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串联电路模型
润贝机器人 润贝机器人 2019-02-26 13:04:52
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简单

1.串联电路定义

几个电路元件沿着单一路径互相连接,每个节点最多只连接两个元件,此种连接方式称为串联。以串联方式连接的电路称为串联电路。

2.串联电路特点

开关在任何位置控制整个电路,即其作用与所在的位置无关。电流只有一条通路,经过一盏灯的电流一定经过另一盏灯。如果熄灭一盏灯,另一盏灯一定熄灭。 优点:在一个电路中, 若想控制所有电路, 即可使用串联的电路; 缺点:只要有某一处断开,整个电路就成为断路,即所相串联的电子元件不能正常工作; 区分:串联电路没有分叉(支路)。

projectImage

3.串联电路规律

(1)流过每个电阻的电流相等,因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。 

(2)总电压(串联电路=两端的电压)等于分电压(每个电阻两端的电压)之和,即U=U1+U2+……Un。这可由电压的定义直接得出。 

(3)总电阻等于分电阻之和。把欧姆定律分别用于每个电阻可得U1=IR1,U2=IR2,……,Un=IRn代入U=U1+U2+……+Un并注意到每个电阻上的电流相等,得U=I(R1+R2+Rn)。此式说明,若用一个阻值为R=R1+R2+…+Rn的电阻元件代替原来n个电阻的串联电路,这个元件的电流将与原串联电路的电流相同。因此电阻R叫原串联电阻的等效电阻(或总电阻)。故总电阻等于分电阻之和。 

(4)各电阻分得的电压与其阻值成正比,因为Ui=IRi。 

(5)各电阻分得的功率与其阻值成正比,因Pi=I2Ri。 

(6)并联电路电流有分叉。

因此为了学生更好的理解串联电路中电流、电压、电阻之间的关系,变化规律,更加直观感受串联电路,特设计此次“串联电路模式”展示实验。首先看视频效果。

使用microbit的A按键作为电路中的出发开关,当点击绿旗启动时,开关成关闭状态。当点击microbitA按键时,电路启动。使用角度传感器作为总电压的调节按钮,这样可以在屏幕上实时看到电路中电压、电流、电阻的关系变化。同时,通过角色V、I、R也能直观看到数据变量。

步骤1 步骤1
确定背景和角色
projectImage

这个是背景,需要将第二个电阻替换为电灯的角色。

projectImage

电灯的角色

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一共是七个角色分别是电灯、开关、light、V、I 、R、=

步骤2 步骤2
初始化工作

程序初始化工作主要是针对各个角色进行坐标位置、大小、状态的确认。按键需要在程序中不断检测按钮A是否被按下。如果按下需要切换造型,同时广播开灯。这里需要加入等待延时程序才会积极的响应。

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当接收到开灯指令后,电灯需要显示。亮度的变化范围正比例于电流值。

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同样V、I、R等角色变化也需要跟随相应的变量。

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步骤3 步骤3
计算值

关于各个变量的计算在背景的脚本中进行编写。由于角度传感器(实际上就是一个电位器)的变化范围是0~1023,因此需要进行映射。程序中需要不断检测按键开关的状态,只有开关的状态时On的时候,才代表着电路接通。

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代码码云地址:https://gitee.com/renbei888/series_circuit_model/attach_files

材料清单 材料清单
1x
microbit
1x
角度传感器
1x
microbit扩展板
1x
导线
Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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