MASZYNY SŁONECZNE

Transkrypt

1 IMPORTER: educarium spółka z o.o. ul. Grunwaldzka 207, Bydgoszcz tel. (52) , faks (52) , info@educarium.pl portal edukacyjny: sklep internetowy: MASZYNY SŁONECZNE Ogólne zasady użytkowania 1. Prosimy zapoznać się z instrukcją, przestrzegać zasad bezpieczeństwa i stosować się do niej. Zalecamy budowę modeli zgodnie z podaną numeracją. Dzięki temu będziesz w stanie zrozumieć zasady budowy, jak również tworzyć własne. 2., to konstruowanie i budowanie maszyn, przeznaczone dla dzieci powyżej 8. roku życia. Zostały stworzone po to, by pomóc w zrozumieniu takiego zjawiska jak energia słoneczna, a także działania energii słonecznej, podczas tworzenia różnych modeli. 3. Dla sprawnego działania zestawu wymagane będą 2 baterie AA, które nie są dołączone do zestawu. 4. Przed rozpoczęciem zabawy porozmawiaj z uczniami na temat zasad bezpieczeństwa i zagrożeniach wynikających z użytkowania urządzeń ruchomych. 5. Konserwowanie: czyścić zwilżoną szmatką. nie używać detergentów. Ostrzeżenie dla rodziców! Ta zabawka nie jest przeznaczona dla dzieci poniżej lat 3. Zawiera wiele drobnych części, które dziecko mogłoby połknąć. Przechowywać w miejscu niedostępnych dla małych dzieci. Przepisy bezpieczeństwa: - panel słoneczny nie wolno wystawiać na wysokie temperatury (np. żarówki), aby nie doszło do spięcia. - podczas napędzania pojazdów energią żarówki elektrycznej, nie pozwól dzieciom trzymać rąk zbyt blisko źródła, gdyż może dojść do poparzenia. - aby zestaw działał prawidłowo, należy użyć żarówki o mocy 60 W lub energii słonecznej - latarka nie ma wystarczającej mocy. - baterie powinny być w pełni naładowane. - akumulatorki można doładowywać tylko pod nadzorem osoby dorosłej. - baterie nie powinny być mieszane z akumulatorkami. - zaleca się używanie baterii tylko sprawdzonych producentów - należy zwrócić uwagę na polaryzację baterii. - bieguny baterii nie powinny być połączone, aby uniknąć spięcia. - stare baterie należy zutylizować. - przestrzegaj zasad recyklingu podanych na bateriach. Uwaga 1. Należy wyjąć baterie, jeśli zestaw nie będzie używany przez dłuższy czas. 2. Nieprawidłowe używanie baterii może spowodować ich wylanie, może też dojść do pożaru, eksplozji, czy uszkodzenia ciała. Płytka solarna, to płaskie urządzenie używające elektronicznej części, zwanej półprzewodnikiem, do przekształcenia energii słońca w energię elektryczną. W płytce solarnej, elektrony półprzewodnika pobudzone są do ruchu dzięki energii światła. Urządzenia solarne zostały tak zaprojektowane, aby elektrony przepływały w konkretnym kierunku, tworząc negatywny biegun w miejscu skupienia większej ilości elektronów i pozytywny biegun, Copyright 2012 for the Polish translation by educarium sp. z o.o.

2 w miejscu, gdzie elektronów jest mniej. To powoduje powstanie napięcia i natężenia prądu elektrycznego. Natężenie i napięcie w jednej płytce jest bardzo niskie. Aby wzmocnić ich siłę, łączy się płytki w całe serie. Panel solarny ma kilka płytek solarnych połączonych ze sobą. Wbudowane zostały w czarne paski ułożone pod ochronną pleksi. Przekręcając cały panel, można ujrzeć dokładnie każdą płytkę solarną. To dokładnie taki sam panel jaki można zauważyć na niektórych dachach. Oczywiście nasza płytka jest mniejsza i wytwarza mniej prądu. Każda z obudów płytek solarnych ma poprowadzony dookoła niej przewodnik, do przekazywania pozytywnego i negatywnego napięcia, wytworzonego przez płytki, do kabli przewodzących, doczepionych do pojemnika baterii. Silnik solarny Silnik solarny jest używany do napędzania modeli elektrycznością, wytworzoną przez panel solarny lub baterię (AA) umieszczoną w pojemniku. W urządzeniach mechanicznych możliwe jest, by generator produkował elektryczność za pomocą siły mechanicznej. Uruchamianie generatora przez panel solarny Generator można uruchomić na wiele różnych sposobów. Spróbuj sam poeksperymentować. 1. Zamontuj panel solarny na pojemniku baterii. 2. Za pomocą kabli połącz generator z pojemnikiem baterii. Podczas podłączania generatora, panelu i pojemnika baterii spójrz uważnie na plus (+) i minus (-). Czerwony panel, to dodatni, czarny - ujemny. 3. Do generatora włóż oś prowadzącą i zamontuj na nim mechanizm łańcuchowy S. 4. Zabierz zbudowany model na słońce i ustaw panel solarny dokładnie na promienie słoneczne, które będą napędzały generator. Możesz zobaczyć wyraźnie, w jaki sposób porusza się mechanizm łańcuchowy. 5. Możesz zamienić kable podłączone do generatora, lub te podłączone do pojemnika baterii. W obu przypadkach ruch mechanizmu łańcuchowego się zmieni. Używanie ładowarki baterii za pomocą panelu solarnego Dioda pozwala na jednokierunkowy przepływ napięcia elektrycznego. Symbol elektryczny (strzałka) pokazuje, w którym kierunku powinien płynąć prąd. Ogólnie rzecz biorąc, jedynie napięcie płynące do przodu, o sile 0,7 V będzie w stanie przepłynąć przez cały obwód. Jeżeli napięcie płynie w przeciwnym kierunku (z powodu naprzemiennego podłączenia kabli elektrycznych) zostanie ono zablokowane. Kiedy panele solarne zostaną oświetlone przez promienie słoneczne, napięcie zacznie płynąć w kierunku dodatniego bieguna baterii i powoli jest magazynowane w pojemniku. Kiedy słońce zajdzie, pomimo zmniejszenia naświetlenia, dioda nadal powstrzymuje napięcie przed przepływem w przeciwnym kierunku. Używanie generatora za pomocą dwóch baterii AA W przypadku, kiedy nie ma wystarczającego słońca, używając zestawu w domu lub w nocy, możemy zdjąć panele solarne z naszej konstrukcji, a w ich miejsce włożyć dwie baterie (rozmiar AA) i zestaw nadal będzie działał. Możliwe jest dodawanie większej ilości pojemników baterii z zamontowanymi panelami solarnymi (z innego zestawu) lub z bateriami, aby wzmocnić moc zestawu. Panele solarne i bateria doskonale pracuje razem. Copyright 2012 for the Polish translation by educarium sp. z o.o. 2

3 Zestaw Zestaw zawiera spasowane ze sobą koła zębate, regulujące prędkość i kierunek poruszania się osi i zaokrąglonych końcówek, które pod odpowiednimi kątami zmieniają kierunek poruszania samych osi. ćwiczenie 1 Spasuj czerwone, dwudziestoząbkowe koło zębate, między dwoma żółtymi, sześćdziesięcioząbkowymi. Przekręć A. Czy B obraca się szybciej, wolniej, czy z taką samą prędkością? Jeśli obrócisz A w przeciwną stronę, w którą stronę obróci się B? Czy myślisz, że gdyby zębatka C była większa, zrobiłoby to jakąś różnicę? Spróbuj. Zauważyłeś jakąś różnicę? Czy wiesz że? Zębatkę w środku nazywamy mechanizmem pasywnym - łączy dwie zębatki, ale nie napędza nic sama w sobie. ćwiczenie 2 Połącz 4 małe zębatki w jednym rzędzie na jednej kracie. Co możesz powiedzieć o kierunku ich obracania? Połącz dwie żółte zębatki z jedną niebieską (tak jak pokazano na rysunku). Dlaczego nie chcą się ruszać? ćwiczenie 3 1. Użyj 2 czerwonych i 2 żółtych zębatek i zmontuj jak pokazano. 2. Ile razy musisz obrócić A, żeby zębatka D zrobiła pełny obrót? Mała zębatka A obraca zębatkę B w stosunku 3 :1. Zębatka C ma dokładnie taki sam stosunek do zębatki D. Czy wiesz już, że należy zrobić aż 9 obrotów zębatką A, żeby zębatka D zrobiła pełen obrót? Stosunek A do B wynosi 3:1, a C do D też 3:1, więc stosunek A do D równa się 3 x 3 do 1 x 1, a więc 9:1. ćwiczenie 4 1. Dodaj trzecią czerwoną zębatkę i zamontuj ją na osi X. Dlaczego konstrukcja się blokuje? 2. Dodaj do konstrukcji jedną niebieską zębatkę i kolejną czerwoną zębatkę. Czy potrafisz matematycznie obliczyć, jaki teraz będzie stosunek konstrukcji? Policz obroty. Jaki jest wynik? ćwiczenie 5 Ta konstrukcja składa się z czerwonych i żółtych zębatek. Mamy tutaj cztery pary każdego rodzaju zębatek. Każda z par oznacza stosunek 3:1. Ogólny stosunek będzie w takim razie 3 x 3 x 3 x 3, a więc 81. Tak więc jeśli zębatka B wykona 81 obrotów, wtedy zębatka A wykona jeden pełny obrót. Copyright 2012 for the Polish translation by educarium sp. z o.o. 3

4 1. Jeśli obrócisz zębatkę A jeden raz, zębatka B obróci się 81 razy! Czy możesz dodać jeszcze jedną parę, aby stosunek wynosił 243 do 1? Ślimacznica Ślimacznica jest używana, aby znacznie zmniejszyć prędkość, a zwiększyć siłę. Kiedy zostanie spasowana z czerwoną zębatką, stosunek spadnie do 20 : 1. Posiada cechę nie-cofania, co sprawia, że można jej używać bezpiecznie w windach zmieniając kierunki w dół i w górę. 1. Przekazywanie energii w zębatkach łańcuchowych zależy bardziej od samego łańcucha niż od dopasowania zębatek. Wypustki zębatek muszą spasować się z łańcuchem. Pracujące przekątne zębatek to 10 mm, 20 mm i 30 mm. Konstruując zębatkę łańcuchową upewnij się, że łańcuch nie jest ułożony zbyt ciasno, jak i nie jest zbyt luźno, aby nie tracić mocy przekazywania. Jeśli długość nie jest odpowiednia, lepiej żeby było trochę luzu niż aby było za ciasno. Takie systemy można znaleźć w rowerze czy ruchomych schodach. 2. Połącz zębatkę 10 mm z zębatką 30 mm tak jak pokazano na rysunku. 3. Użyj wkładu do długopisu lub czegoś podobnego, aby przekręcić zębatkę B. W którą stronę obraca się A? Czy byłoby tak samo, gdyby były ze sobą spasowane? Ile razy musisz obrócić A, żeby B zrobiła pełny obrót? Stosunek obrotu będzie więc do. 4. Powtórz eksperyment z różnymi rodzajami zębatek, a następnie stwórz i wypełnij tabelę dla każdego z eksperymentów. 5. Połącz za pomocą łańcucha dziesięcioząbkową zębatkę i dwie trzydziestoząbkowe. Obróć A zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Co dzieje się z zębatkami B i C? Czy obracają się w tym samym kierunku? Czy obracają się z tą samą prędkością? 6. Stwórz konstrukcję jak na rysunku. Obróć A zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara. Co dzieję się z zębatkami B i C? Czy obracają się w tym samym kierunku? Czy obracają się z tą samą prędkością? 7. Łącząc ze sobą dwa zestawy zębatek można osiągnąć trzy różne prędkości obracania. Ten system jest szeroko używany w przerzutkach rowerowych, z zamontowanym systemem zmiany zębatek. Rady dotyczące budowania modeli 1. Kołki i łączniki osi mogą być użyte również do łączenia prętów i szkieletów. Jednak tylko łącznik osi może sprawić, aby pręt przyczepiony do ramy się obracał. 2. Użyj dłuższej osi do wyjęcia łączników ze szkieletu. 3. Ramki mogą być ze sobą łączone na końcach. 4. Montując zębatkę na ramie powinno się zostawić około 1 mm przerwy, aby uniknąć tarcia podczas ruchu. Dzięki temu ruch będzie płynny. Copyright 2012 for the Polish translation by educarium sp. z o.o. 4

5 5. Zakładając łańcuch na zębatki należy upewnić się, aby nie był za luźny, jak i zbyt napięty, aby energia była w pełni przekazywana. Jeżeli nie można dopasować idealnie, lepiej aby pozostało trochę luzu. 6. Łańcuchy można ze sobą łączyć na końcach do określonej długości. 7. Upewnij się, aby łańcuchy były gładko ze sobą połączone, aby nic nie zahaczało podczas ruchu. 8. Używaj końcówki chwytaka do wyjmowania kołków. 9. Używaj drugiej końcówki chwytaka do wyjmowania baterii z pojemnika. 10. Blokady zębatek można zakładać, aby zapobiec ich zsuwaniu się z osi. 11. Kable elektryczne można zamocować, zawiązując ich luźne części na osi. 12. Nałóż gumowy ring na okrąg, aby uformować pełne koło. Copyright 2012 for the Polish translation by educarium sp. z o.o. 5