зчитайте значення напруги і запишіть її у протокол.
Виконання роботи (2/3)
3.Тепер виміряйте напругу і окремих сонячних елементів, як показано на рисунку.
Вимірювання струму
4.Увімкніть вимикач.
Тепер зберіть електричну схему для сонячних елементів, за допомогою якої можна виміряти силу струму.
Виконання роботи (3/3)
5. Встановіть діапазон вимірювання мультиметра на 200 мА і підключіть його.
Замкніть вимикач. Зчитайте значення сили струму і запишіть її у протокол.
6.Тепер виміряйте силу струму і двох сонячних елементів, вимірюючи струм безпосередньо біля сонячного елемента, як показано на рисунку.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Виберіть правильне слово в дужках. При послідовному з'єднанні елементів загальна сила струму в колі обмежується (найслабшим / найсильнішим) сонячним елементом. Якщо електричне коло переривається через несправний сонячний елемент, це впливає на (всі / жоден) інші сонячні елементи. Оскільки (напруга/сила струму) при послідовному з'єднанні не додаються, два послідовно з'єднані сонячні елементи не виробляють більше, ніж один окремий елемент.