Перетворення світла на рух з Cobra SMARTsense Code

Схема досліду

Сонячну енергію можна за допомогою сонячного елемента перетворити на електричну енергію.

Це дуже важлива форма енергії і в побуті, і в промисловості, бо її легко перетворити на інші форми енергії, як-от теплота, світло чи механічна енергія (рух).

Попередні знання

Учні мають мати досвід поводження з учнівським блоком живлення; бажано також, щоб вони вже могли показати перший досвід роботи з measureAPP. Учні мають також знати різні форми, в яких може існувати енергія.

Принцип

У використанні альтернативних джерел енергії сонячний елемент відіграє важливу роль, бо він перетворює енергію випромінювання Сонця безпосередньо на електричну енергію. Здобуту електричну енергію в цьому досліді дуже наочно, якісно демонструє невеликий двигун. При цьому, змінюючи напругу на блоці живлення, показують зв'язок між освітленістю та електричною потужністю/швидкістю двигуна. Як джерело випромінювання достатньо лампи розжарювання.

Навчальна мета

У цьому учнівському досліді досліджують перетворення сонячної енергії на електричну енергію. Водночас учні мають ознайомитися з простим програмуванням пристрою для контролю напруги та перемикання реле.

Завдання

У досліді невеликий електродвигун живиться від сонячного елемента. Учні освітлюють сонячний елемент і спостерігають за приєднаним до нього двигуном.

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

Крім того, слід бути обережними з такими джерелами небезпеки:

• Лампа та її тримач нагріваються під час роботи. Тому не варто торкатися їх після того, як лампу було ввімкнено.
• Кабелі, якими приєднують лампу, мають відкриті кінці, що перебувають під напругою.
  Їх не можна торкатися, а також не можна з'єднувати їх із матеріалами, що за звичайних умов проводять струм.
  

Сонячні елементи на даху дослідного автомобіля SolarWorld GT

Наука постійно прагне перетворити наявну енергію таким чином, щоб її могли використовувати люди.

Нині перетворення світла в електричний струм стало вже частиною повсякденного життя.

Якщо цей принцип можна буде ефективно поширити на кінетичну енергію, то в недалекому майбутньому можна буде пересуватися на транспортних засобах, що працюють на сонячних батареях, і відмовитися від використання обмежених і екологічно шкідливих викопних видів палива.

Автомобіль Solarworld GT, розроблений в університеті прикладних наук м.Бохума, слугує прикладом застосування цього принципу.

Схема досліду

1. Забезпеч електродвигун електричною енергією від сонячної батареї.
2. Склади за інструкцією захист від перенапруги на основі Cobra SMARTsense Code та Cobra SMARTsense Voltage.
3. Освіти сонячний елемент і дослідь, як інтенсивність світла (яскравість) впливає на частоту обертання двигуна.

Cobra SMARTsense Code

У цьому досліді ти використовуєш Cobra SMARTsense Code. Це пристрій керування, який може видавати цілеспрямовані сигнали. Можливі форми сигналу - наприклад: світіння світлодіода, показ на дисплеї або звук. У цьому досліді ми користуємось керуванням реле Cobra SMARTsense Code. Реле в цьому разі - не що інше, як вимикач. Ним можна цілеспрямовано розмикати й замикати електричні кола.

З'єднай з'єднувальні модулі так, як показано на зображенні.

Насади сонячний елемент на тримач сонячного елемента.

З'єднай один кінець сонячного елемента напряму зі з'єднувальним модулем із роз'ємом.

Другий кінець з'єднай з реле 1 (угорі) на Cobra SMARTsense Code.

Тепер з'єднай другий роз'єм реле, у якому ще немає кабелю, з іншим з'єднувальним модулем із роз'ємом.

Тепер приєднай датчик Cobra SMARTsense Voltage паралельно до сонячного елемента.

measureAPP для операційних систем Android

measureAPP для операційних систем iOS

measureAPP для планшетів / ПК з Windows

• Увімкни Cobra SMARTsense Code і датчик Voltage, утримуючи кнопку живлення кілька секунд, доки не почне світитися символ Bluetooth. Тепер відкрий measureAPP і приєднай обидва пристрої: натисни на біле коло поряд із датчиком. З'явиться зелена галочка, яка підтверджує, що пристрій приєднано.
• Перейди в застосунку внизу ліворуч на «Тригер», далі на «Вибрати дію» і вибери "Code" Реле 1 Увімк.. Потім натисни «Зберегти» - після цього відкриється ще одне вікно.
• Встанови як вимірювальний канал напругу , як порогове значення - , а як умову спрацювання - недосягнуте порогове значенняі натисни «Зберегти».

• Вибери другий тригер - Зупинити вимірювання (фронт), натисни «Зберегти».
• Вибери вимірювальний канал напруги і встанови на наростаючому фронті.
• Те саме зроби з дією"Code" Реле 1 Вимк., тобто вибери і перевищене порогове значення.

• Далі натисни в measureApp праворуч, де видно систему координат, угорі на символ 0.0. Тепер ти маєш бачити значення напруги сонячного елемента.
• Спершу переконайся, що на блоці живлення регулятори напруги та струму стоять на 0. Потім увімкни блок живлення і виведи регулятор струму на .

• Тепер спрямуй галогенну лампу на сонячний елемент і повільно підвищуй напругу, доки двигун знову не зупиниться.
• Після цього знову виведи напругу на 0 і вимкни блок живлення.

Cobra SMARTsense-Code