Urządzenia elektryczne

RMdWEfDLRNiKW

Fotografia przedstawia zbliżenie na wnętrze świecącej żarówki. Szklana obudowa rozświetlona jest żółtym blaskiem płynącym z drutów kontaktowych.

1. Prąd elektryczny w naszym domu

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch cząstek o ładunku elektrycznym - jonów lub elektronów - w przewodnikach. Przepływ tych cząsteczek powodowany jest przez różnicę potencjałówróżnica potencjałówróżnicę potencjałów. Umowny kierunek prądu przyjmujemy od bieguna dodatniego do bieguna ujemnego.

W domu znajduje się wiele urządzeń elektrycznych. Każde należy zasilić prądem – ale skąd go wziąć? Urządzenia potrzebują odpowiedniego dla siebie źródła prąduźródło prąduźródła prądu o określonym napięciu. Wielkość napięcia podaje się w woltach i oznacza literą „V”, np. 230 V oznacza napięcie 230 woltów. Takie właśnie napięcie pojawia się we wszystkich gniazdkach elektrycznych w Polsce.

Na każdym urządzeniu elektrycznym znajduje się informacja o parametrach technicznych takiego urządzenia (m.in. jakiego zasilania potrzebuje).

RcLpcog0Ja7yP

Na białej tabliczce widoczne są napisy: model MK 1234, Nazwa producenta, nazwa dystrybutora, adres korespondencyjny dystrybutora, nr serii, Częstotliwość występowania zdarzeń cyklicznych w jednostce czasu oraz ilość watów, a także oznakowanie CE i to że dany produkt nie może być wyrzucany razem z innymi odpadami.

Napięcie w gniazdku pochodzi z elektrowni. W życiu codziennym wykorzystujemy także inne źródła prądu, różniące się napięciem elektrycznym oraz typem prądu, jaki możemy uzyskać.

ROSZOBJmuzmms

Animacja przedstawiająca lampę, której przewód podłączany jest do gniazdek, o różnym napięciu.

Animacja przedstawiająca lampę, której przewód podłączany jest do gniazdek, o różnym napięciu.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/ROSZOBJmuzmms

Animacja przedstawiająca lampę, której przewód podłączany jest do gniazdek, o różnym napięciu.

Źródła prądu elektrycznego

RErPKobENl1d3

Zdjęcie przedstawia podłużną baterię AA w kształcie walca. Ma ona żółto‑czarny kolor.

R5JE2qliArHqi

Na białym tle widoczna jest prostokątna, czarna ładowarka, w której znajdują się czarno‑biało‑czerwone podłużne akumulatorki w kształcie walca.

R1CgWEBb9ezy5

Na fotografii widoczna jest czarna latarka na korbkę. Górna część ma szary kolor i owalny kształt, do jej spodu przyłączona jest podłużna, czarna korbka.

R6jXJtxrI8PkR

Zdjęcie przedstawia trzy kominy. Komin znajdujący się po lewej stronie jest grubszy od dwóch znajdujących się w centrum zdjęcia. Z każdego z nich wydobywa się dym. Na każdym kominie znajdują się czerwone światła. W tle widać liczne kominy o różnych kształtach i wysokościach, ze wszystkich wydobywa się dym.

RF4E4TO9XSlRk

Zdjęcie przedstawia pole czarnych wiatraków, które stoją na ciemnej, rozległej polanie. W tle widać pomarańczowe niebo z zachodzącym słońcem.

RiZfacLn2DzKh

Na fotografii widoczna jest elektrownia wodna. Potężna, szara, rozległa zapora blokuje przepływ niebieskiej wody. W tle widoczne są ciemne góry.

2. Prąd stały i przemienny

Wokół nas możemy znaleźć źródła dwóch rodzajów prądu – prądu stałego i przemiennego. Napięcie prądu stałegoprąd stałyprądu stałego nie zmienia się. W przypadku prądu przemiennegoprąd przemiennyprądu przemiennego napięcie zmienia się bardzo szybko (około 50–60 razy na sekundę, a czasami znacznie szybciej).

Źródłami prądu stałego są baterie i akumulatory. Urządzenia takie noszą wspólną nazwę ogniw. Zachodzą w nich przemiany chemiczne, które pozwalają na wytworzenie prądu pozwalającego na zasilanie urządzeń o niewielkiej mocy. Trudno przesyłać prąd stały na duże odległości. Dlatego napięcie w gniazdkach jest źródłem prądu przemiennego. Taki prąd można przesyłać na znaczne odległości i zasilać w ten sposób urządzenia o dużej mocy.

R1Fvlq6IgUdkn

Na ilustracji przedstawiono sposoby oznaczania prądu stałego i przemiennego. Wielkie litery DC lub linia prosta to symbole prądu stałego, a wielkie litery AC lub falka przemiennego.

3. W jaki sposób świeci żarówka?

Aby urządzenie elektryczne zaczęło działać, trzeba je podłączyć do odpowiedniego źródła energii elektrycznej za pomocą przewodów. Należy więc zbudować obwód elektrycznyobwód elektrycznyobwód elektryczny. Obwód elektryczny tworzą: źródła prądowe i napięciowe, przewody elektryczne, wyłączniki oraz odbiornik.

Najważniejszą częścią obwodu elektrycznego jest źródło prądu zwane inaczej źródłem napięcia. Bez źródła napięcia elektrycznego w obwodzie nie popłynie prąd elektryczny i włączone w obwód urządzenie elektryczne nie będzie działać. Kolejnym elementem układu jest odbiornik energii elektrycznejodbiornik energii elektrycznejodbiornik energii elektrycznej. Odbiornikami są wszystkie urządzenia działające przy wykorzystaniu energii elektrycznej, np. żarówka, telewizor, żelazko czy grzejnik elektryczny. Przewód elektrycznyprzewód elektrycznyPrzewód elektryczny to nic innego jak drut przewodzący prąd.

R1E8uMcoMWWHm

Na ilustracji przedstawiono schemat obwodu elektrycznego. Dzięki użyciu uniwersalnych symboli może zostać odczytany przez fachowców na całym świecie. Pozioma linia oznacza przewody łączące. Koło z krzyżykiem w środku oznacza żarówkę. Pozioma linia zakończona grubą, krótką pionową linią, przerwa, pionowa linia i złączona z nią pozioma linia oznaczają źródło energii elektrycznej. Pozioma linia, ukośna w górę, przerwa i znów pozioma oznacza wyłącznik. Pionowa linia z przyczepionym po prawej stronie okręgiem oznacza mikrofon. Pionowo ustawiony mały prostokąt i przyklejony do niego trapez równoramienny symbolizują głośnik. Przedstawione są trzy schematy. W każdym z nich przewód łączący tworzy kwadrat. W pierwszym z nich widoczny jest symbol żarówki, źródła elektrycznego oraz wyłącznika. W drugim, widoczny jest symbol źródła energii elektrycznej, wyłącznika oraz dwa symbole żarówki. Na trzecim schemacie, widoczne są symbole głośnika, źródła energii elektrycznej oraz mikrofonu. Przedstawiony jest również czwarty schemat, na którym przewód łączący tworzy zamknięty prostokąt, a na jego krawędziach znajduje się ilustracja pomarańczowo‑czarnej baterii, szarej żarówki oraz czarnego włącznika.

ROn01aLR0TnRw

Zdjęcie przedstawia skomplikowany układ elektryczny. Jest to zielona płyta, na której zamocowane są różne elementy, połączone elektrycznie tak, aby realizowały określoną funkcję.

Obwód elektryczny

Doświadczenie 1

Zbudowanie obwodu elektrycznego.

Co będzie potrzebne

• cytryna,

• gwóźdź miedziany,

• gwóźdź ocynkowany,

• 2 krótkie przewody,

• dioda LED.

Instrukcja

1. Wbij gwoździe w cytrynę tak, by się nie stykały.

2. Do każdego gwoździa przymocuj przewód.

3. Wolne końce przewodów połącz z diodą. Co obserwujesz?

Podsumowanie

Cytryna z gwoździami działa jak źródło prądu. Sok zawarty w cytrynie pod wpływem kontaktu z określonymi metalami uruchamia reakcję elektrochemiczną i powstaje prąd. Dzięki temu służy jako podstawa do zbudowania obwodu elektrycznego.

R1EkcZGsgB4MY

Fotografia przedstawia plastikowe przezroczyste pudełko, w którym stworzono baterię z cytryny. Na podkładce z papierowego opakowania po jajkach ustawiono dwie cytryny, w które wbito patyczki połączone ze sobą przewodem.

4. Przewodnik czy izolator?

Zastanawiające jest, dlaczego jedne materiały wykorzystuje się do budowy przewodów elektrycznych, a inne do tworzenia izolacji tych przewodów. Wyjaśnienie jest proste: wewnętrzny element ma za zadanie przewodzić prąd elektryczny, natomiast izolacja powinna chronić nas przed porażeniem, ponieważ sama nie przewodzi prądu elektrycznego.

Jak już wiesz, niektóre ciała bardzo dobrze przewodzą prąd elektryczny. Nazywamy je przewodnikamiprzewodnik elektrycznościprzewodnikami prądu elektrycznego. Inne ciała nie przewodzą prądu – te nazywamy izolatoramiizolatorizolatorami elektrycznymi. Znajdują one zastosowanie jako materiały zabezpieczające przed porażeniem prądem elektrycznym i zapewniają izolację przewodów elektrycznych (osłona przewodnika).

Sprawdźmy wspólnie, jakie przedmioty wokół nas są przewodnikami elektrycznymi, a jakie izolatorami. Wykorzystajmy w tym celu obwód elektryczny, jednak zamiast wyłącznika włączać będziemy do obwodu różnego rodzaju przedmioty.

Wykrywanie przewodników

Doświadczenie 2

Wykrywanie przewodników.

Co będzie potrzebne

• płaska bateria,

• 3 przewody,

• żarówka LED,

• grafit,

• gumka do wycierania,

• aluminiowa łyżeczka,

• zapałka.

Instrukcja

1. Połącz przewodem jeden z biegunów baterii z metalowym wkrętem żarówki.

2. Połącz drugi kabel z drugim biegunem baterii, a trzeci – z metalowym zakończeniem żarówki.

3. Wolne końce kabli przykładaj do różnych przygotowanych przedmiotów.

11

Polecenie 2

Po przeprowadzeniu doświadczenia zanotuj, kiedy żarówka świeciła.

uzupełnij treść

---

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Zastanów się czy wszystkie ciała przewodzą prąd elektryczny. Co to są przewodniki prądu elektrycznego a co to izolatory. Które z przedmiotów są przewodnikami prądu elektrycznego, a którego izolatorami?

Pokaż odpowiedź

Żarówka zaświeciła, gdy w zbudowanym obwodzie elektrycznym użyto przewodnika prądu elektrycznego: grafitu, aluminiowej łyżki.

Podsumowanie

Jeżeli materiał, z którego wykonany jest dany przedmiot, jest przewodnikiem elektrycznym, to żarówka się zaświeci. Jeżeli jest izolatorem elektrycznym, żarówka się nie zaświeci.

R58f1kDTgLop5

Zdjęcie przedstawia układ do sprawdzania przewodnictwa elektrycznego. Na dole znajduje bateria, na której z lewej strony zaznaczony jest plus a na prawej minus. Od plusa poprowadzony jest przewód do żarówki. Następnie od żarówki do uchwytu łyżeczki kuchennej. Od główki łyżeczki przewód poprowadzony jest do minusa na baterii.

RWKI4KKw2QYgw

Fotografia przedstawia przecięty kabel. Wewnątrz przezroczystej osłony kabla umieszczone są cienkie, pomarańczowe druciki będące przewodnikami.

Ciekawostka

Przepływ prądu przez niektóre substancje, np. niektóre gazy (hel, neon, ksenon), sprawia, że zaczynają one się jarzyć. Zjawisko to wykorzystuje się w budowie lamp. Jeśli do zamkniętego w rurce gazu przyłoży się napięcie elektryczne, to gaz zacznie świecić.

RPAyCKWifamad

Na fotografii widoczna jest ciemna ściana, na której umieszczony jest jasnoniebieski napis ze świateł: NEON.

Podsumowanie

• Źródło prądu wytwarza prąd o określonym napięciu.

• Do zasilania urządzeń elektrycznych używa się prądu stałego lub przemiennego.

• Każde urządzenie potrzebuje odpowiedniego dla siebie źródła prądu.

• Podstawowymi elementami obwodu elektrycznego są: źródło prądu, odbiornik energii elektrycznej, przewody elektryczne.

• Aby przez obwód przepłynął prąd, obwód musi być zamknięty.

• Materiały dobrze przewodzące prąd elektryczny to przewodniki, natomiast źle przewodzące prąd to izolatory.

Słownik

Zadania