Как да свържем 3 LED светлини? Експеримент за деца

Как могат три LED светлини да се включат едновременно само с един ключ? За да разберем, ще сглобим електрическа схема и ще наблюдаваме как работят отделните компоненти.

В това ръководство ще научите какви части са необходими, как да ги свържете, какво се случва при включване на захранването и как да проведете допълнителни опити с трите светлини.

Какво трябва да знаем преди експеримента?

За да светнат трите LED светлини, компонентите трябва да бъдат свързани правилно в електрическа верига. Ако детето все още не е запознато с принципа на работа на веригата, можете първо да прочетете нашето ръководство „Електричеството за деца – учене чрез игра и експерименти“.

В този експеримент ще се съсредоточим върху две по-конкретни особености: как се свързват LED светлините и защо трите могат да светнат едновременно.

Какво ни е необходимо за експеримента?

Подгответе следните компоненти от електрическия конструктор:

Батериен модул с подходящи батерии.
Три LED светлини.
Ключ за включване и изключване.
Свързващи елементи за изграждане на електрическата схема.
Монтажна платка, ако комплектът включва такава.

Всеки компонент има определена функция. Батерийният модул осигурява енергията за работата на схемата, ключът управлява включването и изключването, а LED светлините показват видимия резултат от протичането на електрически ток.

Преди да започнете, поставете компонентите върху равна повърхност и се уверете, че захранването е изключено.

Как да сглобим схемата с три LED светлини?

Следвайте стъпките по-долу, като използвате схемата на производителя за точното разположение на компонентите.

Стъпка 1. Поставете батерийния модул

Разположете батерийния модул на предвиденото място. Проверете дали батериите са поставени правилно според обозначенията за положителен и отрицателен полюс.

Стъпка 2. Свържете трите LED светлини

Поставете трите светодиода и ги свържете с останалите компоненти чрез предвидените свързващи елементи.

Обърнете внимание на обозначенията и посоката на свързване.

Светодиодите имат полярност и трябва да бъдат свързани правилно, за да работят.

Стъпка 3. Добавете ключа

Поставете трите светодиода и ги свържете с останалите компоненти чрез предвидените свързващи елементи.

Обърнете внимание на обозначенията и посоката на свързване.

Светодиодите имат полярност и трябва да бъдат свързани правилно, за да работят.

Стъпка 4. Проверете свързването

Поставете трите светодиода и ги свържете с останалите компоненти чрез предвидените свързващи елементи.

Обърнете внимание на обозначенията и посоката на свързване.

Светодиодите имат полярност и трябва да бъдат свързани правилно, за да работят.

Стъпка 5. Включете ключа

Преместете ключа в положение „включено“ и наблюдавайте трите LED светлини. Ако схемата е сглобена правилно, те трябва да светнат едновременно.

След това изключете ключа и проверете какво се случва.

Знаете ли че

Светодиодът е полупроводников компонент с два извода - анод и катод. При нормална работа токът трябва да протича в правилната посока. Ако светодиодът е свързан обратно, той обикновено няма да светне. Това е една от причините при сглобяването на електронни схеми да е важно да се следват обозначенията на компонентите.

Вижте експеримента на практика

След като сглобите схемата, можете да сравните резултата с демонстрацията във видеото. Наблюдавайте как са разположени компонентите и какво се случва с трите светлини при включване и изключване на ключа.

Защо трите LED светлини светват едновременно?

Когато включим ключа, електрическата верига се затваря и се създават условия за протичане на ток. Светодиодите започват да излъчват светлина, когато през тях протича ток в правилната посока и при подходящи електрически условия.

Електрическото въздействие се разпространява по веригата много бързо. Затова не е необходимо електрическите заряди да преминат последователно през трите светлини, преди всяка от тях да се включи. Ако схемата е изградена правилно, светлините могат да започнат да светят почти едновременно.

Това обаче не означава, че светодиодите непременно са свързани по един и същи начин. За да разберем как се разпределя токът между тях, трябва да разгледаме конкретната схема.

Любопитен факт - Защо LED светлините имат различни цветове?

Цветът на светлината зависи от свойствата на полупроводниковия материал, използван в светодиода. Когато електрическите заряди взаимодействат в този материал, част от енергията се излъчва под формата на светлина. Различните материали и конструкции позволяват създаването на червени, зелени, сини и други светодиоди. Затова две LED светлини могат да излъчват различни цветове, дори когато са част от една и съща електрическа схема.

Какво можем да изследваме с този експеримент?

След като трите светлини светнат, опитайте да промените някои условия и да предвидите резултата, преди да извършите действието.

Опит 1. Какво се случва, когато изключим ключа?

Помолете детето да предположи какво ще стане, ако ключът бъде изключен. След това го изключете и наблюдавайте светлините.

Обсъдете защо те изгасват и как ключът управлява работата на схемата.

Въпрос: Какво трябва да се промени, за да светнат отново трите LED светлини?

Опит 2. Какво става, ако прекъснем една от връзките?

Изключете захранването, преди да променяте схемата. С помощта на възрастен прекъснете една от връзките, която може безопасно да бъде отделена според инструкциите на конструктора.

След това включете захранването и наблюдавайте резултата.

Ако прекъснатата връзка е част от общия път на тока, всички светлини може да изгаснат. Ако засяга само отделен клон на паралелна схема, останалите светлини може да продължат да работят.

Въпрос: Как резултатът ни помага да разберем как са свързани светлините?

Опит 3. Могат ли светлините да светят по различен начин?

Ако конструкторът позволява и разполагате с подходящи инструкции, сравнете работата на светодиодите при различни конфигурации.

Наблюдавайте дали всички светлини имат еднаква яркост. Тя зависи от характеристиките на светодиодите и от електрическите условия, при които работят.

Не променяйте произволно захранването или свързването. Използвайте само конфигурации, разрешени от производителя.

Любопитен факт - Как LED светлините се използват в ежедневието?

Светодиодите се използват в индикаторите на електронни устройства, автомобилните светлини, фенерчетата, телевизионните екрани и осветлението в домовете. Една от причините за широкото им приложение е, че могат ефективно да преобразуват електрическа енергия в светлина. При подходящо проектиране те консумират по-малко енергия от традиционните лампи с нажежаема жичка за сравнимо осветление.

Какво да направим, ако LED светлините не се включат?

Ако експериментът не работи от първия път, проверете следното:

Батериите поставени ли са правилно и имат ли достатъчно заряд?
Ключът в правилното положение ли е?
Всички свързващи елементи поставени ли са на предвидените места?
Светодиодите свързани ли са с правилната полярност?
Съответства ли сглобената схема на инструкциите?

Изключвайте захранването, преди да премествате или разкачвате компоненти. Не свързвайте директно полюсите на батериите, тъй като това може да предизвика късо съединение.

Какво да направим, ако LED светлините не се включат?

С този експеримент децата могат да наблюдават как работят LED светлините и как ключът управлява електрическата схема. Те могат да проверят какво се променя при прекъсване на връзка и защо правилното свързване на компонентите е важно.

За да проверите какво са разбрали, задайте няколко въпроса:

Защо трите светлини се включват почти едновременно?
Защо е важно светодиодите да бъдат свързани в правилната посока?
Какво може да ни покаже прекъсването на една връзка?

Насърчете детето да обясни резултатите със свои думи. Така то ще свърже наблюдаваното със свойствата на електронните компоненти и ще разбере по-добре как работи сглобената схема.