darblapas

Pašreizējās dalītāju shēmas

Words at War: They Shall Inherit the Earth / War Tide / Condition Red (Decembris 2018).

Anonim

Pašreizējās dalītāju shēmas

DC elektriskās shēmas


jautājums 1

Vai ne tikai sēdēt tur! Kaut ko!

Mācīšanās matemātiski analizēt ķēdes prasa daudz pētījumu un prakses. Parasti skolēni praktizē, strādājot ar daudzām izlases problēmām un pārbaudot savas atbildes uz tiem, ko sniedz mācību grāmata vai instruktors. Lai gan tas ir labi, ir daudz labāks veids.

Jūs apgūsiet daudz vairāk, faktiski veidojot un analizējot reālās shēmas, ļaujot testa aprīkojumam sniegt "atbildes", nevis grāmatu vai citu personu. Lai veiksmīgi izveidotu vingrinājumus, rīkojieties šādi:

  1. Pirms ķēžu konstrukcijas rūpīgi izmērīt un ierakstīt visas komponentu vērtības.
  2. Uzzīmējiet shēmas diagrammu, kas jāanalizē.
  3. Rūpīgi izveidojiet šo ķēdi uz plātnes vai cita ērta līdzekļa.
  4. Pārbaudiet ķēdes konstrukcijas precizitāti pēc katra pieslēguma pie katra savienojuma punkta un pārbaudiet šos elementus diagrammā atsevišķi.
  5. Matemātiski analizē ķēdi, risina visas sprieguma, strāvas uc vērtības.
  6. Rūpīgi izmēriet šos daudzumus, lai pārbaudītu analīzes precizitāti.
  7. Ja ir kādas būtiskas kļūdas (vairāk nekā daži procenti), rūpīgi pārbaudiet savas ķēdes konstrukciju pret diagrammu, pēc tam rūpīgi pārvērtējiet vērtības un veiciet jaunu mērīšanu.

Izvairieties no ļoti augstas un ļoti zemas rezistoru vērtības, lai izvairītos no mērīšanas kļūdām, ko rada skaitītāja "iekraušana". Es iesaku rezistorus no 1 kΩ līdz 100 kΩ, ja vien, protams, ķēdes mērķis ir ilustrēt skaitītāja slodzes ietekmi!

Viens no veidiem, kā jūs varat ietaupīt laiku un samazināt kļūdu iespējamību, ir jāsāk ar ļoti vienkāršu shēmu un pakāpeniski jāpievieno komponenti, lai pēc katras analīzes palielinātu sarežģītību, nevis izveidotu pilnīgi jaunu shēmu katrai prakses problēmai. Vēl viena laika taupīšanas metode ir atkārtoti izmantot tās pašas sastāvdaļas dažādās shēmas konfigurācijās. Šādā veidā jums nevajadzēs izmērīt komponenta vērtību vairāk nekā vienu reizi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ļaujiet elektroniem paši sniegt jums atbildes uz jūsu "prakses problēmas"!

Piezīmes:

Mana pieredze liecina, ka skolēni prasa daudz prakses ar ķēdes analīzi, lai kļūtu prasmīgi. Šajā nolūkā instruktori parasti nodrošina savus skolēnus ar daudzām prakses problēmām, kas jāstrādā, un jāsniedz atbildes studentiem, lai pārbaudītu viņu darbu. Kaut arī šī pieeja ļauj studentiem apgūt ķēdes teorijas, tā tos pilnībā neapzinās.

Studentiem ne tikai nepieciešama matemātiskā prakse. Viņiem arī ir nepieciešamas reālas, praktiskas ēkas shēmas un testēšanas iekārtas. Tātad, es ierosinu šādu alternatīvu pieeju: skolēniem vajadzētu veidot savas "prakses problēmas" ar reāliem komponentiem un mēģināt matemātiski prognozēt dažādas sprieguma un pašreizējās vērtības. Tādā veidā matemātiskā teorija "atdzīvojas", un studenti iegūst praktisku iemaņu, ko viņi nespētu iegūt, vienkārši risinot vienādojumus.

Vēl viens šīs prakses metodes izmantošanas iemesls ir iemācīt skolēniem zinātnisko metodi : hipotēžu (šajā gadījumā matemātiskās prognozes) testēšanas procesu, veicot reālu eksperimentu. Studenti arī izstrādās reālas problēmu novēršanas prasmes, jo reizēm tie rada ķēdes konstrukcijas kļūdas.

Pavadiet dažus brīžus ar savu klasi, lai pārskatītu dažus "noteikumus" ēku shēmām, pirms tie sākas. Apspriediet šos jautājumus ar saviem skolēniem tādā pašā Sokrātiskajā veidā, kā parasti jūs apspriestu darba lapas jautājumus, nevis vienkārši pateikt viņiem, ko viņiem vajadzētu un ko nedrīkst darīt. Es nekad vairs nebrīnos par to, cik slikti skolēni uztver instrukcijas, kad tie tiek parādīti tipiskā lekcijā (instruktors monologs) formātā!

Piezīme tiem instruktoriem, kuri var sūdzēties par "izšķērdēto" laiku, kas nepieciešams, lai studenti izveidotu reālās shēmas, nevis vienkārši matemātiski analizētu teorētiskās shēmas:

Kāds mērķis ir studentiem, kuri apgūst kursu "darblapas paneļa panelis-noklusējums" itemscope>

2. jautājums

Mēs zinām, ka paralēles ķēdes spriegumu var aprēķināt ar šādu formulu:

E = I kopā R kopā

Mēs arī zinām, ka strāvu, izmantojot jebkuru atsevišķu pretestību paralēlā shēmā, var aprēķināt ar šādu formulu:

I R = E


R

Apvienojiet šīs divas formulas vienā, tādā veidā, ka E mainīgais tiek izslēgts, atstājot tikai I R, kas izteikts kā kopējais I, kopējais R un R.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

I R = I kopā⎛ ⎝ R kopā


R

⎞ ⎠

Kā šī formula ir līdzīga un kā tā atšķiras no sprieguma dalītāja formulas?

Piezīmes:

Lai gan šī "pašreizējā dalītāja formula" ir atrodama jebkurā elektronikas rokasgrāmatu skaitā, jūsu skolēniem ir jāsaprot, kā algebriski manipulēt ar formulām, lai sasniegtu šo.

Sākumā var šķist, ka divas dalītāju formulas (spriegums pret strāvu) ir viegli saprotamas. Vai tas (R / (R kopā )) vai ((R kopā ) / R)? Tomēr ir ļoti vienkāršs veids, kā atcerēties, kura daļa ietilpst ar to formulu, kuras pamatā ir šīs daļas skaitliskā vērtība. Pieminējiet to saviem skolēniem un vismaz viens no viņiem noteikti atpazīs šo modeli.

3. jautājums

Kas notiks ar pašreizējo caur R1 un R2, ja rezistors R3 neizdosies?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja jūs domājat, ka straumi caur R1 un R2 palielināsies, atcerieties vēlreiz! Pašreizējais, izmantojot R1 un pašreizējo caur R2, abi ir tādi paši kā tie, pirms R3 neizdevās atvērt.

Piezīmes:

Parasti bieži sastopama elektronikas studentu sākuma kļūda ir domāt, ka nepareizs rezistors paralēlajā ķēdē, ko nodrošina sprieguma avots, izmaina pašreizējo caur citiem rezistoriem. Vienkārša pārbaude, izmantojot Ohma likumu, tomēr izrādīs pretējo.

Ja šī kļūda tiek atklāta diskusijas laikā, jautājiet klasē par šo ļoti svarīgo jautājumu: "Kāds pieņēmums ir jāpieņem, lai secinātu, ka pārējie divi straumi mainīsies" darbvirsmas panelis paneļa paneļa noklusējuma "objektu skapis>

4. jautājums

Nosakiet strāvas daudzumu, ko veic katrs rezistors šajā shēmā, ja katram rezistoram ir Org, Org, Red, Gld krāsu kods (pieņemot pilnīgi precīzas pretestības vērtības - 0% kļūda):

Noteikt arī šādu informāciju par šo shēmu:

Spriegums katrā rezistorā
Jauda izkliedē katrs rezistors
Katra rezistora strāvas attiecība pret baterijas strāvu (((I R ) / (I bat )))
Kopējās ķēdes pretestības koeficients katrai pretestības pretestībai ((( kopā R) / R))
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Strāvas caur katru rezistoru = 3, 33 mA

Spriegums katrā rezistorā = 11 V

Jauda, ​​ko izkliedē katrs rezistors = 36, 67 mW

Pašreizējā attiecība = (1/3)

Izturības koeficients = (1/3)

Piezīmes:

Veicot šīs shēmas matemātisko analīzi, risinājumu iegūšanai ir vairāk nekā viena iespējama soļu secība. Dažādiem jūsu klases studentiem ļoti labi var būt dažādas risinājumu secības, un ir labi, lai skolēni dalītos savās atšķirīgās problēmu risināšanas tehnikās pirms visas klases.

Svarīgs šī jautājuma aspekts ir tas, ka studentiem jāievēro identiskas attiecības (pašreizējā pretestība pret pretestību) un jānosaka, vai šīs attiecības ir vai nav vienādas ar nepieciešamību. Jautājiet saviem skolēniem: "Kāda veida pierādījumi varētu pierādīt, ka šīs attiecības bija vienlīdzīgas pēc nejaušības principa" darblapas paneļa panelis-noklusējums "itemscope>

5. jautājums

Aprēķiniet nepieciešamās rezistoru vērtības, lai izveidotu šādu strāvas sadalījumu procentos:

Padoms: viens rezistors trīs reizes pārsniedz otra strāvu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ir daudz dažādu rezistoru vērtību kopu, kas sasniegs šo dizaina mērķi!

Piezīmes:

Iespējams, ka dažādiem studentiem būs dažādi šī dizaina uzdevuma risinājumi. Vai jūsu skolēni dalīsies savos atšķirīgos risinājumos, uzsverot, ka problēmai bieži ir vairāk nekā viens pieņemams risinājums!

6. jautājums

Aprēķiniet vienu iespējamo rezistoru vērtību komplektu, kas varētu radīt šādus procentos sadalītos strāvas:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ir daudz dažādu rezistoru vērtību kopu, kas sasniegs šo dizaina mērķi! Es ļaus jums izmēģināt vienu no jūsu pašu.

Piezīmes:

Iespējams, ka dažādiem studentiem būs dažādi šī dizaina uzdevuma risinājumi. Vai jūsu skolēni dalīsies savos atšķirīgos risinājumos, uzsverot, ka problēmai bieži ir vairāk nekā viens pieņemams risinājums!

7. jautājums

Aprēķiniet kopējā strāvas procentuālo attiecību katram rezistoram šajā paralēlā shēmā:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

R 1 = 50, 3% no kopējās strāvas

R 2 = 27, 6% no kopējās strāvas

R 3 = 22, 1% no kopējās strāvas

Piezīmes:

Nekas šeit komentēt nav. Tikai taisnas uz priekšu pašreizējā sadalītāja formulas problēma!

8. jautājums

Aprēķiniet pareizo pretestības vērtību R 2, lai iegūtu 40% no kopējās strāvas šajā ķēdē:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

R 2 = 1, 5 kΩ

Izpildes jautājums: paskaidrojiet, kā jūs varētu iegūt aptuveni aptuvenu R 2 nepieciešamo vērtību, nedarot algebras. Citiem vārdiem sakot, parādiet, kā jūs varētu vismaz noteikt R 2 vērtības (ti, "mēs zinām, ka tam jābūt mazākam par …" vai "mēs zinām, ka tam jābūt lielākam par …").

Piezīmes:

Šī ir interesanta problēma, lai algebriski atrisinātu no pašreizējās sadalītāja formulas. Es ieteiktu izmantot parastās pretestības produktu-over-summas formulu, ja plānojat to darīt algebriski. Aptaujas jautājums (turpinājumā) ir ļoti labs, lai apspriestu ar saviem skolēniem. Ir iespējams vismaz "piestiprināt" vērtību R 2 starp divām dažādām pretestības vērtībām, nedodot matemātiku sarežģītāku nekā vienkārša (daļēja) aritmētika.

Protams, mazāk izteikta pieeja šīs problēmas risināšanai būtu uzņemties noteiktu akumulatora spriegumu un strādāt ar skaitliskiem skaitļiem - bet cik jautri ir tas, ka "darbvirsmas panelis paneļa paneļa noklusējuma" objektu skapis>

9. jautājums

Students cenšas izmantot "pašreizējo sadalītāja formulu", lai aprēķinātu pašreizējo caur otro spuldzi trīs lampu apgaismojuma ķēdē (tipiska amerikāņu mājsaimniecībai):

Students izmanto Joule likumu, lai aprēķinātu katra spuldzes pretestību (240 Ω), un izmanto paralēlās pretestības formulu, lai aprēķinātu ķēdes kopējo pretestību (80 Ω). Ar pēdējo skaitli students aprēķina arī ķēdes kopējo (avota) strāvu: 1, 5 A.

Pieslēdzot to pašreizējā sadalītāja formā, strāvas pārveidošana caur jebkuru lampu izrādās:

I = I kopā⎛ ⎝ R kopā


R

⎞ ⎠ = 1, 5 A⎛ ⎝ 80 Ω


240 Ω

⎞ ⎠ = 0, 5 A

Šis 0, 5 ampēri uz spuldzes korelē ar vērtību, kas iegūta no Joule likuma tieši katram lukturim: 0, 5 ampēri no norādītajām vērtībām 120 volti un 60 vatu.

Problēma ir tāda, ka kaut kas nesakrīt, kad students pārrēķina scenāriju, kurā viens no slēdžiem ir atvērts:

Lietojot tikai divas spuldzes, students zina, ka kopējam pretestībai jābūt atšķirīgai nekā iepriekš: 120 Ω, nevis 80 Ω. Tomēr, kad students iespiež šos skaitļus pašreizējā sadalītāja formā, rezultāts, šķiet, ir pretrunā ar to, ko Džoula likums prognozē katram luktura pašreizējam izdarījumam:

I = I kopā⎛ ⎝ R kopā


R

⎞ ⎠ = 1, 5 A⎛ ⎝ 120 Ω


240 Ω

⎞ ⎠ = 0, 75 A

Pie 0.75 ampēriem uz spuldzei jauda nepārsniedz 60 W. Saskaņā ar Joule likumu tā tagad būs 90 vatu (120 volti ar 0, 75 ampēri). Kas ir nepareizi šeit "# 9"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Students kļūdaini pieņēma, ka ķēdes kopējā strāva pēc slēdzenes atvēršanas paliks nemainīga. Starp citu, tas ir ļoti izplatīts konceptuāls pārpratums starp jaunajiem studentiem, jo ​​viņi mācās par paralēlām shēmām!

Piezīmes:

Esmu pārsteigts, cik bieži skolēni šo principu nepareizi saprot, jo viņi pirmo reizi uzzina par paralēlām shēmām. Daudziem no viņiem šķiet dabiski pieņemt, ka kopējā ķēdes strāva ir nemainīga, ja avots ir faktiski pastāvīgs sprieguma avots!

10. jautājums

Pieņemsim, ka ampēram ir diapazons no 0 līdz 1 miliampam un iekšējā pretestība 1000 Ω:

Parādiet, kā ar šo ammetri var pievienot vienu rezistoru, lai paplašinātu tā diapazonu no 0 līdz 10 ampēriem. Aprēķiniet šī "diapazona" rezistora pretestību, kā arī nepieciešamo jaudas izkliedes vērtējumu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šim pielietojumam ir nepieciešama jaudas izkliedes pakāpe vismaz 10 vatiem.

Piezīmes:

Ammetra iestatīšana ir ļoti praktisks piemērs pašreizējām dalītāju shēmām.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →