چراغ قوه چگونه کار می کند؟
مقدمه
برق باعث آسان شدن زندگی انسان ها شده است مثلا نور لامپ، یخچال ها و حتی بعضی ماشین ها ( و سیستم های زیادی دیگری)
کشف برق، رفاه را برای انسان ها به ارمغان آورد. برق یعنی جریانی از الکترون ها.
در واقع با حرکت الکترون ها در یک مسیر، جریان به وجود می آید که همان برق است. باتری ها برق ذخیره شده هستند که می توانند ولتاژها و نیروهای الکتریکی مختلفی داشته باشند. در این پژوهش شما باتری های مختلف را به کار می گیرید تا ولتاژهای آن ها را بیابید.
باتری ها جریان مستیم (DC) تولید می کنند. جریان مستقیم، یعنی جهت جریان همیشه در یک جهت خاص است و تغییر نمی کند. وسایل مورد استفاده در خانه اغلب با جریان متغیر (AC) کار می کنند. منظور از جریان متغیر اینست که جریان می تواند جهت های مختلفی داشته باشد.
مقاومت که یک ویژگی از ویژگی های مواد است در باتری ها، سیم ها، چراغ ها و وسایل الکتریکی یافت می شود و باعث می شود انرژی در سیستم به مصرف برسد.
مسئله:
چگونه می توان مداری ساخت که نقش چراغ قوه را داشته باشد؟
چگونه می توان با ولتاژهای مختلف بر میزان روشنایی آن اثر گذاشت؟
مواد لازم:
1.چراغ قوه ای دو باتری سایز D را داشته باشد.
2.سیم با روکش عایق به طول یک فوت
3.سیم چین
4. نوار برق
5.دو باتری سایز D
6.دو باتری سایز AA
7.دو باتری سایز AAA
روش انجام کار
قسمت بالای لامپ را باز کرده و محتوی آن را که شامل باتری است بردارید.
با کمک یک بزرگ تر روکش سیم را به اندازه ی 1/5 اینچ از دو انتهای سیم ببرید.
یکی از دو انتهای سیم لخت شده را به فلز انتهای لامپ بپیچانید. فکر می کنید چرا لازم است که سیمی که به فلز می پیچانید لخت باشد؟
انتهای لخت دیگر سیم را به صورت مارپیچ بپیچانید که برخلاف ته صاف باتری بپیچد.
برای امتحان کردن باتری، ابتدا سر مثبت آن را به فلز انتهای لامپ بزنید سپس انتهای سیم تابیده را به سر منفی باتری وصل کنید تا مدار بسته شود. مشاهداتتان را ثبت کنید. نوع باتری مورد استفاده را بنویسید، مطمئن شوید که مدار روشن است یا نه. سپس با توجه به آنچه می بینید برای این نوع باتری بنویسید که نور آن جز کدام مورد است: روشن، عادی، کم نور
این مراحل را برای دو باتری با اندازه بزرگتر را نیز تکرار کنید و نتیجه هر یک از آن ها را نیز با روشن عادی و کم نور مشخص کنید.
نکته ایمنی: توجه داشته باشید که تعداد باتری ها را زیاد نکنید چون برق جاری در مدار را زیاد می کند که خطرناک است. ولتاژ باتری های مورد استفاده در این آزمایش کم است که خطری ندارد.
نتیجه
باتری های D، AA و AAA لامپ را روشن می کند که در دو باتری لامپ روشن تر از باتری سوم است.
هر سه باتری D، AA و AAA ولتاژ یکسانی دارند، طوری که جریان لازم برای روشن شدن لامپ در مدار را فراهم کنند. باتری D بزرگ تر از باتری AA و باتری AA بزرگتر از باتری AAA است. در میان باتری های با ولتاژ یکسان، باتری بزرگ تر عمر طولانی تری را نسبت به باتری کوچک تر خواهد داشت.
وقتی که به جای یک باتری از دو باتری در مدار چراغ قوه استفاده می شود، نور لامپ درخشان تر خواهد بود و دلیل آن این است که شما ولتاژ بیشتری را برای همان مدار فراهم آورده اید ولتاژ بیشتر به معنی جریان برق بیشتر و جریان برق بیشتر به معنی نور درخشان تر است. هر چه جریان بیشتر شود یعنی تعداد الکترون های بیشتری در رشته لامپ جریان خواهند داشت که حرکت این الکترون بیشتر، یعنی انرژی بیشتر و انرژی بیشتر به معنی نور بیشتر است.
وقتی مدار بسته است (یعنی ته سیم به سر منفی باتری وصل است) جریان در مدار برقرار است و وقتی سیم به سر منفی وصل نیست جریان برقرار نمی شود و در واقع جایی برای رفتن ندارد برای همین است که لامپ روشن نمی شود. خیلی مهم است که انتهای سیم که قرار است به فلز سر باتری وصل شود بدون پوشش عایق باشد، پوشش روی سیم عایق است و مانع حرکت الکترون ها می شود.
این پوشش عایق برای این است که مانع انتقال برق از سیم به دستان شما شود.
لامپ ها شامل سیم ساطع کننده نور هستند که فیلمان نامیده می شود. هم چنین فضای لامپ ها با گاز پر می شود که این گاز انواع مختلفی دارد و بسته به نوع گاز رنگ خاصی از لامپ می بینیم مثلا لامپ نئون به رنگ قرمز است. وقتی جریان از میان رشته لامپ (فیلمان) عبور می کند، فیلمان گرم می شود و پرتویی به شکل نور از خود ساطع می کند که همان روشن شدن لامپ است. لامپ های قدیمی بسیار گرم می شوند و خطرناک هستند. لامپ های تزیینی و LED امن تر و انرژی بیشتری دارند. آزمایش فوق را می تواند با انواع لامپ مثلا LED انجام داده و نتایج را با هم مقایسه کنید.
مطالب مرتبط:
برترین های مسابقات نهمین جشنواره
برترین های سمینارهای علمی نهمین جشنواره
برترین های غرفه های نهمین جشنواره
تقدیر از مسابقات نهمین جشنواره
تقدیر از غرفه های نهمین جشنواره
دهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان
تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی
