Układ równoległy i szeregowy

Pomoce:

  • łańcuch świetlny
  • diody różnokolorowe (niżej na zdjęciu) [polecam] lub żarówki 3,5V (u dołu strony) wraz z mocowaniem
  • baterie 4,5V
  • druciki z zaciskami (krokodyle)

Spójrzcie na ten łańcuch choinkowy [na choince]. Zbudujemy dziś podobny do niego. Rozdam wam baterie i specjalne żarówki, które nazywa się diodami. [Każde z dzieci może otrzymać swój zestaw].

zdjęcie zdjęcie
Spróbujcie połączyć diody z baterią tak aby te zaświeciły się.

zdjęcie zdjęcie
Sprawdźcie czy dioda też się zaświeci gdy zamienicie druciki … Nie świeci. Jest tak dlatego, że diody mają taką budowę, której nie można inaczej podłączyć by świeciły [zwykłe żaróweczki nie mają takiej zależności]. Od teraz będziecie musieli uważać tak stykać diody do baterii. Popatrzcie bateria ma oznakowanie + (plus) i – (minus) (pokaz oznakowania) od tego jak podłączycie diody będzie zależało czy zaświeci [dzwonek elektryczny też potrzebował odpowiedniego podłączenia]. Dam wam teraz po jeden druciku. Wykorzystajcie go w swoim zestawie [zbudowany układ może być podobny do tego na zdjęciu].

zdjęcie zdjęcie
Teraz dam wam drugi drucik, włączcie go do swojego zestawu [podobnie rzecz miała się w przypadku budowania obwodu zamkniętego].

zdjęcie
A teraz dostaniecie jeszcze dwa druciki oraz jeszcze jedną diodę [jeśli każde z dzieci dotychczas pracowało samodzielnie teraz mogą się łączyć i razem budować wspólny obwód, w tym przypadku potrzebna im będzie tylko jedna bateria]. [Od tego momentu dzieci mogą układać własne układy – może się okazać, że jedne zbudują układ równoległy inne układ szeregowy, warto zwrócić uwagę na tę różnicę i na fakt, że oba działają].

Układ równoległy

Dla lepszego oglądu drut o kolorze czerwonym pochodzi od dodatniego bieguna baterii. Dzieci budujące ten układ idą drogą „od świecącej żarówki”.

zdjęcie
zdjęcie zdjęcie
zdjęcie zdjęcie
Cechy układu równoległego

  • układ ten do budowy wymaga większej ilości połączeń (kawałków drutu)
  • każda żarówka stanowi niezależne połączenie ze źródłem (baterią), przez co jeśli jedna się przepali to pozostałe będą świecić nadal (układ ten wykorzystywany jest m.in. w łańcuchach choinkowych)

Układ szeregowy

zdjęcie
zdjęcie zdjęcie
zdjęcie
Cechy układu szeregowego

  • układ ten do budowy nie wymaga dużej ilości połączeń (drutu), ponieważ cały układ stanowi jedna gałąź, na której zagnieżdżone są diody (żarówki)
  • jeśli jedna żarówka się przepali pozostałe również przestają świecić (dlatego lampki choinkowe zbudowane układem szeregowym bywają trudne do napraw ponieważ znalezienie tej wadliwej trwa).

[Na ostatnim zdjęciu żarówki przestały świecić]. Zbudowaliście układ z trzech diod, jednak wszystkie nagle przestały świecić. Sprawdzę czy są dobrze połączone. [Warto sprawdzić styki oraz czy diody właściwie zostały połączone zgodnie z biegunem baterii – można to zrobić przykładając inną baterię i dotykając styków diody sprawdzić czy się zaświeci (mogła się przepalić). Palącą się diodę należy sprawdzić czy połączenie odnosi się do właściwego bieguna baterii. Jeśli wszystko jest dobrze:] musicie wiedzieć, że układ, który zbudowaliście wymaga dużej ilości prądu [tak samo jak od żarówek]. Bateria, którą użyliście nie jest w stanie zasilić na raz tyle diod [żarówek]. Brakuje w niej mocy. Żeby wam to udowodnić pokażę wam, że podłączając tylko 2 baterie wszystko nadal będzie świecić – odłączę jedną z diod.

zdjęcie zdjęcie
Wszystkie świecą jak należy. Tak samo stanie się gdy zrobimy mostek innym drucikiem, popatrzcie…

zdjęcie
Widzicie, po zbudowaniu mostu, prąd płynie tędy (gest – przez most), dzięki temu prąd z baterii jest w stanie zaświecić tylko te dwie diody [żarówki], pozostałe nie świecą bo niema wystarczająco prądu.

Zobaczcie też jak słabo świecą dwie diody gdy podłącze są do obwodu, a teraz popatrzcie jak świeci jedna z nich gdy odłączę drugą …

zdjęcie zdjęcie
zdjęcie zdjęcie
Widzicie światło gaśnie dlatego, że napięcie prądu jest słabe.


Powyższy układ można również zbudować na żarówkach, wymaga to jednak większego przygotowania i zawiera więcej niepewności (związanych ze stycznością żarówek).

zdjęcie zdjęcie
Budowa obwodu zamkniętego – równoległego – może wyglądać następująco.

zdjęcie zdjęcie
zdjęcie zdjęcie
Budowa obwodu zamkniętego – szeregowego – może wyglądać następująco.

zdjęcie zdjęcie
Tutaj również żarówki (podobnie jak diody) przestają świecić w zależności od ilości połączonych ze sobą żarówek. [Jest to związane z prawem Ohma – relacja między natężeniem, napięciem i oporem].

zdjęcie zdjęcie