Кнопка и моторчик
Та же цепь, но вместо света — вращение. Видно, как напряжение батарейки решает, быстро ли крутится вал.
Уровень подготовки: Новичок · Средний · Преподавателю
Кнопка и моторчик
Урок-близнец предыдущего: цепь та же, меняется только нагрузка. Педагогическая цель — показать, что цепи безразлично, что именно она питает, а форму работы задаёт деталь.
Живая схема — появится, когда загрузится страница.
Главное упрощение урока
Мотор смоделирован резистором 100 Ом. Поэтому на шаге «9 вольт» ток растёт ровно вдвое (45 мА против 90 мА), и приборы это честно показывают. Для настоящего двигателя такое правило неверно, и это стоит проговорить вслух: иначе дети унесут с урока готовое заблуждение.
Сто ом — это к тому же заметно больше, чем у настоящего маленького двигателя: у того обмотка в единицы ом, и в цепи от батарейки он взял бы ампер, а не сорок пять миллиампер. Модель сделана нарочно «спокойной», чтобы урок оставался про цепь, а не про мощные токи.
Что происходит на самом деле:
| Состояние вала | Ток | Почему |
|---|---|---|
| Стоит: пуск или заклинивание | Максимальный | Работает только сопротивление обмотки |
| Раскрутился без нагрузки | Малый | Противо-ЭДС почти компенсирует питание |
| Нагружен | Растёт | Обороты падают, противо-ЭДС уменьшается |
Модель соответствует первой строке. Она не мешает главному выводу урока — «ток делает работу», — но обобщать её на реальный мотор нельзя.
Как подать это без вранья
Младшим достаточно «сильнее батарейка — быстрее вал»: это правда и для модели, и для настоящего мотора. Средним уже стоит сказать про пусковой ток — он объясняет, почему и в играх, и в лаборатории мотор всегда стоит за драйвером L298N, а не на выводе платы.
Заблуждения
«Мотор потребляет столько, сколько написано на корпусе». На корпусе обычно рабочий ток. Пусковой больше в несколько раз, ток заклинивания — ещё больше.
«Не крутится — значит тока нет». Ровно наоборот: заклиненный мотор берёт максимум и греется.
«Кнопка включает мотор». То же самое, что и в первом уроке.
Что спросить в конце
- Лампочка 20 Ом и мотор 100 Ом, батарейка 4,5 В. Через какую деталь ток больше и во сколько раз? (Через лампочку, впятеро: 225 мА против 45 мА.)
- Почему мотор нельзя подключить прямо к выводу Arduino? (Вывод даёт десятки миллиампер, мотору нужны сотни; нужен ключ и отдельное питание.)
- Зачем рядом с мотором ставят диод?
- Куда девается энергия, если вал заклинило? (В тепло обмотки.)
Связки с другим материалом
Драйвер и обратный диод разбираются на практике — курс Практика, уровни про ЖД переезд и стиральную машину. Измерение тока в разрыве — урок Мультиметр.