Накопичення електричної енергії сонячного елемента в конденсаторі з Cobra SMARTsense Code

Схема досліду

Конденсатор - це пасивний електричний елемент, здатний накопичувати електричний заряд і пов'язану з ним енергію.

Зокрема, електричне коло можна живити напругою з конденсатора, щоб вирівнювати й згладжувати падіння напруги, коли первинне джерело напруги має надто великий час реакції.

Завдяки різноманітним можливостям застосування конденсатори трапляються майже в усіх сучасних електричних схемах.

Попередні знання

Учні мають мати досвід поводження з учнівським блоком живлення; бажано також, щоб вони вже мали перший досвід роботи з measureAPP.

Принцип

У цьому досліді учні спостерігатимуть принцип роботи конденсатора: вони заряджають його, а потім використовують як джерело напруги.

Навчальна мета

У цьому досліді учні знайомляться з принципом роботи конденсатора, який заряджається від сонячного елемента. При цьому вони мають також опанувати просте програмування пристрою для контролю напруги чи струму та керування реле.

Завдання

Учні програмують виконавчий пристрій Code, щоб використати його як автоматичний вимикач. Вони намагаються накопичити в конденсаторі енергію, здобуту сонячною батареєю, а потім використати цю напругу для світіння світлодіода.

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.
  

Купка конденсаторів

Конденсатори дають змогу накопичувати енергію у вигляді розділених електричних зарядів і пов'язаної з ними напруги.

Оскільки накопичені кількості заряду не надто великі, конденсатори, на відміну від розеток, батарейок чи акумуляторів, не є первинними джерелами напруги для електричних кіл. Їхня головна функція радше в тому, щоб накопичувати надлишкові заряди й згодом знову їх віддавати.

Завдяки цьому в електричній схемі можна, наприклад, підтримувати сталу напругу, бо можливі падіння напруги компенсує конденсатор.

Схема досліду

1. Запрограмуй виконавчий пристрій Code, щоб використати його як автоматичний вимикач.
2. Накопич у конденсаторі енергію, здобуту сонячною батареєю.
3. Використай напругу конденсатора, щоб засвітити світлодіод.

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.

• Склади з'єднувальні модулі так, як показано на рисунку.
• Стеж при цьому за правильною полярністю та правильним напрямком діода.

• З'єднай лампу з блоком живлення двома кабелями.
• Встанови на блоці живлення і та поки що не вмикай його.

• Тепер приєднай датчик Cobra SMARTsense Voltage паралельно до конденсатора.

• Приєднай виконавчий пристрій Cobra SMARTsense Code як місток між конденсатором і діодом через реле 1 (угорі) цього пристрою.

• З'єднай другий бік електричних кіл безпосередньо кабелем.

• З'єднай від'ємний кінець сонячного елемента (синій) зі з'єднувальним модулем, який веде до від'ємного боку конденсатора.
• Другий кінець сонячного елемента (червоний) проведи через датчик Cobra SMARTsense Current до додатного боку конденсатора.

measureAPP для операційних систем Android

measureAPP для операційних систем iOS

measureAPP для планшетів / ПК з Windows 10

• Увімкни датчики Cobra SMARTsense і Cobra SMARTsense Code, утримуючи кнопку живлення кілька секунд, доки не почне блимати символ Bluetooth.
• Відкрий measureApp і приєднай усі три пристрої: у застосунку вгорі, у розділі «Датчики», натисни на біле коло поряд із датчиком.

• Натисни в розділі Вимірювальний каналдля напруги під Voltage на шестірню, щоб відкрити налаштування. Там встанови одиницю на . Те саме зроби тепер із вимірювальним каналом Current , щоб отримати .

• Натисни в measureAPP унизу ліворуч на «Тригер», далі на «Вибрати дію» і вибери "Code" Реле 1 Увімк.та натисни «Зберегти» вгорі праворуч.
• У новому вікні встанови як вимірювальний каналструм , як порогове значення5 мА, а як умову спрацювання - недосягнуте порогове значенняі знову натисни «Зберегти».

• Натисни в measureAPP угорі на символ 0.0, щоб змінити режим показу з графіка на цифрову індикацію. Тепер видно значення напруги та струму сонячного елемента.

• Увімкни лампу, увімкнувши блок живлення, і спрямуй світло лампи на сонячний елемент.
• Запусти вимірювання в measureAPP, натиснувши кнопку:
• Вимкни лампу або відведи її від сонячного елемента, щойно побачиш, що струм до конденсатора спав приблизно нижче за .

• Поспостерігай за поведінкою світлодіода після вимкнення лампи.

Cobra SMARTsense-Code