<طريقة التعلم الاستكشافي للمشكلة>
سؤال البحث: ``ماذا يحدث عندما يتم الجمع بين مكثف ومصباح LED للإضاءة؟''
موضوع "تفريغ المكثف بعد إطفاء الأنوار"
<قياس القدرة الكهربائية>
الأهداف: 1. التعرف على ظاهرة شحن وتفريغ المكثفات.
2. استخدم مع LED لمراقبة الوقت المنقضي
3. تعرف على أساسيات المكثفات قبل دمجها مع الترانزستورات
4. انتبه إلى إمكانات المكثف المدمج في الدائرة
خلفية معرفية):
1. س = السيرة الذاتية
2. I=ΔQ/Δt Current=التغير في الشحن لكل وحدة زمنية
الشحنة مطلوبة حسب مساحة الرسم البياني I-T
3. عند عدم الشحن، يتدفق التيار عبر مكثف مثل الموصل؛ عندما مشحونة بما فيه الكفاية،
باعتباره منفصلًا، لا يتدفق التيار، ويتم الحفاظ على الإمكانات.
(مواصفات المشكلة)
قم بشحن المكثف في الأورثود في LED، وقم بقياس التغير الزمني للتيار عند التفريغ، وفهم كيفية دمجه في الدائرة.
(فرضية)
الشروط: يتم تفريغ كل تيار التفريغ من خلال المقاومة.
الفرضية: في السلسلة، ينطفئ مؤشر LED عند الشحن، ويضيء بالتوازي. عندما ينطفئ مؤشر LED على التوالي، فإنه ينطفئ على الفور، وبالتوازي يظل مضاءً لفترة من الوقت. (أكده بالتجربة)
طريقة التحضير
مقياس رقمي متعدد، مكثف 940μF، مقاومة 51kΩ، ساعة توقيت،
لوح تجارب، أسلاك توصيل، بطاريتان AA، علبة البطارية
1. قم بتجميع دائرة متسلسلة من LED ومكثف، وقم بتشغيل المفتاح، ولاحظ.
2. قم بإيقاف تشغيل المفتاح ولاحظ الجهد.
3. قم بتجميع دائرة متوازية من مؤشر LED والمكثف، وقم بتشغيل المفتاح ولاحظ.
4. قم بإيقاف تشغيل المفتاح ولاحظ الجهد.
5. ارسم رسمًا بيانيًا وتأكد من شحن المكثف.
نتيجة
دائرة السلسلة كما هو موضح في الشكل.
تظهر الدائرة الموازية في الشكل.
يظهر في الشكل t-I1 لشحن مكثف.
يظهر في الشكل t-I1 من تفريغ المكثف.
خاتمة
باستخدام إعداد الطاقة هذا، يمكن إضاءة مؤشر LED واحد على الأقل. وتم التأكيد على إمكانية إجراء التجربة بواسطة شخص واحد عن طريق ضبط سعة المكثف على الحجم المناسب ومطابقة حجم المقاومة.
مراجعة التعلم
النتائج والابتكارات
عند إجراء التجربة بمفردي، ومن أجل إجراء القياسات وتدوين الملاحظات، فمن المناسب اختيار مجموعة من السعة والمقاومة التي تتغير بمرور الوقت ويمكن إكمالها في حوالي 5 دقائق، لذلك تمكنت من تحقيق ذلك باستخدام المكثفات و المقاومات كان لي في متناول اليد. كانت جيدة. 51 كيلو أوم، 940 ميكرو فهرنهايت
فشل
وبالتركيز على تسجيل ظاهرة التفريغ، لم نتمكن من تسجيل عملية الشحن. يُعتقد أنه من خلال قياس طرفي المكثف أو طرفي LED، سيكون من الممكن فهم العلاقة مع الملاحظة البصرية للإضاءة.
أقتراح التحسينات
إنها فكرة جيدة أن يكون لديك مشبك لدودة القز لتوفير الراحة أثناء القياس.
الذي فهمته
من خلال دمج مكثف، يمكن إجراء المراقبة باستخدام متغيرات الوقت.
المهمة التالية
قم بإجراء تجربة لملاحظة دائرة تشتمل على ترانزستور تبديل وتتضمن مؤشر LED ومكثفًا
*************************************************************************************
المواضيع [التكنولوجيا]
الموضوع <التحقيق والتخطيط> الغرض وجهة النظر: هدف التجربة/[التفكير]
الخلفية <المعرفة> المنظور: مسائل التعلم المسبق، والكتب المدرسية المرجعية، والمهام الملموسة، والفرضيات [المعرفة]
طريقة الإعداد <التحقيق والتخطيط> وجهات النظر: المخطط المفاهيمي، متغيرات القياس، خطة الاستفسار [التكنولوجيا]
النتائج/المناقشة <المعالجة والتقييم> وجهة النظر: النتائج ورسومها البيانية/صلاحية الفرضية/الاستنتاج/المناقشة [التكنولوجيا]
التفكير في التعلم (وجهات النظر: الإنجازات والجهود، أسباب الفشل، خطط التحسين، ما تم فهمه، المهام التالية) [الموقف]
تقرير [التكنولوجيا]
**************************************************************************************************************************************************************************
<Problem exploratory learning method>
Research question: ``What happens when a capacitor and an LED are combined to light up?'' ”
Topics “Discharge of capacitor after lights out”
<Measurement of electric capacity>
Objectives: 1. Understand the phenomena of charging and discharging capacitors.
2. Use with LED to observe time elapsed
3. Familiarize yourself with the basics of capacitors before combining them with transistors
4. Pay attention to the potential of the capacitor built into the circuit
Background (knowledge):
1. Q=CV
2. I=ΔQ/Δt Current=change in charge per unit time
The charge is required by the area of the I-T graph
3. When uncharged, current flows through a capacitor like a conductor; when sufficiently charged,
As a disconnected, the current does not flow, and the potential is maintained.
(Specification of the issue)
Charge the capacitor in orthodes in the LED, measure the time change of the current when discharging, and understand how to incorporate it into the circuit.
(hypothesis)
Conditions: All discharge current is discharged through the resistance.
Hypothesis: In series, the LED turns off when charging, and in parallel, it lights up. When the LED goes out in series, it goes out immediately, and in parallel it stays on for a while. (confirmed by experiment)
Preparation/method
Digital multimeter, capacitor 940μF, resistance 51kΩ, stopwatch,
Breadboard, jumper wires, 2 AA batteries, battery case
1. Assemble a series circuit of an LED and a capacitor, turn on the switch, and observe.
2. Turn off the switch and observe the voltage.
3. Assemble a parallel circuit of the LED and capacitor, turn on the switch and observe.
4. Turn off the switch and observe the voltage.
5. Draw a graph and confirm that the capacitor was charged.
result
The series circuit is as shown in the figure.
The parallel circuit is shown in the figure.
t-I1 of Charging of a capacitor is shown in the figure.
t-I1 of discharging of a capacitor is shown in the figure.
conclusion
With this power setting, at least one LED can be lit. It was confirmed that the experiment could be carried out by one person by setting the capacitance of the capacitor to an appropriate size and matching the size of the resistance.
Review of learning
Results and innovations
When conducting the experiment alone, in order to make measurements and take notes, it is appropriate to choose a combination of capacitance and resistance that changes over time and can be completed in about 5 minutes, so I was able to achieve this with the capacitors and resistors I had on hand. It was good. 51kΩ, 940μF
failure
Focusing on recording the discharge phenomenon, we were unable to record the charging process in the first. It is thought that by measuring both ends of the capacitor or both ends of the LED, it would be possible to understand the relationship with visual observation of lighting.
Improvement proposal
It is a good idea to have a bagworm clip for convenience during measurement.
What I understood
By incorporating a capacitor, observation using time variables is possible.
Next task
Experiment to observe a circuit that incorporates a switching transistor and includes an LED and a capacitor
************************************************** *********************
Topics [Technology]
Theme <Investigation and Planning> Purpose Viewpoint: Aim of the experiment/[Thinking]
Background <Knowledge> Perspective: Prior learning matters, reference textbooks, concrete assignments, hypotheses [Knowledge]
Preparation/Method <Investigation and Planning> Viewpoints: Conceptual Diagram, Measurement Variables, Inquiry Plan [Technology]
Results/Discussion <Processing and Evaluation> Viewpoint: Results and their graphing/Validity of hypothesis/Conclusion/Discussion [Technology]
Reflection on learning (perspectives: achievements and efforts, causes of failure, improvement plans, what was understood, next tasks) [Attitude]
Report [Technology]
************************************************** ********************
<課題探究的学習手法>
探究の問い『コンデンサーとLEDを組み合わせて点灯させるとどうなるだろうか？』
トピックス『コンデンサーの消灯後の放電』
<電気容量の測定>
目的: 1. コンデンサーの充電・放電の現象を理解する
2. LEDとともに使い時間経過を観察する
3. トランジスタと組み合わせる前に, コンデンサーの基本に馴染む
4. 回路に組み込まれたコンデンサーの電位に注目する
背景（知識）:
1. Q=CV 電荷＝電気容量✖️電圧
2. I=ΔQ/Δt 電流=単位時間当たりの電荷量の変化
電荷は、I-t グラフの面積で求められる
3. 帯電していないと, コンデンサーは, 導線のように電流が流れ, 十分帯電すると,
断線したように, 電流は流れず, 電位は維持される。
（課題の具体化）
コンデンサーをLEDに直列, 並列で充電・放電する時の電流の時間変化を測定し, 回路に組み込み方を理解する。
(仮説)
条件: 放電電流は, 全て抵抗を通って放電される。
仮説: 直列では, 充電時にLEDは消え, 並列では点灯する。直列では消灯時, LEDは すぐ消え, 並列ではしばらくついている。(実験での確認)
準備・方法
デジタルマルチメータ, コンデンサー 940μF, 抵抗51kΩ, ストップウォッチ,
ブレッドボード, ジャンパー線, 単３乾電池２本, 乾電池ケース
1. LEDとコンデンサーの直列回路を組みスイッチを入れ, 観察する。
2. スイッチを切り電圧を観察する。
3. LEDとコンデンサーの並列回路を組みスイッチを入れ観察する。
4. スイッチを切り電圧を観察する。
5. グラフを描き, コンデンサーが充電されていたことを確認する。
結果
直列回路は図のようである。
並列回路は図のようである。
t-I1 のコンデンサーの充電時は図のようである。
t-I1 のコンデンサー放電時は図のようである。
結論
この電源設定では, LEDは1個は点灯できる。コンデンサーの電気容量を適当な大きさで, 抵抗の大きさを見合ったものにすると一人でも実験ができることができることは確認できた。
学習の振り返り
成果と工夫
一人で実験する場合, 測定とメモを取る関係上電気容量と抵抗の組み合わせは, 時間変化が適切で, ５分程度で終了するものが妥当ということで, 手持ちのコンデンサーと抵抗で実現できたのは良かった。51kΩ、940μF
失敗
初め, 放電現象の記録に着目し, 充電時の記録が取れていなかった。コンデンサーの両端か, LEDの両端も測定しておくと点灯の目視との関係がつかめたと考えられる。
改善案
測定時の便宜のためにミノムシクリップがあると良い。
理解できたこと
コンデンサーを組み込むことで, 時間変数による観察ができる。
次の課題
スイッチングトランジスターを組み込んでLEDとコンデンサーを含む回路を観察する実験
***********************************************************************
トッピクス[技術]
テーマ＜探究と計画＞目的 観点:実験のねらい・[思考]
背景＜知識＞観点:先行学習事項・参考教科書・課題の具体化・仮説[知識]
準備・方法＜探究と計画＞観点：概念図・測定変数・探究計画[技術]
結果・考察＜処理と評価＞観点：結果とそのグラフ化・仮説の妥当性・結論・考察[技術]
学習の振り返り(観点：成果と工夫、失敗の原因、改善案、理解できたこと、次の課題)[態度]
報告[技術]
**********************************************************************