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Verlangsamung Strom Mit Widerständen

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Verlangsamung Strom Mit Widerständen

Verlangsamung Strom Mit Widerständen

Die folgenden Informationen sind eine Einzelstunde in einem größeren Projekt. Weitere große Projekte hier.

Zurück zur vorherigen Lektion: Glühlampe gegen LED und Strombegrenzung

Unterrichtsübersicht:

Nun lernen wir, den Stromfluss zu begrenzen!

Schritt 1: Einführung

In dieser Lektion lernen Sie ein wenig mehr über eine sehr häufige Komponente, die in fast jeder Schaltung gefunden wird: der Widerstand!

Widerstände benötigen keine Benutzereingaben, wie eine Taste, und es macht nicht Licht und Rauschen wie eine LED oder Summer. Aber wie Sie in der vorherigen Lektion gesehen haben, ist es eine sehr wichtige Möglichkeit, den Stromfluss in einer Schaltung zu steuern.

Widerstände beschränken oder verlangsamen den Stromfluss durch eine Schaltung. Grenzstrom kann verwendet werden, um die Helligkeit eines Lichts, die Lautstärke eines Lautsprechers oder die Geschwindigkeit eines Motors zu senken. In dieser Lektion verwenden wir die Glühbirne als Ausgang, den wir mit Widerständen steuern können.

  1. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

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Schritt 2: Messwiderstand

Verlangsamung Strom Mit Widerständen

Widerstände können auf zwei Arten kombiniert werden: SERIE und PARALLEL. In diesem Teil der Lektion werden Sie mit dem Multimeter den Widerstand von Widerständen messen, die miteinander kombiniert werden.

Der Widerstand wird über - oder in PARALLEL - mit dem Widerstand gemessen. Das bedeutet, dass die Klemmen am Multimeter jeweils mit einem der Klemmen des Widerstandes verbunden sind.

Beginnen wir mit der Messung des Widerstands eines einzelnen Widerstandes, den Sie in die Arbeitsebene bringen.

  1. Öffnen Sie die Registerkarte Komponenten + und bringen Sie das Multimeter in die Arbeitsebene. Stellen Sie es über dem Widerstand.
  2. Schließen Sie einen Draht vom schwarzen (negativen) Anschluss des Multimeters bis zum rechten Anschluss des Widerstandes an.
  3. Schließen Sie nun einen Draht vom roten (positiven) Anschluss des Multimeters bis zum linken Anschluss des Widerstandes an.
  4. Wählen Sie das Multimeter, indem Sie darauf klicken und dann über das Dropdown-Menü den "Widerstand" -Modus auswählen.
  5. Simulieren Sie die Schaltung!
  6. Der Widerstand, den Sie messen, entspricht der Widerstandseinstellung im Dropdown-Menü des Widerstands. Prüfen Sie dies, indem Sie den Widerstand markieren und das Dropdown-Menü betrachten.
  7. Klicken Sie auf "Weiter", um fortzufahren.

Schritt 3: Widerstände in Reihe anschließen

Verlangsamung Strom Mit Widerständen

Das folgende Diagramm zeigt Widerstände in SERIES. Sie sind an einem Terminal miteinander verbunden.

Je mehr Widerstände Sie verbinden (egal welchen Wert), desto langsamer wird der Strom. Es ist wie auf einer unbefestigten Straße, dann eine Straße mit Schlaglöchern, dann eine Bauzone.

Zwei Widerstände in Serie können als ein größerer Widerstand gedacht werden. Lassen Sie uns dies anhand von zwei 100 Ohm Widerständen zeigen, die miteinander verbunden sind.

Im nächsten Schritt werden wir einige Messungen mit dem Multimeter durchführen.

  1. Wählen Sie den Widerstand aus, der sich bereits in der Arbeitsebene befindet, und drehen Sie ihn so, dass er horizontal liegt. Legen Sie diesen Widerstand so, dass er in der Nähe des linken Randes des Steckbretts liegt.
  2. Diesen Widerstand nochmals wählen und seinen Widerstandswert auf 100 Ohm ändern
  3. Kopieren und fügen Sie diesen Widerstand in der Arbeitsebene ein. Legen Sie es auf das Steckbrett, so dass der linke Anschluss eine Verbindung mit dem rechten Anschluss des ersten Widerstandes teilt.
  4. Markieren Sie jeden Widerstand und benennen Sie sie R1 und R2.
  5. Klicken Sie auf "Weiter", um fortzufahren.

Schritt 4: Anschluss von Widerständen in Serie (Teil 2)

Öffnen Sie für den nächsten Schritt die Registerkarte Komponenten + und bringen Sie ein Multimeter in die Arbeitsebene. Wir werden den Widerstand von 2 Widerständen in Serie messen.

Widerstände ADD in Serie. Die Berechnung ist einfach. Der Widerstand der Widerstände der Reihe R1 + R2. Diese Formel funktioniert für jede Anzahl von Widerständen! Wenn Sie 5 Widerstände in Serie hatten, wäre der Gesamtwiderstand R1 + R2 + R3 + R4 + R5

  1. Nachdem Sie ein Multimeter in die Arbeitsebene gebracht haben, verbinden Sie die beiden Klemmen des Multimeters über zwei der Widerstände. Wählen Sie "Widerstand" aus dem Dropdown-Menü.
  2. Simulieren Sie die Schaltung. Was ist die Widerstandsmessung?
  3. Während die Simulation läuft, versuchen Sie, die Widerstandswerte zu ändern und beobachten Sie die Änderung im Gesamtwiderstand!
  4. Klicken Sie auf "Weiter", um fortzufahren.

Schritt 5: Parallelschaltung von Widerständen (Teil 1)

Verlangsamung Strom Mit Widerständen

Parallel geschaltete Widerstände verbinden beide Anschlüsse. Wenn Strom durch Parallelwiderstände fließt, nimmt er den einfachsten Weg.

Parallelwiderstände sind wie mehrere Straßen, die zwischen den gleichen Start- und Endpunkten laufen. Wenn Sie die Wahl zwischen einer fünfspurigen Autobahn und einem Dreckweg haben, werden die meisten Fahrer die Autobahn nehmen wollen! Selbst wenn Sie einen kleinen Widerstand und einen großen Widerstand parallel zueinander haben, ist der Gesamtwiderstand immer noch niedrig.

Werfen wir einen Blick auf einige echte Widerstände. Sie können Ihre Widerstände in Serie zu halten und arbeiten Sie mit der unteren Bank von Steckdosen.

  1. Öffnen Sie das Components + Menü und bringen Sie einen Widerstand in die Workplane.
  2. Wählen Sie diesen Widerstand erneut und ändern Sie den Widerstandswert auf 100 Ohm
  3. Kopieren und fügen Sie diesen Widerstand in der Workplane ein und benennen Sie die Widerstände R1 und R2.
  4. Jetzt können wir die beiden Widerstände parallel schalten. Beginnen Sie mit dem Platzieren von R1 auf dem Steckbrett im unteren Sockel.
  5. Platz R2 in den Steckdosen unmittelbar über R1. Die beiden Widerstände teilen sich die Anschlüsse an beiden Anschlüssen.
  6. Bringen Sie aus dem Menü Komponenten + ein weiteres Multimeter in die Workplane.
  7. Schließen Sie die Klemmen des Multimeters an die beiden Säulen der Buchsen auf beiden Seiten der Widerstände an. Wählen Sie "Widerstand" aus dem Dropdown-Menü.
  8. Simulieren Sie die Schaltung. Was ist die Widerstandsmessung jetzt?
  9. Während der Simulator läuft, versuchen Sie, die Widerstandswerte zu ändern, um zu sehen, was mit dem Gesamtwiderstand geschieht.
  10. Klicken Sie auf "Weiter", um fortzufahren.

Schritt 6: Parallelschaltung von Widerständen (Teil 2)

Sie sollten ein Muster sehen! Der Gesamtwiderstand ist immer kleiner als jeder der beiden Widerstände.

Parallel geschaltete Widerstände verringern den Widerstand immer. Die mehr Pfade für Strom, die Sie haben - auch wenn man wirklich langsam ist - es immer noch hilft, bringen Sie eine Elektronen von Anfang bis Ende effektiver zu beenden.

Es gibt eine etwas kompliziertere mathematische Gleichung für Widerstände parallel:

1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 (Sie können das Hinzufügen von 1 / R3, 1 / R4, 1 / R5 usw., wenn Sie mehr als zwei Widerstände haben)

  1. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Schritt 7: Widerstand Herausforderung

In den folgenden Widerstandskombinationen fordern wir Sie auf, die fehlenden Widerstandswerte zu finden. In jedem Setup, versuchen Sie, Widerstände zusammen auf dem Steckbrett und messen den Gesamtwiderstand, um Ihre Arbeit zu überprüfen.

  1. Angenommen, Sie haben einen 200 Ohm und einen 2000 Ohm Widerstand in Serie. Wie groß ist der Gesamtwiderstand? Hinweis: Der 2000 Ohm Widerstand ist der gleiche wie ein 2 kOhm Widerstand.
  2. Jetzt zwei 200 Ohm Widerstände parallel. Wie groß ist der Gesamtwiderstand?
  3. Sie haben zwei Widerstände mit dem gleichen Wert, aber Sie don \ u2019t wissen, was es ist. Sie wissen, dass, wenn die Widerstände parallel sind, der Gesamtwiderstand 400 Ohm ist. Was ist der Wert jedes Widerstandes?
  4. Extra Challenge: Jetzt haben Sie zwei Widerstände mit unbekanntem Wert. Sie wissen, dass parallel ist der Widerstand 75 Ohm und in Serie ist der Widerstand 400 Ohm. Was ist der Wert jedes Widerstandes?
  5. ? Geklebt HINT: 1) 2200 Ohm 2) 100 Ohm 3) 800 Ohm 4) ein System von Gleichungen zu lösen und die Werte 100 und 300 Ohm.

Schritt 8: Wie verwenden Sie einen Widerstand?

Sie haben soeben eine sehr wichtige Komponente, den Widerstand, gelernt.

Vergessen Sie nicht, dass ein Widerstand aus einem leitfähigen Material besteht - nur ein Armer! In zukünftigen Lektionen, insbesondere in LED-Schaltungen, werden Sie weiterhin Widerstände verwenden.

In der Zeit, die Sie verbleiben, können Sie versuchen, einen Widerstand in Serie mit anderen Ausgangskomponenten, wie die LED.

In der nächsten Lektion lernen Sie Batterien und Spannung kennen!

Nächste Lektion: Geben Sie eine Spannung mit Batterien

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