Тематический конструктор для изучения источников питания
Тематический конструктор для изучения источников питания
Статьи

Тематический конструктор для изучения источников питания

Продолжаем обзор тематических конструкторов-наборов компании Мастер Кит, предназначенных для детей в возрасте от 10 до 14 лет, а также для всех, кто интересуется электроникой и готов начать ее изучение с самого начала.

В этом обзоре мы рассмотрим конструктор, посвященный источникам питания. Конструктор NR07 "Источники питания" позволит узнать все об источниках питания и их разновидностях. Вы узнаете, откуда берется электроэнергия, познакомитесь с некоторыми видами электроэнергетики. В этом уникальном конструкторе рассматривается, как устроены батарейки, принцип их работы, как батарейки можно объединять вместе для создания мощных источников питания. Вы ознакомитесь с преобразованием солнечной и механической энергии в электрическую, зарядите аккумуляторы, научитесь управлять напряжением.

В состав обучающего конструктора "Источники питания" входят цветная брошюра объемом около 150 страниц и набор всех необходимых для проведения опытов электронных компонентов и материалов.

Мастер Кит Тематический конструктор для изучения источников питания электронный конструктор  "Источники питания", серия Азбука электронщика

В брошюре подробно, понятным для ребенка языком, описаны 10 экспериментов, охватывающих различные области получения электроэнергии для питания электронных устройств и приборов. Юный экспериментатор научится получать электроэнергию из фруктов, овощей и напитков; познакомится с солнечными батареями и электрогенераторами; научится заряжать аккумуляторы и соединять элементы питания для увеличения напряжения, тока и мощности; познакомится с понятием потребления электроэнергии.

 

Рассмотрим список компонентов, входящих в набор:

 

Компонент

Описание

Количество

1

Батарейка

Тип АА, напряжение 1,5 В

4 шт.

2

Батарейка

Тип «Крона»,

напряжение 9 В

1 шт.

3

Аккумулятор

Тип АА, напряжение 1,2 В

1 шт.

4

Солнечная панель

Напряжение 6 В,мощность 1 Вт

1 шт.

5

Ручной генератор с проводами

 

1 шт.

6

Стабилизатор напряжения, тип 7805

Выходное напряжение 5 В

1 шт.

 

7

Стабилизатор напряжения LM317

Выходное напряжение регулируется

 

1 шт.

8

Светодиод

3 мм, красный

1 шт.

9

Светодиод

5 мм, красный

1 шт.

10

Резистор

5,1 Ом; 5 Вт

1 шт.

11

Резистор

56 Ом; 0,25 Вт

1 шт.

12

Резистор

160 Ом, 0,25 Вт

1 шт.

13

Резистор

220 Ом; 0,25 Вт

2 шт.

14

Резистор

1 кОм; 0,25 Вт

2 шт.

15

Переменный резистор

5 кОм; 0,5 Вт

1 шт.

16

Выпрямительный диод

Диод Шоттки

1 шт.

17

Конденсатор электролитический

10 мкФ, 16 В

1 шт.

18

Конденсатор керамический

100 нФ, 50 В

1 шт.

19

Мотор

 

1 шт.

20

Пропеллер

 

1 шт.

 

Мастер Кит Тематический конструктор для изучения источников питания электронный конструктор  "Источники питания", состав, перечень элементов, комплектующие, детали, материалы

И вспомогательные инструменты, детали и материалы:

 

Компонент

Описание

Количество

1

Набор медных и цинковых контактов

 

1 комплект

2

Набор проводов с креплением

 

1 комплект

3

Фрукты и овощи*

На Ваш выбор

5-6 шт.

4

Резервуар для жидкости*

 

4 шт.

5

Пакет сока*

На Ваш выбор

1-2 шт.

6

Бутылка газированной сладкой воды*

На Ваш выбор

1-2 шт.

7

Водопроводная вода*

 

500 мл

8

Макетная плата

Размер: 400 контактных площадок

1 шт.

9

Мультиметр*

 

1 шт.*

10

Соединительные провода

Тип «папа-папа»

1 комплект

11

Держатель для батарейки

Тип АА

4 шт.

12

Держатель для батарейки

Тип «Крона»

1 шт.

 

*  - позиции, помеченные звездочкой, в состав набора не входят. Мультиметр не обязателен, но очень желателен, поскольку с его помощью можно оценивать количественные характеристики электрических процессов, протекающих при проведении опытов.

 

Приведем также оглавление брошюры:

 

Введение                                                                                                       

Техника безопасности                                                                                  

Список компонентов                                                                                     

Перечень графических обозначений                                                          

Правила пользования макетной платой                                                

Правила подключения источника питания к макетной плате                

ЭКСПЕРИМЕНТ № 1. Энергия фруктов и овощей                                 

ЭКСПЕРИМЕНТ № 2. Жидкие источники питания                                 

ЭКСПЕРИМЕНТ № 3. Батарейки. Способы включения                            

ЭКСПЕРИМЕНТ № 4. Солнечная энергия                                             

ЭКСПЕРИМЕНТ № 5. Механическая энергия                                           

ЭКСПЕРИМЕНТ № 6. Зарядное устройство для аккумуляторов              

ЭКСПЕРИМЕНТ № 7. Потребление энергии                                                        

ЭКСПЕРИМЕНТ № 8. Простой источник двуполярного питания           

ЭКСПЕРИМЕНТ № 9. Стабилизированный источник питания на 5 В    

ЭКСПЕРИМЕНТ № 10. Регулируемый источник питания                      

 

Для ознакомления с формой подачи теоретического материала приведем часть брошюры с описанием электронного параметрического стабилизатора напряжения:

 

« Что такое источник питания, Вы уже узнали из первых экспериментов данного конструктора. Вы узнали, что источником питания является сеть 220 В, которая есть в каждом доме. Что источником питания могут быть фрукты и овощи, сладкие и газированные напитки и даже простая вода. А также узнали, что в качестве источника питания используются батарейки и аккумуляторы, солнечные панели и ручные генераторы. Однако, всегда ли они могут быть полезными? Чаще всего для питания прибора необходимо стабильное и конкретное значение напряжения, а батарейка, которая со временем разряжается или солнечный элемент, который зависит от яркости света, обеспечить этого не смогут.

На помощь приходят стабилизаторы напряжения – микросхемы, которые при построении электронных приборов, дают возможность получить на выходе источников питания стабильное напряжение (его величина зависит от модели стабилизатора).

 

Стабилизатор напряжения 7805

Мастер Кит Тематический конструктор для изучения источников питания Стабилизатор напряжения 7805

Стабилизаторы делятся на два типа:

- фиксированные или нерегулируемые – выходное напряжение имеет постоянные значения (5 В, 6 В, 8 В, 9 В, 12 В, 15 В и т.д.);

- регулируемые – выходное напряжение можно регулировать в определенных пределах.

Обычно, стабилизаторы напряжения любого типа имеют 3 контакта:

- вход (IN);

- общий или земля (GND);

- выход (OUT).

 

К входному контакту подключается плюс источника питания, который имеет напряжение выше, чем то, которое нужно получить на выходе. Например, ко входу стабилизатора подключается плюсовой контакт батарейки, к общему контакту подключается минус батарейки, выходное напряжение измеряется между общим и выходным контактами.

 

Обязательным условием является то, чтобы входное напряжение отличалось от необходимого на выходе минимум на 2 В. Например, есть стабилизатор напряжения на 9 В, то есть на его выходе можно получить 9 В, то на его вход нужно подавать напряжение не менее 11 В. Максимальное напряжение, которое можно подавать на вход, следует искать в документации производителя для каждой микросхемы отдельно. Как же работает такая микросхема? Внутри нее размещено неко- торое количество транзисторов, которые стабилизируют входное напряжение до заданного значения. Так как есть разница между входным и выходным напряжением, то при протекании тока через эту микросхему, на ней будет рассеивается определенная мощность (если помните, мощность P=U×I). Так как нагрузка соединена со стабилизатором последовательно, то ток, протекающий через нагрузку, равен току протекающему через стабилизатор. Поэтому, если разность между входным и выходным напряжением большая или ток довольно большой, лучше устанавливать стабилизатор на радиатор, который будет охлаждать его и защищать от перегрева. »

 

Практическая часть, посвященная стабилизатору:

 

« На рисунке представлена электрическая и монтажная схемы подключения стабилизатора напряжения на 5 В к источнику питания 9 В:

Мастер Кит Тематический конструктор для изучения источников питания электронный конструктор  "Источники питания", серия Азбука электронщика, схема, практическая работа

Параллельно входу стабилизатора включен электролитический конденсатор С1. На выходе микросхемы (контакт 3) установлен керамический конденсатор С2. Конденсаторы установлены для уменьшения пульсаций, которые могут появиться на входе и выходе микросхемы. Пульсации уменьшаются для того, чтобы электрическая цепь, которая подключается к стабилизатору, обеспечивалась стабильным напряжением. Номиналы этих конденсаторов почти во всех случаях производитель рекомендует в документации к стабилизаторам.

Электролитический конденсатор С1 снижает низкочастотные пульсации (напряжение медленно изменяется во времени), а керамический С2 – высокочастотные.

 

Измерьте выходное напряжение стабилизатора с помощью мультиметра в режиме вольтметра. Для этого установите регулятор в положение 20V (измерение напряжения до 20 В). Черный щуп соедините с общим контактом стабилизатора (точка В), а красный с выходом (точка А). Чему равно напряжение на выходе (примерно 5 В)? Проверьте напряжение на батарейке, измерив его мультиметром.

Оно больше выходного? »

 

Набор-конструктор NR07 будет интересен и ребенку как домашнее развлечение, и учащемуся как наглядное пособие для закрепления и расширения знаний, полученных в школе или другом учебном заведении.

 Мастер Кит Тематический конструктор для изучения источников питания электронный конструктор  "Источники питания" Мастер Кит

Посмотрите видеоматериалы, иллюстрирующие возможности набора, в частности эксперимент, в котором в качестве источника питания используются жидкости и фрукты:

 

Также вы можете ознакомиться с видеоматериалами по тематическим и другим конструкторам Мастер Кит:

Рейтинг@Mail.ru

Почему выбирают Мастер Китнас


Мы в Сети

Я

© 1999-2019 Мастер Кит