Cesty elektřiny

1 Elektromagnetická indukce

Pohybuj cívkami v poli permanentního magnetu a na displeji pozoruj napětí, které v cívkách vzniká. Jaký vliv na napětí má natočení cívek a počet jejich závitů?

Nápověda

Jednotlivé cívky musíme nejprve propojit kabelem k měřícímu přístroji (tedy přepojujeme konektor kabelu mezi jednotlivými cívkami)

Poté s nimi jezdíme pod magnetem a sledujeme, jestli rozkmitají ručičku elektrického napětí. Protože napětí závisí i na rychlosti pohybu, snažíme pohybovat všemi cívkami zhruba stejně rychle. Porovnáváme výsledky pro různé počty závitů a natočení cívky. Můžeme hledat radu i v popisku exponátu.

Řešení

Napětí vzniklé pohybem cívek bude tím větší

a) čím víc bude smyčka naležato (a tedy jí bude procházet víc magnetických indukčních čar, které směřují od jednoho pólu magnetu k druhému)
b) čím více závitů cívka má

2 Šlapací elektrárna

Který spotřebič potřebuje k provozu nejvíce energie?

Nápověda

Vyzkoušej si pohánět všechny přístroje a zamysli se nad rozdíly, na které přijdeš.

Řešení

Nejvíce energie na rozsvícení potřebují halogeny u automobilu.

3 Přílivová elektrárna

Mohla by přílivová elektrárna (nebo vodní elektrárna) fungovat i ve stojaté vodě - například uprostřed rybníka či přehrady?

Nápověda

Pozoruj, co se ve válci děje, pokud s ním nehýbeš a co se změní ve chvíli, kdy s ním pohneš. Co roztáčí turbínu?

Řešení

Turbína každé elektrárny je poháněna nějakým prouděním - v tepelných elektrárnách je to proudění zahřáté vody, ve vodních elektrárnách na řekách a přehradách se využívá energie vody, která teče řekou. Pohyb větru roztáčí vrtule větrných elektráren.
V přílivových elektrárnách je zdrojem pohybové energie střídající se příliv a odliv. Voda proudí směrem na pevninu a poté zase zpět od ní v pravidelných intervalech. To znamená, že ve stojaté vodě by elektrárna nefungovala, nemělo by ji co roztáčet.

4 Tepelná elektrárna

Exponát rozděluje proces v elektrárně pomocí barev rámečků na čtyři oblasti. Co podle tebe každá barva značí?

Nápověda

Sestav celý proces, který v elektrárně probíhá, a zaměř se na to, které součásti mají stejně barevný rámeček. Zkus přijít na téma, které je spojuje.

Řešení

5 Ruční baterie

Ve dvou lidech zkus zapojit dvě baterie zároveň tak, aby výsledné napětí bylo 0. Každý si vybere jednu elektrodu napravo (položí pravou rukou) a jednu odlišnou elektrodu nalevo (položí levou rukou). Jaká kombinace nám dá nulové napětí?

Nápověda

Pokud určité napětí vzniká mezi dvěma různými materiály, stejně velké (ale opačně orientované) vznikne pokud materiály prohodíme. V našem zapojení se napětí od jednotlivých osob sčítá.

Řešení

Nulové napětí vznikne když si vybereme elektrody zrcadlově obráceně (např. jeden má ruce položené na měděné vlevo a hliníkové vpravo a druhý na hliníkové vlevo a měděné vpravo). Protože je část napětí lidské baterie ztracena na kůži, záleží i na tom jestli se oba dotýkáme elektrod stejně (stejné plochy rukou, stejně mokré/suché ruce)

6 Jacobův žebřík

Proč stoupá výboj po žebříku nahoru?

Nápověda

Zamyslete se nad tím, jaké věci stoupají (např. ve vzduchu) samovolně nahoru.

Řešení

Kanálem výboje teče elektrický proud, který při průchodu vzduchem vytváří teplo. Protože je ohřátý vzduch řidší než vzduch studený, bude stoupat vzhůru a přitom unášet výboj s sebou.

7 Sériové a paralelní zapojení

Zkus rozsvítit všechny žárovky najednou. Jaký vidíš rozdíl mezi obvodem nalevo (sériovým) a tím napravo (paralelním)?

Nápověda

Pohrajeme si s otočnými spínači, dokud nebudou svítit všechny žárovky. Pak porovnáváme oba dva obvody a hledáme rozdíly.

Řešení

Rozdíl je především v napětí a proudu spotřebičů (paralelní zapojení znamená stejné napětí na všech paralelně zapojených spotřebičích, zatímco sériové znamená stejný proud).

V praxi je důležité, že při paralelním zapojení je proud spotřebičem určen jen jeho vlastnostmi a ne jiným spotřebičem. Tedy například světlo žárovky (závisí na proudu) nezeslábne při paralelním zapojení druhé.

8 Jak funguje dioda?

Pořádně si polovodičovou diodu prohlédni. Dá se poznat pouhým okem, jakou stranou jí musíš zapojit, aby rozsvítila světlo?

Nápověda

Musíme se zblízka podívat na diodu uvnitř válečku a prozkoumat její vzhled - dá se nějak odlišit jedna strana od druhé?

Řešení

Různé diody mají různá značení - ať už barevný proužek, delší drátek na jednom konci nebo větší plošku kontaktního plíšku. Tyto znaky obvykle označují kladný pól.

9 Elektrický motor

Kolika elektromagnety (cívkami) dokážeš roztočit magnet (motor)? Stačí ti jen dva? A dokážeš to jedním?

Nápověda

Zkusíme nejprve roztáčet pomocívšech tří cívek a postupně zkoušíme načasování zapojení jednotlivých cívek, tak aby nám stačily jen dvě.

Otáčet motor pomocí jediné cívky je obtížné, ale pokud je už motor roztočený povést se to může.

Řešení

Zatímco nám se tento úkol může povést i s jednou nebo dvěma cívkami, u opravdového motoru (tohoto typu) je kvůli spolehlivosti nutné využívat všechny tři cívky (jen dvěma bychom s trochou smůly motor mohli roztočit naopak).