Instructions

LDR 03 LDR je fotorezistor. Proud je ovlivněn intenzitou
světla, které na součástku dopadá.
Na světle je odpor 100 Ω a ve tmě se změní na
několik tisíc ohmů. Hodnota se mění nepřetržitě.
Kondenzátor
10 µF
Naše sada obsahuje kondenzátor s kapacitou
10 µF. Může uchovávat a velmi rychle uvolňovat
elektrickou energii, stejně jako gumová páska
mechanickou energii. Hodnota 1 farad znamená,
že napětí 1 V se dosáhne, když se nabíjí
1 sekundu proudem 1 A. Kondenzátory mají
obvykle velmi nízkou kapacitu a napětí nesmí
přesáhnout 25 V.
Kondenzátor
100 µF
Naše sada obsahuje elektrolytický kondenzátor
s kapacitou 100 µF, který se smí používat jen
do napětí 25 V. Kondenzátor vyčnívá z bloku.
Polarizovaný kondenzátor se smí připojit jen
přímo, nebo nepřímo ke kladnému portu (+)
zdroje napájení (9 V).
Potenciometr
10 kΩ
Potenciometr představuje manuálně
regulovatelný rezistor. Mění se zde délka třetího
(kluzného) kontaktu a tím se mění velikost
elektrického odporu. Hodnota odporu se mění
v rozsahu od 0 do 10 kΩ. Nedovolte, aby došlo
ke zkratu a nikdy nepřipojujte kluzný kontakt
přímo k bloku zdroje napájení.
Tranzistor
Npn BC817
Když se přímo mezi bázi (B) a emitor (E),
nebo mezi kolektor (C) a emitor (E) připojí napětí
bez rezistoru, může dojít ke zničení tranzistoru!
Tranzistory jsou elektronické přepínače, které se
však na rozdíl od manuálně ovládaných vypínačů
světla, ovládají tokem proudu na portu B.
Sepnutý proud teče pak mezi kontakty C a E.
Proud, který teče z C do E nesmí přesáhnout
0,8 ampérů, aby nedošlo ke zničení zařízení.
Krátký nástin elektrických obvodů
V níže uvedeném příkladu (viz 3. 2.) používáme k popisu činnosti elektrického proudu termín „dělník“.
Níže uvedené řádky vám podrobněji vysvětlí elektrický obvod a tyto „dělníky“. Pojmem „dělníci“
označujeme elektrony, které se volně pohybují v kovech. Je to velmi důležité, protože elektrony
přinášejí energii poskytovanou zdrojem napětí na místo, kde vykonávají svoji práci.
Jako technický směr se označuje směr od kladného pólu (anody) k zápornému pólu (katodě).
Označuje se také pojmem dohodnutý směr proudu, který popisoval strukturu nejmenších neviditelných
částic v době, kdy atomy nebyly ještě příliš známé. Dnes už víme, že skutečný směr toku proudu
je opačný, tj. od záporného ke kladnému pólu. Princip toku proudu je však správný.
Slova anoda a katoda pocházejí z řečtiny, kde mají význam stoupající a klesající (dráha slunce po
obloze). Na základě pozorování badatelé před 230 lety došli k závěru, že nabité nosiče se pohybují
přímo k jedné elektrodě a jsou odpuzované druhou elektrodou. Cílovou elektrodu nazvali anodou
a startovací elektrodu katodou.
Protože všichni naši „dělníci“ jsou nabití záporným nábojem, pohybují se v obvodu od katody k anodě.
Skutečný směr proudu v kovech je opačný než technický (dohodnutý) směr, tj. od anody ke katodě.
Výraz „záporní dělníci“ neznamená, že dělají něco špatně, ale jen že se chovají opačně ve vztahu
k něčemu přesně stanovenému. Nyní přejděme k našemu obvodu. První pravidlo zní: Obvod musí být
vždy uzavřený, aby se umožnilo nasměrování pohybu dělníků.
V přírodních vědách zejména ve fyzice se používá pojem příčinné souvislosti neboli kauzality, která
vyjadřuje vztah mezi příčinou a jejím následkem. Vychází z toho, že k nějaké události dojde, jen
pokud existuje příčina. Příčina a následek jsou kromě toho navzájem propojené zprostředkováním.
Přesná souslednost je: Nejdříve příčina, poté zprostředkování a nakonec následek.
Ve vztahu k našemu obvodu to znamená následující: Napětí na zdroji napětí je příčinou toho, že
„dělníci“ jsou zprostředkovatelem a příklad přeměny energie, LED, je následkem. Pokud je obvod
přerušený, elektrický proud, tj. naši „dělníci“ se nemůžou dostat na stranu následku. Elektrické napětí
bychom chtěli vysvětlit na následujícím příkladu: Natáhněte gumovou pásku mezi levou a pravou
rukou. Čím více doleva, nebo doprava ruce od sebe vzdalujete, tím větší bude zpětný tlak pásky.
Gumová páska je pod tlakem a chce se znovu uvolnit. „Dělníky“ v našem zdroji napětí jsme vzali
z jejich domovů do energeticky výhodnějšího stavu a snaží se dostat zpět domů. Čím silnější dělníky
jsme oddělili od domova, tím větší je tlak na návrat do původního stavu. Říkáme tomu separace
nábojů.
Reciproční sílu působící mezi dvěma konci gumové pásky, můžeme považovat za potencionální
rozdíl. Působí zpětně z elektrického napětí. „Dělníci“ se převedou zpět do vybitého stavu v uzavřeném
obvodu, a aby k tomu mohlo dojít, uvolní svoji energie na LED. Naši „dělníci“ jsou velmi pilní a nemají
nám za zlé, že jsme oddělili od jejich domovů. Protože jsou to ve skutečnosti elektrony, malé částice,
které nemají žádné povědomí a chovají se přesně tak, jak chceme, až dokud obvod nepřerušíme nebo
nezkratujeme.
Rozsvícení LED
První konstrukce obvodu se bude skládat ze dvou komponentů: bloku napětí a bloku LED
s elektrickým odporem (kromě toho ještě 2 rožní bloky a 2 bloky typu T).
Blok zdroje napájení je označen dlouhou tenkou čárou (+), krátkou tlustou čárou (-) a označením „9V“.
Zdroj napětí má dva póly, záporný pól (krátká tlustá čára) posílá „dělníky“ na připojené bloky.
Po dokončení práce se dělníci odešlou na kladný pól.
Označení „9V“ ukazuje, kolik dělníků má tuto činnost provést. „V“ (volt) je elektrické napětí a také
vlastností našeho zdroje napětí. Tento zdroj napětí tak odešle naše „dělníky“ s devíti volty na cestu.
Naši „dělníci“ jsou elektrony a formují se funkcí odporu (R), napětí (V) a proudu (A).
Blok LED je místem, kde dělníci vykonají svoji práci, tj. vytvoří světlo. LED představuje diodu emitující
světlo. (Poznámka: Ne každý zdroj světla je diodou a ne každá dioda je zdrojem světla).
Znamená to, že naši „dělníci“ dokážou odvést svoji práci, jen když je kladný pól zdroje napětí připojen
ke konci, na který ukazuje šipka LED. Pokud se ke kladnému pólu zdroje napětí připojí „horní“ konec
šipky, naši dělníci se zablokují – to je důvodem, proč má šipka před ostrou špičkou box.
Rezistor na bloku LED snižuje počet dělníků, protože velký počet dělníků by zakrátko zničil celou LED.
Říkáme mu také sériový rezistor.
Při sestavování obvodu pamatujte na to, že naši „dělníci mají problém s pohybem v jiných materiálech,
jako je plast, keramika, sklo a vzduch. Na druhé straně se však dobře pohybují v kovech, jako je
železo, měď nebo zlato. Aby bylo možné přivést naše „dělníky“ na pracoviště a po dokončení práce je
poslat zpět, obvod musí být uzavřený. Počátečním a současně koncovým bodem je blok zdroje napětí.
Pro vytvoření tzv. obvodu budete potřebovat dva rožní a T bloky. Při připojování bloků dejte pozor na
bezpečné připojení konektorů. V dalších částech návodu už budeme namísto pojmu „dělníci“ používat
pojem „tok proudu“, protože celkově lépe vyjadřuje chování našich „dělníků“.