Pappírsrafrásir

Þetta verkefni gengur út á það að búa til einfalda rafrás úr flötum leiðurum sem lagðir eru á pappír.

Efni og áhöld

  • Pappír (t.d. kartonpappír og/eða venjulegur pappír með áprentaðri rafrás)
  • Koparlímband, eða álpappír og límstautur
  • Flatar rafhlöður (t.d. CR2023)
  • Ljóstvistar (LED perur)

Valkvæm áhöld:

  • Skæri og liti til að klippa út skemmtileg form og lita, eða útfæra flóknari virkni í pappírinn
  • Fjölmæli sem mælir leiðni til þess að finna sambandsleysi í rafrásunum

Framkvæmd

 

1

Prentaðu út rafrásina og klipptu út einn Klipptu A4 örk af kartonpappír í tvennt eða fernt (ert þá komin(n) með A5 eða A6 örk) og teiknaðu munstrið á meðfylgjandi mynd á það.
Það má leggja koparlímbandið beint á kartonið, en það hjálpar til við að skipuleggja hvar koparinn á að liggja að teikna rásina fyrst.

2

Leggðu koparlímbandið eftir leiðurunum (heilu línunum).
Gættu þess að beygla límbandið frekar en að rífa það. Beyglað koparlímband hefur góða leiðni eftir koparnum en síðri þvert á límið.

3

Taktu ljóstvist, merktu langa legginn með tússi eða með því að beygla endann á honum, og beyglaðu svo fæturna á honum út í splitt eins og á mynd.
Það skiptir máli hvernig ljóstvisturinn snýr. Langi endinn þarf að vera við jákvæða skaut rafhlöðunnar (+ megin).

4

Leggðu ljóstvistinn á koparlímbandið þannig að langi endinn (sá sem þú merktir) sé við jákvæða skautið (+ megin), og límdu hann niður með koparlímbandsbútum.
Festu endana þannig að þeir nái góðri snertingu við neðri koparrenninginn.

5

Leggðu rafhlöðuna á hringinn sem er merktur fyrir rafhlöðuna þannig að jákvæði póllinn (flata hliðin sem er merkt +) snúi niður.
.

6

Beyglaðu upp á hornið þannig að koparrenningurinn sem nær út að horninu leggist ofan á neikvæða pól rafhlöðunnar (hliðin með munstrinu sem er með rúnnuðu hliðunum).
Nú á að kvikna á perunni!

Ef það kviknar ekki ljós...

Ef það kviknar ekki ljós er rétt að fara yfir hvern þátt rásarinnar og kanna hvort vandinn leynist þar:

  1. Kannaðu hvort ljóstvisturinn snúi öfugt. Auðveldasta leiðin er að prófa að snúa rafhlöðunni við.
  2. Kannaðu hvort rafhlaðan sé ekki örugglega í lagi. Einfalda leiðin er að leggja ljóstvist yfir póla rafhlöðunnar. Ef þú ert með fjölmæli geturðu mælt spennu rafhlöðunnar. Hún er gefin upp fyrir 3 V, en þegar hún er ný getur hún verið með enn hærri spennu. Það fer eftir ljóstvistinum hversu háa spennu hann þarf.
  3. Kannaðu hvort ljóstvisturinn snerti neðri koparrenningana ekki nógu vel. Ýttu vel á efri límbandsbútana til að þeir haldi vírunum vel niðri.
  4. Kannaðu hvort koparrenningarnir liggi ekki örugglega við sitt hvorn enda rafhlöðunnar.
  5. Kannaðu hvort koparrenningarnir séu örugglega samtengdir. Ef renningarnir eru slitnir og tengdir saman með því að líma einn ofan á annann næst tenging, en hún er ekki eins góð og í heilum renningi. Prófaðu að þrýsta vel á tengingar þar sem renningarnir eru límdir saman. Ef þú ert með fjölmæli er góð leið að mæla spennuna á milli enda ljóstvistsins þegar rafhlaðan er tengd við koparrenningana. Ef það mælist engin spenna eru mæliþreifurnar lagðar á koparrenningana nær og nær rafhlöðunni þar til þær fara yfir þann stað þar sem samandsleysið er og þannig er það staðsett.

Gagnlegar ábendingar

Til að þurfa ekki að halda rásinni lokaðri getur verið gott að nota bréfa- eða möppuklemmur.

Til að bæta við fleiri ljóstvistum þarf að hliðtengja þær. Þær eru þá tengdar allar með jákvæðu hlið sína (langa vírinn) við sama koparrenning sem er tengdur jákvæða póli rafhlöðunnar og neikvæðu hlið sína við annan koparrenning sem er tengdur neikvæða póli rafhlöðunnar.

Ef ljóstvistarnir eru raðtengdir (þá er fyrsti ljóstvisturinn tengdur með jákvæðu hlið sína í jákvæða pól rafhlöðunnar og þá neikvæðu í jákvæðu hlið næsta ljóstvists, og svo þannig koll af kolli þar til síðasti ljóstvisturinn er tengdur við neikvæða pól rafhlöðunnar) þarf meiri spennu en ein rafhlaða getur annað. Það má alveg ná því í gegn með því að stafla (raðtengja) fleiri rafhlöðum, en í flestum tilvikum er hliðtengingin einfaldari.

Ljóstvistarnir þurfa mismikla spennu og því er ekki alltaf hægt að blanda öllum ljóstvistum saman í hliðtengda rás. Algengt er að rauðir og gulir ljóstvistar þurfi 2,0-2,2 V spennu en grænir og bláir þurfi 3,0-3,2 V spennu. Ef rauður og blár ljóstvistur eru hliðtengdir flæðir svo til allur straumurinn í gegnum þann rauða vegna þess að hann þarf minni spennu og þá kviknar ekki á þeim bláa.

Hvað er í gangi?

Ítarefni

Sýndartilraunir frá PhET: