Радиотехника в игрушках

       Проект на тему:

Радиотехника в игрушках

Работу выполнил: воспитанник 3 в класса Харчев Дмитрий

Содержание:

1.Введение

2.Исследовательская часть:

             1)Изучение литературы

             2)Практическая работа

3.Выводы

4.Литература

                   Введение.

Всем детям когда-нибудь дарят механические игрушки. Это машинки, самолеты, роботы, пистолеты и много всяких других.  Они все работают от батареек, ездят, летают, стреляют, поют. Дарили такие и мне. Всегда наигравшись, я разбирал их, чтобы посмотреть, как они устроены. Но ничего не понимал. Мне захотелось разобраться, для чего все это и как это работает. Почему в одних игрушках две батарейки, а в других четыре? Почему в одних мало проводов и только один выключатель, а в других много, и целый набор непонятных коробочек? И откуда берется электричество в батарейках? И почему батарейки можно брать руками, а в розетку лазить нельзя?

  Для того, чтобы во всем разобраться я стал ходить на секцию радиодела.

Исследовательская часть

Изучение литературы

Для начала, мне нужно было понять основы электротехники.

 Что такое электрический ток?

Все вещества в мире, а значит все предметы  вокруг состоят из очень маленьких частиц- молекул, а они, в свою очередь, состоят из более маленьких- атомов.

Если смотреть издалека на лес, то он кажется  одной темной полосой , как кусок железа. Когда подходишь ближе к лесу, видишь уже отдельные деревья, в куске железа- это атомы железа. Лес состоит из деревьев, так же железо состоит из атомов. Но лес бывает разным, хвойный лес отличается от лиственного. Так же и молекулы разных веществ отличаются друг от друга.

Если подойти ближе к дереву, то можно увидеть, что оно состоит из ствола, веток и листьев.  Так же и атомы вещества состоят из ядра (ствола) и электронов (листьев).

Ствол тяжелый, и ядро тяжелое, оно составляет положительный электрический заряд.  Листья легкие и электроны легкие, они создают отрицательный электрический заряд.

У разных деревьев стволы имеют разное количество веток и листьев. Так же и атомы имеют разное количество  электронов. Электроны кружатся вокруг ядра.

В лесу, между деревьев много опавших листьев. Ветер поднимает их и кружит между деревьями. Так же и в веществе. Например, в металле находиться некоторое количество свободных электронов, некоторые как листья, кружатся беспорядочно между атомами.

Если к концам куска металла (например гвоздя), присоединить провода, идущие от электрической батарейки, один конец его соединить с плюсом батарейки, подвести к нему положительный электрический потенциал, а другой коней с минусом батарейки, подвести к отрицательному электрическому потенциалу, то свободные электроны (отрицательные заряды), начнут передвигаться между атомами металла, устремляясь к плюсу батарейки. Это случается потому, что разноименные заряды, т.е. положительный и отрицательный заряды  притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются.

Свободные электроны (отрицательные заряды) в металле притягиваются к положительно заряженному выводу батарейки (источнику тока), и поэтому движутся внутри металла уже не беспорядочно, а по направлению к положительному источнику тока. Большое количество электронов, которые движутся внутри металла в одном направлении, составляет поток электронов. Т.е. эти движущиеся электрические заряды, образуют электрический ток.  Чем больше листьев в лесу гонит ветер, тем больше они заполняют воздух. Также, чем больше электрических зарядов протекает в металле, тем больше величина электрического тока.

Но не во всех веществах электрический ток может протекать свободно. Материалы, в которых электрические заряды движутся легко, называют проводниками электрического тока. В основном это металлы. В других материалах (фарфор, пластмасса, стекло), свободных электронов нет и электрический ток не протекает. Такие материалы называют изоляторами. Свободные электроны, которые имеются в проводнике электрического тока, можно сравнить с каплями воды. Сами по себе капли по отдельности , не создают водного потока. Но когда они собираются вместе и двигаются в одном направлении, получается ручей или речка, в которой течет вода. Сила этого водного потока зависит от того, с кокой высоты он падает. Маленький ручеек, который можно перешагнуть, не замочив ног, может крутить одно маленькое водяное колесо, «совершая работу». Так же и ток от маленькой батарейки способен обеспечить работу одной маленькой лампочки в фонарике или игрушке. Такой электрический ток безопасен, и не причинит вреда.

Совсем другое дело, когда река большая и горная. Она падает с большой высоты, и крутит много больших водяных колес, совершая большую работу. Этот поток может унести за собой и утопить.

Так же и большой электрический ток в розетке, может крутить электродвигатели, освещать и обогревать дома, а так же может убить человека. Речка может быть широкой или узкой, вода может течь быстрее или медленнее. Течение воды измеряют ее количеством за одну секунду.  Электрический ток измеряют количеством электронов, проходящих в проводнике за одну секунду. Это количество электронов в проводнике называют силой тока, и обозначают в Амперах (А). Небольшой ток в батарейках измеряют в милиАмперах. Еще электрический ток измеряют величиной-напряжением

Можно представить речку, которая течет с горы и впадает в озеро.

Чем больше высота горы, тем больше разница в уровнях воды на горе и в озере.

В электротехнике,  разница межу положительным выводом и отрицательным, называется напряжением и измеряется в вольтах.

Разные электрические приборы работают от разного напряжения . Например, мясорубка работает от 220 вольт. А лампочка в фонарике от батарейки 1,5 вольт.  Есть игрушки, которые работают от напряжения 6 вольт. Тогда батарейки подключаются одна после другой.1,5+1,5+1,5+1,5=6 вольт.

Так же можно подключить лампочки маленького напряжения к сети с большим напряжением. Например, новогодняя гирлянда.

22 лампочки по 10 вольт подключить одну за другой к сети 220 В.

22* 10 = 220 В

Практическая часть работы.

Что бы лучше все узнать, я решил изготовить действующую модель простой игрушки. Сначала, я научился паять, потому что все детали в радиотехнике соединяются пайкой. Пайка получается, когда детали соединяются расплавленным припоем олова. Сначала, обезжириваем детали канифолью, потом наносим олово.  Детали плотно соединяются, и между ними получается электрический контакт.

Все детали в радиотехнике располагаются на пластинке, которая является изолятором. Потом они соединяются проводниками (проводами).

На заводах электронных приборов печатные платы изготавливаются роботами из специальных пластин, покрытых медью, на которых процарапываются токопроводящие дорожки вместо проводников.

Для того, что бы мой макет игрушки заработал, мне понадобились 2 источника питания по 6 В.  Я использовал 8 батареек по 1,5 В.

Потом я поставил выключатели. Они служат для соединения и разрыва электрической цепи. Они похожи на разводные мосты.

Для изменения скорости и величины электрического тока, мне понадобился резистор (сопротивление). Эта деталь работает как плотина на речке, задерживает поток для того, что бы набралось необходимое количество воды.

Резисторы бывают постоянные и регулируемые. В моей схеме есть оба. Для управления направлением электрического тока в схеме есть транзисторы. Они похожи на регулировщиков на дороге, которые останавливая или пропуская поток машин, регулируют движение.

Так же в схеме есть светодиоды. Это такие маленькие лампочки.

Для механического движения игрушки, я подключил электродвигатель с  редуктором.

При замыкании цепи выключателем, электрический ток от источника питания проходит через сопротивление, потом в транзистор, который при помощи детали- мультивибратора, переключает ток сначала на один светодиод, потом на другой. Регулируемый резистор заставляет светодиоды моргать быстрей, или медленней. Другой выключатель замыкает цепь электродвигателя.

Выводы

Полученные знания помогли мне разобраться в устройстве игрушек, понять происхождение электрического тока. Теперь я знаю, для чего надо быть осторожным, когда используешь электроприборы большой мощности, чтобы не ударило током.  Не нужно браться голыми руками за оголенные провода, не засовывать металлические предметы в розетку, не разбирать электрические приборы, включенные в электрическую сеть.

Еще у меня появился интерес к большему изучению этой темы, к конструированию более сложных устройств.

Литература

1.Борисов В.Г. «Юный радиолюбитель».

2.Варламов А.Г. «Мастерская радиолюбителя».

3.Сайт в интернете «радиотехника для детей».