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Resistenze e condensatori [Elettronica] (Aprile 2019).

Anonim

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Elettricità di base


Domanda 1

Qui è mostrato il simbolo schematico di un resistore :

Qual è lo scopo di un resistore "# 1"> Rivela risposta Nascondi risposta

Lo scopo di un resistore è di fornire una quantità precisa di resistenza elettrica in un circuito. Ecco un'illustrazione di un piccolo resistore (1/8 o 1/4 di watt):

È anche bene sapere che il simbolo a zig-zag mostrato nella domanda non è l'unico simbolo utilizzato per rappresentare i resistori. Un altro simbolo di resistenza comune è mostrato qui:

Gli appunti:

Gli studenti possono (correttamente) chiedere: "Perché esiste una cosa come un componente il cui unico scopo è impedire il flusso di elettroni" compatto ">

• Limitare la corrente massima del circuito a un valore sicuro.
• Per "dividere" una tensione in proporzioni.
• Per "scalare" i movimenti del misuratore, per misurare con precisione la corrente e la tensione.
• Fornire un percorso di non cortocircuito per scaricare l'elettricità statica.

Domanda 2

I resistori sono talvolta rappresentati in schemi elettrici ed elettronici con un simbolo diverso da questo:

Disegna questo altro simbolo accanto a quello mostrato sopra.

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Gli appunti:

Potrebbe essere una buona idea di disegnare occasionalmente diagrammi schematici per i tuoi studenti usando il simbolo "altro" del resistore, solo così non sono presi di sorpresa quando vedono questo simbolo in schemi reali. Assicurati di rimanere coerente nel tuo simbolismo all'interno di ogni diagramma: non mischiare mai i due simboli diversi all'interno dello stesso schema!

Domanda 3

Un resistore primitivo può essere formato disegnando una linea spessa su un foglio di carta, usando una matita (non una penna a inchiostro!):

Come si può aumentare la resistenza elettrica end-to-end di questo segno a matita "# 3"> Rivela risposta Nascondi risposta

La resistenza elettrica di un segno a matita può essere aumentata aumentando la sua lunghezza. Può essere diminuito aumentando la sua larghezza.

Gli appunti:

Creare una resistenza su carta usando una matita è un esperimento molto facile da eseguire, la cui resistenza può essere misurata con un ohmmetro. Consiglio vivamente questo come esercizio in classe!

Domanda 4

Quando una resistenza conduce corrente elettrica, la sua temperatura aumenta. Spiega come questo fenomeno è significativo per l'applicazione di resistori nei circuiti elettrici. In altre parole, perché dovremmo preoccuparci che la temperatura di un resistore aumenti?

Inoltre, cosa indica questo sulle classificazioni tecniche dei resistori? Oltre ad avere una specifica resistenza (cioè un certo numero di ohm ), quale altra valutazione è importante per una corretta selezione dei resistori nei circuiti elettrici?

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L'effetto di riscaldamento dell'elettricità attraverso una resistenza è significativo perché tale resistenza può essere danneggiata da temperature eccessive. Per evitare danni, è necessario selezionare resistori per poter sopportare una certa quantità di riscaldamento.

Gli appunti:

Gli studenti devono capire che la resistenza da sola non determina completamente la selezione di un resistore per il servizio elettrico. La mancata osservanza dei valori di dissipazione di un resistore può causare un guasto catastrofico!

Una buona domanda di follow-up è quella di chiedere quale sia l' unità di misura per questo tipo di valutazione termica.

Domanda 5

Molti resistori hanno la loro resistenza elettrica mostrata da una serie di codici colore, o "bande", impresse attorno alla loro circonferenza. Un codice colore standard associa ciascun colore a una cifra decimale specifica (da 0 a 9). Associare ciascuna delle seguenti cifre con il rispettivo colore:

0 =
1 =
2 =
3 =
4 =
5 =
6 =
7 =
8 =
9 =
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0 = nero
1 = marrone
2 = rosso
3 = arancione
4 = giallo
5 = verde
6 = blu
7 = viola
8 = grigio
9 = bianco

Gli appunti:

Diversi limerick sono stati inventati per ricordare questo codice colore, la maggior parte di essi "politicamente scorretti". Invito spesso gli studenti a inventare i propri limerick per ricordare questo codice colore e a schermare le creazioni inappropriate dalla discussione generale di classe.

Domanda 6

Osservare i seguenti resistori "a 4 bande", i loro codici colore e i corrispondenti valori di resistenza (si noti che l'ultima banda di colore è omessa, poiché si tratta di precisione e non di valore nominale):

Quali motivi noti tra i codici colore (dati come abbreviazioni a tre lettere, in modo da evitare errori interpretativi derivanti da variazioni nella qualità di stampa), i valori di resistenza e le dimensioni fisiche dei resistori "# 6"> Rivela risposta Nascondi risposta

Le prime tre "bande" di colore per tutti questi resistori a quattro bande indicano rispettivamente due cifre e un valore "moltiplicatore". Le dimensioni fisiche non hanno alcuna relazione con la resistenza.

Domanda successiva: qual è la dimensione fisica di un resistore, se non la resistenza?

Gli appunti:

Il modo normale per insegnare agli studenti il ​​codice colore della resistenza è mostrare prima il codice, quindi mostrare loro alcuni resistori. Qui, la sequenza è invertita: mostra agli studenti alcuni resistori e chiedi loro di capire il codice. Un'importante abilità cognitiva è la capacità di rilevare e applicare modelli in insiemi di dati. Esercizi come questo aiutano a costruire quell'abilità.

Maggiori informazioni sui codici colore delle resistenze.

Domanda 7

Cosa rappresenta l' ultima banda di colore su un resistore con codice colore?

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C'è più di una risposta a questa domanda! Su alcuni resistori, l'ultima banda rappresenta la tolleranza (nota anche come precisione ) per quel resistore, espressa in percentuale. Su altri resistori, l'ultima banda rappresenta una valutazione di affidabilità per quel resistore.

Gli appunti:

Questa domanda è formulata in modo semplice e diretto affinché gli studenti possano pensare che esiste una sola risposta corretta. Tuttavia, dopo aver fatto qualche ricerca, dovrebbero scoprire che c'è più coinvolgimento di una semplice risposta che può comprendere! Discutere con gli studenti i diversi tipi di codice colore e quali applicazioni si potrebbero trovare resistori con codici colore "affidabili" in.

Per quanto riguarda la precisione, nulla nella vita è perfettamente preciso. Tuttavia, l'assenza di precisione perfetta non implica necessariamente l'incertezza totale. Soprattutto nella scienza, è importante che tutti i dati siano qualificati da una dichiarazione di precisione (o tolleranza). I tuoi studenti potrebbero avere familiarità con "margini di errore" dichiarati per sondaggi di opinione pubblica. Con i resistori, questo "margine di errore" (espressione di incertezza) viene esplicitamente fornito sotto forma di una banda di colore separata.

Domanda 8

Determinare i valori nominali di resistenza di questi resistori, dati i loro colori di banda, ed anche esprimere la tolleranza ammissibile in ohm.

Ad esempio, un resistore da 25 kΩ con una tolleranza del 10% avrebbe una tolleranza ammessa di +/- 2, 5 kΩ.

• Rosso, Org, Blu, Gld =
• Brn, Blk, Grn, Sil =
• Blu, Blk, Brn, Gld =
• Yel, Vio, Red, Sil =
• Grn, Brn, Yel =
• Wht, Blu, Blk, Sil =
• Gry, Grn, Org, Gld =
• Org, Org, Gld =
• Vio, Red, Sil, Gld =
• Brn, Red, Blk, Sil =
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• Rosso, Org, Blu, Gld = 23 MΩ, +/- 1, 15 MΩ
• Brn, Blk, Grn, Sil = 1 MΩ, +/- 100 kΩ
• Blu, Blk, Brn, Gld = 600 Ω, +/- 30 Ω
• Yel, Vio, Rosso, Sil = 4, 7 kΩ, +/- 470 Ω
• Grn, Brn, Yel = 510 kΩ, +/- 102 kΩ
• Wht, Blu, Blk, Sil = 96 Ω, +/- 9, 6 Ω
• Gry, Grn, Org, Gld = 85 kΩ, +/- 4, 25 kΩ
• Org, Org, Gld = 3, 3 Ω, +/- 0, 66 Ω
• Vio, Rosso, Sil, Gld = 0, 72 Ω, +/- 0, 036 Ω
• Brn, Rosso, Blk, Sil = 12 Ω, +/- 1, 2 Ω

Gli appunti:

Questa domanda serve come una grande recensione per i concetti matematici di notazione scientifica e percentuali. Sfida i tuoi studenti a eseguire tutta la matematica senza usare una calcolatrice e senza scrivere nulla!

Domanda 9

Osservare le seguenti resistenze di precisione "a 5 bande", i loro codici colore e i corrispondenti valori di resistenza (si noti che l'ultima banda di colore è omessa, poiché si tratta di precisione e non di valore nominale):

Quali motivi noti tra i codici colore (dati come abbreviazioni a tre lettere, in modo da evitare errori interpretativi derivanti da variazioni nella qualità di stampa) e i valori di resistenza di ciascun resistore "# 9"> Rivela risposta Nascondi risposta

Le prime tre "bande" di colore per resistori a cinque bande di precisione indicano rispettivamente tre cifre e un valore "moltiplicatore". È necessario un codice colore a cinque bande per esprimere la resistenza con un numero maggiore di cifre significative rispetto a un codice a quattro bande.

Gli appunti:

Il modo normale per insegnare agli studenti il ​​codice colore della resistenza è mostrare prima il codice, quindi mostrare loro alcuni resistori. Qui, la sequenza è invertita: mostra agli studenti alcuni resistori e chiedi loro di capire il codice. Un'importante abilità cognitiva è la capacità di rilevare e applicare modelli in insiemi di dati. Esercizi come questo aiutano a costruire quell'abilità.

Va notato che esiste anche un codice colore a 5 bande per resistori non di precisione, con le prime quattro bande che servono lo stesso scopo di un codice a 4 bande, la banda extra che indica l' affidabilità del resistore. Questo schema è stato sviluppato per scopi militari ed è raramente visto nei circuiti civili.

Domanda 10

Determinare se i seguenti resistori misurano o meno entro l'intervallo di resistenza specificato dai rispettivi codici colore:

• (Org, Org, Red, Blk, Blu) Resistenza misurata = 332, 5 Ω
• (Brn, Blk, Blk, Gld, Red) Resistenza misurata = 9.7 Ω
• (Blu, Vio, Brn, Red, Grn) Resistenza misurata = 67, 43 kΩ
• (Rosso, Wht, Grn, Yel, Vio) Resistenza misurata = 2.949 MΩ
• (Yel, Vio, Org, Gld) Resistenza misurata = 44, 68 kΩ
• (Gry, Red, Brn, Sil) Resistenza misurata = 905 Ω
• (Grn, Blu, Gld) Resistenza misurata = 6.73 Ω
• (Vio, Brn, Red, Gld, Brn) Resistenza misurata = 70, 82 Ω
• (Wht, Org, Blu, Brn, Grn) Resistenza misurata = 9, 38 kΩ
• (Rosso, Blk, Wht, Grn, Vio) Resistenza misurata = 20, 86 MΩ

Supponiamo che tutti i resistori a cinque bande qui elencati utilizzino il codice colore di precisione in contrasto con il codice militare a 5 bande in cui la quinta banda indica l'affidabilità del resistore.

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• (Org, Org, Red, Blk, Blu) Resistenza misurata = 332, 5 Ω Entro tolleranza
• (Brn, Blk, Blk, Gld, Red) Resistenza misurata = 9.7 Ω Fuori tolleranza!
• (Blu, Vio, Brn, Red, Grn) Resistenza misurata = 67, 43 kΩ Entro tolleranza
• (Rosso, Wht, Grn, Yel, Vio) Resistenza misurata = 2.949 MΩ Entro tolleranza
• (Yel, Vio, Org, Gld) Resistenza misurata = 44, 68 kΩ Entro tolleranza
• (Gry, Red, Brn, Sil) Resistenza misurata = 905 Ω Fuori tolleranza!
• (Grn, Blu, Gld) Resistenza misurata = 6.73 Ω Fuori tolleranza!
• (Vio, Brn, Red, Gld, Brn) Resistenza misurata = 70, 82 Ω Entro tolleranza
• (Wht, Org, Blu, Brn, Grn) Resistenza misurata = 9, 38 kΩ Entro tolleranza
• (Rosso, Blk, Wht, Grn, Vio) Resistenza misurata = 20, 86 MΩ Fuori tolleranza!

Gli appunti:

Questa domanda serve come una grande recensione per i concetti matematici di notazione scientifica e percentuali. Dovranno calcolare l'intervallo ammissibile di valori di resistenza per ciascun resistore per determinare se il valore misurato rientra o meno in tale intervallo.

Domanda 11

Trova uno o due veri resistori e portali con te in classe per la discussione. Identificare quante più informazioni possibili sui resistori prima della discussione:

• Resistenza (ideale)
• Resistenza (effettiva)
• Livello di potenza
• Tipo (composizione di carbonio, pellicola metallica, filo avvolto, ecc.)
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Se possibile, trovare la scheda tecnica del produttore per i componenti (o almeno una scheda tecnica per un componente simile) da discutere con i compagni di classe.

Preparati a dimostrare l'effettiva resistenza dei tuoi resistori in classe, utilizzando un multimetro!

Gli appunti:

Lo scopo di questa domanda è quello di indurre gli studenti a interagire cinesteticamente con l'argomento. Può sembrare sciocco fare in modo che gli studenti si impegnino in un esercizio "mostra e racconta", ma ho scoperto che attività come questa aiutano molto gli studenti. Per quegli studenti che sono di natura cinestetica, è di grande aiuto toccare effettivamente componenti reali mentre stanno imparando sulla loro funzione. Naturalmente, questa domanda offre anche un'ottima opportunità per loro di praticare l'interpretazione di codici colore e / o segni di componenti, utilizzare un multimetro, accedere a schede tecniche, ecc.

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