محاكي مختبر الهندسة الكهربائية¶
مقرر عملي تفاعلي في الكهرباء، من المرحلة الابتدائية إلى المرحلة الثانوية
متاح في المتصفح وعلى iPhone وiPad وMac
عن المشروع¶
Experimenters مختبر للهندسة الكهربائية على الحواسيب والأجهزة اللوحية والهواتف. نقدّم مقررًا عمليًا تفاعليًا ومجموعة متنوعة من الدوائر النموذجية.
يُفتح المختبر في المتصفح، وتطبيق iPhone وiPad وMac متاح في App Store؛ وستتبعه إصدارات للمنصات الأخرى.
تأخذ الأجهزة والمكوّنات من اللوحة، وتضعها على الجدار وتصلها بالكابلات؛ ولكل جهاز مقابضه ومفاتيحه. تجري المحاكاة أثناء تجميع الدائرة وتغييرها، ولا شيء يمنعك من الخطأ. صِل الأميتر على التوازي مع مصباح، فيفصل المصدر نفسه عند زيادة الحمل كما يفعل مصدر المختبر الحقيقي.
مختبرات تفاعلية¶
كل مختبر صفحة فيها الدائرة موصولة مسبقًا وتحتها ورقة عمل، من خطوات العمل إلى النتيجة المتوقعة. يفتح الطالب الرابط ويبدأ القياس؛ ولا شيء يحتاج إلى إعداد قبل الدرس. يمكنك تغيير الدائرة في الصفحة، ويعيدها البدء من جديد في القائمة. ويستطيع المعلم إخفاء قيمة، مثل الأشرطة اللونية للمقاومة، ليجدها الطالب بأجهزة القياس.
على منضدة العمل¶
أحدِث دائرة قصر في المصدر، فينطفئ مفتاح تشغيله من تلقاء نفسه؛ ويومض المؤشر بالأحمر حتى تعيد تشغيله.
ضع مصباحًا على جهد أعلى مما يحتمل، فيومض الفتيل وينقطع. لتركيب مصباح جديد، حدّده وأزِل علامة محترق. واستبدل المنصهر المحترق بالطريقة نفسها، بعلامة محترق.
صِل حملًا بالبطارية، فيُظهر الفولتميتر أقل مما هو مكتوب على ملصقها. للخلية مقاومة داخلية، وكذلك للمصادر والكابلات، ولهذا قد تختلف قليلًا قراءتا فرعين متطابقين.
أطفئ إضاءة الغرفة، فترى فتيلًا أخفت من أن تلاحظه والضوء مضاء، أو سلك منصهر يتوهج بالأحمر قبيل انصهاره.
أبطئ المحاكاة، فيسهل تتبّع ومضة تدوم جزءًا من الثانية. يمكنك حفظ الدائرة في ملف، وتثبيت المختبر من المتصفح تطبيقًا يعمل بعد ذلك دون اتصال بالشبكة.
أجهزة المختبر¶
مصادر التغذية¶
-
مصدر جهد مستمر
ينطفئ من تلقاء نفسه عند زيادة الحمل.
المختبر: دائرة القصر
-
مصدر جهد متردد
يعمل أيضًا مولّدَ إشارات لراسم الإشارة.
المختبر: الجهد المتردد على راسم الإشارة
-
بطارية
ينخفض جهدها تحت الحمل، فيمكنك قياس المقاومة الداخلية للخلية.
أجهزة القياس¶
-
أميتر
يقيس التيار المستمر، أو القيمة الفعالة للتيار المتردد.
المختبر: توصيل الأميتر والفولتميتر
-
فولتميتر
يقيس الجهد المستمر، أو القيمة الفعالة للجهد المتردد.
المختبر: القيمة الفعالة
-
واتميتر
يجمع الطاقة التي تصل إلى الحمل بمرور الوقت.
المختبر: شغل التيار وقدرته
-
راسم الإشارة
لقناتيه أرضي مشترك، وهذا هو الفخ المعتاد عند قياس جهدين في آن واحد.
المختبر: فرق الطور
المكوّنات¶
-
مقاومة
المختبر: قانون أوم
-
ريوستات
المختبر: الريوستات منظّمًا للسطوع
-
بوتنشيومتر
المختبر: مقسّم الجهد بالبوتنشيومتر
-
مكثف
المختبر: شحن المكثف وتفريغه
-
ملف حث
المختبر: الحث الذاتي عند فتح الدائرة
-
محوّل
أخفِ عدد اللفات، فيجب استنتاج النسبة من الجهود.
المختبر: نسبة التحويل
الضوء وأشباه الموصلات¶
-
مصباح
مقاومة الفتيل البارد أقل بكثير، فيقفز التيار لحظة التشغيل.
المختبر: منحنيات التيار والجهد
-
ليد
المختبر: الدايود والليد
-
دايود
المختبر: المقوّم
-
ترانزستور NPN
المختبر: الترانزستور مفتاحًا
-
ترانزستور PNP
المفاتيح والحماية¶
-
مفتاح
المختبر: الدائرة المغلقة والمفتوحة
-
زر ضغط
يُبقي الدائرة مغلقة ما دمت تضغط عليه.
-
مفتاح تحويل
المختبر: إضاءة الدرج
-
منصهر
عند دائرة القصر، ينصهر منصهر التيار الصغير قبل أن تتمكن حماية المصدر من العمل.
المختبر: المنصهر
-
ناقل
صِل به عدة كابلات حيث تتفرع الدائرة.
-
صندوق أسود
أخفِ دائرة داخله، وعلى الطالب أن يستنتج ما في الصندوق من القياسات على أطرافه. أو ابنِ منه مكوّنك المركّب الخاص.
اللغات¶
المختبر وأوراق العمل وهذا الموقع متاحة بالإنجليزية والإسبانية والألمانية والفرنسية والإيطالية والبرتغالية البرازيلية والبولندية والتركية والإندونيسية والروسية والأوكرانية والعربية والصينية واليابانية والكورية. تختار لغة المختبر من الإعدادات.
أولى الإنجازات¶
-
مشاركون في برنامج ما قبل الاحتضان
-
المركز الثاني في الأسبوع