Творческое задание, страница 49 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Творческое задание

Придумайте электрическую схему, которая позволяла бы включать и выключать лампу в длинном коридоре, находясь в любом его конце. Нарисуйте принципиальную схему такой цепи. Соберите электрическую цепь по своей схеме и продемонстрируйте её действие в классе.

Придумайте электрическую схему, которая позволяла бы включать и выключать лампу в длинном коридоре, находясь в любом его конце.

Для решения этой задачи необходимо использовать не обычные выключатели, а специальные — так называемые проходные или перекидные выключатели. В отличие от стандартного выключателя, который имеет два контакта и просто замыкает или размыкает цепь, проходной выключатель имеет три контакта: один общий (входной) и два переключаемых (выходных). Он работает по принципу переключателя, направляя ток с общего контакта на один из двух выходных.

Идея схемы заключается в следующем: в цепь последовательно с лампой устанавливаются два таких проходных выключателя, по одному в каждом конце коридора. Фазный провод от источника питания подключается к общему контакту первого выключателя. Два выходных контакта первого выключателя соединяются с двумя соответствующими выходными контактами второго выключателя. Общий контакт второго выключателя подключается к лампе, которая, в свою очередь, соединена с нулевым проводом. Электрическая цепь будет замкнута (и лампа будет гореть) только тогда, когда оба выключателя направляют ток по одной и той же из двух параллельных линий, соединяющих их. Изменение положения любого из выключателей разрывает текущую цепь. Если лампа была выключена, то изменение положения любого выключателя создает новый замкнутый путь для тока, и лампа загорается. Если же она горела, то переключение размыкает цепь, и лампа гаснет.

Ответ: Для управления освещением из двух мест используется схема с двумя проходными (перекидными) выключателями, которые позволяют изменять состояние цепи (вкл/выкл) независимо друг от друга.

Нарисуйте принципиальную схему такой цепи.

Принципиальная электрическая схема управления лампой из двух мест выглядит следующим образом. На схеме обозначены: L — фазный провод, N — нулевой провод, В1 и В2 — проходные выключатели, Л — лампа.

На представленной схеме лампа не горит, так как цепь разомкнута. Выключатель В1 направляет ток на верхний провод, в то время как выключатель В2 подключен к нижнему проводу. Если изменить положение любого из выключателей, цепь замкнется, и лампа загорится. Например, если переключить В1 в нижнее положение, ток пойдет по пути: L → В1 (нижний контакт) → нижний провод → В2 → Л → N, и лампа включится.

Ответ: Принципиальная схема включает источник питания, два проходных выключателя и лампу, соединенных таким образом, что изменение положения любого выключателя инвертирует состояние лампы (включено/выключено).

Соберите электрическую цепь по своей схеме и продемонстрируйте её действие в классе.

Для сборки и демонстрации цепи потребуются следующие компоненты: источник питания (для безопасности в классе рекомендуется использовать низковольтный источник постоянного тока, например, батарейку или блок питания на 9-12В), лампочка накаливания или светодиод на соответствующее напряжение с патроном (и токоограничивающим резистором для светодиода), два проходных (перекидных) выключателя и соединительные провода.

Порядок сборки цепи следующий (важно: все работы проводить при отключенном источнике питания!). Во-первых, подключите положительный полюс (+) источника питания к общему (центральному) контакту первого выключателя (В1). Во-вторых, возьмите два провода и соедините два крайних (выходных) контакта выключателя В1 с двумя соответствующими крайними контактами второго выключателя (В2). В-третьих, общий (центральный) контакт выключателя В2 соедините с одним из контактов лампочки. В-четвертых, второй контакт лампочки подключите к отрицательному полюсу (−) источника питания.

Демонстрация работы: после сборки цепи установите выключатели в произвольное положение. Сначала щелкните одним выключателем (например, В1). Состояние лампы изменится на противоположное (если горела — погаснет, если не горела — загорится). Затем щелкните вторым выключателем (В2). Состояние лампы снова изменится на противоположное. Повторение этих действий в разной последовательности докажет, что из любого конца коридора (от любого выключателя) можно управлять светом независимо.

Ответ: Цепь собирается из источника питания, двух проходных выключателей, лампы и проводов согласно схеме. Демонстрация заключается в поочередном переключении выключателей, при котором каждое переключение изменяет состояние лампы на противоположное, что подтверждает возможность независимого управления светом из двух точек.