Освітлення сходів
Програми: KS3, Sek I, cycle 4
Мета¶
Зрозуміти, як працює коло, у якому одну лампочку можна вмикати й вимикати з двох місць, як світло на сходах або в довгому коридорі.
Установка¶
Джерело 4,5 В, два перемикачі й лампочка 4,5 В / 1 Вт. Позитивна клема джерела з’єднана зі спільною клемою першого перемикача, а спільна клема другого — з лампочкою. Клеми «1» і «2» перемикачів з’єднано навхрест двома жовтими проводами: «1» першого — з «2» другого, «2» першого — з «1» другого. Другий перемикач перевернуто. Обидва ножі стоять у губці «1», лампочка не світиться.
Хід роботи¶
- Перекиньте ніж першого перемикача в іншу губку: потягніть за рукоятку або виберіть положення в картці параметрів.
- Перекиньте ніж другого перемикача.
- Знову перекиньте ніж першого, потім другого. Після кожного кроку запишіть, чи світиться лампочка.
- Простежте за проводами шлях струму для кожного положення ножів.
Очікуваний результат
Лампочка світиться, коли ножі стоять у губках з різними номерами, і гасне, коли номери однакові. Кожне перекидання будь-якого з ножів змінює її стан.
| Перший | Другий | Лампочка |
|---|---|---|
| 1 | 1 | не світиться |
| 2 | 1 | світиться |
| 2 | 2 | не світиться |
| 1 | 2 | світиться |
Запитання¶
- Чому звичайні вимикачі з двома клемами не підходять для такого кола?
- Чому лампочка гасне, коли обидва ножі стоять у губках з однаковим номером?
- Що станеться, якщо на одному з перемикачів поміняти місцями жовті проводи?
Відповіді
- Звичайний вимикач може тільки замкнути або розірвати один провід. Два такі вимикачі, з’єднані послідовно, запалюють лампочку, тільки коли замкнені обидва, а з’єднані паралельно — коли замкнений будь-який із них, тож у деяких положеннях один вимикач не може змінити те, що встановив інший. Перемикач переводить струм з одного жовтого проводу на інший, і завдяки цьому кожен перемикач може і вмикати, і вимикати лампочку.
- Жовті проводи перехрещені, тому губка «1» одного перемикача з’єднана з губкою «2» іншого. Коли обидва ножі стоять у «1», струм іде від першого ножа жовтим проводом до губки «2» другого перемикача, де ножа немає, і коло розімкнене; коли обидва ножі в «2», те саме відбувається з другим проводом.
- Тоді проводи з’єднують губки з однаковими номерами: «1» з «1» і «2» з «2». Таблиця перевертається: лампочка світиться, коли номери однакові, і не світиться, коли вони різні, а кожне перекидання, як і раніше, вмикає або вимикає її.