Закон Ома, поняття спротиву провідника, паралельне та послідовне з'єднання та інші теми, які знайомлять учнів з електричним струмом у 8 класі дуже хочеться спостерігати наочно. Однак, обладнання для "класичних" лабораторних робіт доволі специфічне і не завжди доступне. У цій статті ми запропонуємо лабораторну роботу з постійного струму, яку можна виконати у 8 класі фактично взагалі без обладнання.
Знаходження потужності та ККД зарядного пристрою смартфона
Для виконання цієї лабораторної роботи нам знадобиться:
- смартфон або планшет
- зарядка для нього (зарядний пристрій)
Ми очікуємо що переважна більшість учнів мають це обладнання.
В рамках цієї роботи наголосимо, що загалом у розетках змінний струм і ми його ще не вивчали та нічого про нього не знаємо. Але "блок живлення" телефону перетворює змінний струм у постійний, а отже від цього моменту ми можемо використовувати всі вивчені закони та правила. Інший потенційний варіант – використовувати для лабораторної роботи акумулятор (павербанк) і взагалі не розмовляти про розетки та змінний струм.
Частина 1: Дослідження блоку живлення
Перед початком роботи може бути корисно дослідити зарядний пристрій. Інколи на ньому присутня інформація про його параметри, а саме номінальні напруга та сила струму. Ця інформація не є критично необхідною, але її цікаво знати.
На прикладі нижче ця інформація наявна на зарядці. Номінальна напруга та сила струму зарядного пристрою складають 5 В та 2.1 А відповідно, (D.C. тут це direct current, постійний струм)
Частина 2: Знаходження потужності зарядки телефона
Підключимо телефон до зарядки, він почне заряджатися. Чи ми можемо з'ясувати, яка потужність струму протікає через телефон під час зарядки? Можемо, адже телефон містить всередині себе амперметр та вольтметр і ми можемо отримати значення напруги та сили струму, що протікають через телефон!
Для того, щоб отримати ці дані, завантажимо на телефон застосунок Ampere (для андроїд-смартфонів). Застосунок безкоштовний та має інтерфейс українською мовою.
Під'єднаємо телефон до зарядки. Схема підключення телефону до зарядного пристрою дуже просто може бути описана таким чином: будемо вважати, що телефон це деяке корисне навантаження з постійним спротивом (дуже умовно кажучи, резистор)
Відкриємо застосунок Ampere та знімемо показання напруги та сили струму:
Маючи ці показання, можемо знайти миттєву потужність струму, який заряджає акумулятор телефона. Також, якщо можливо, можемо порівняти реальні значення сили струму та напруги від номінальних значень, що заявлені виробником.
Зазначимо, що якщо вказані на корпусі зарядці та реальні показники сили струму та напруги не співпадають, це ще не означає, що зарядка неякісна або нас десь обманули. Процес заряджання телефону складний і телефон може сам обмежувати напругу та силу струма зарядки акумулятора, щоб забезпечити охорону та довгий термін експлуатації акумулятора. Багато сучасних телефонів вже підтримують як "швидку", так і "розумну" зарядки. Вказані на корпусі зарядки значення варто сприймати скоріше як "максимально можливі".
Інші наші статті та дослідження за темою:
- Теоретичний дослідницький проєкт порівняння ефективності ламп розжарення та світлодіодних ламп для самостійного виконання
- Ручний генератор для зарядки телефону: теорія, практика, раціональність та економіка
- Як сфотографувати змінний струм?
Команда Квантового Льва
