Лестничное освещение
Программы: KS3, Sek I, cycle 4
Цель¶
Разобраться, как работает цепь, в которой одну лампочку можно включать и выключать из двух мест, как свет на лестнице или в длинном коридоре.
Установка¶
Источник 4,5 В, два переключателя и лампочка 4,5 В / 1 Вт. Плюс источника идёт на общую клемму первого переключателя, а общая клемма второго — на лампочку. Клеммы «1» и «2» переключателей соединены накрест двумя жёлтыми проводами: «1» первого — с «2» второго, «2» первого — с «1» второго. Второй переключатель перевёрнут. Оба ножа стоят в губке «1», лампочка не горит.
Ход работы¶
- Перекиньте нож первого переключателя в другую губку: потяните за ручку или выберите положение в карточке параметров.
- Перекиньте нож второго переключателя.
- Снова перекиньте нож первого, затем второго. После каждого шага запишите, горит ли лампочка.
- Проследите по проводам путь тока при каждом положении ножей.
Ожидаемый результат
Лампочка горит, когда ножи стоят в губках с разными номерами, и гаснет, когда номера одинаковые. Каждое перекидывание любого из ножей меняет её состояние.
| Первый | Второй | Лампочка |
|---|---|---|
| 1 | 1 | не горит |
| 2 | 1 | горит |
| 2 | 2 | не горит |
| 1 | 2 | горит |
Вопросы¶
- Почему для такой цепи не подходят обычные выключатели с двумя клеммами?
- Почему лампочка гаснет, когда оба ножа стоят в губках с одинаковым номером?
- Что произойдёт, если на одном из переключателей поменять местами жёлтые провода?
Ответы
- Обычный выключатель может только замкнуть или разорвать один провод. Два таких выключателя, соединённые последовательно, зажигают лампочку, только когда замкнуты оба, а соединённые параллельно — когда замкнут любой из них, поэтому в некоторых положениях один выключатель не может изменить то, что установил другой. Переключатель переводит ток с одного жёлтого провода на другой, и это позволяет каждому переключателю как включать, так и выключать лампочку.
- Жёлтые провода перекрещены, поэтому губка «1» одного переключателя соединена с губкой «2» другого. Когда оба ножа стоят в «1», ток идёт от первого ножа по жёлтому проводу к губке «2» второго переключателя, где ножа нет, и цепь разомкнута; когда оба ножа в «2», то же происходит на другом проводе.
- Тогда провода соединяют губки с одинаковыми номерами: «1» с «1» и «2» с «2». Таблица меняется на обратную: лампочка горит, когда номера одинаковые, и не горит, когда они разные, а каждое перекидывание по-прежнему включает или выключает её.