Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • barnetrinn 5-7
  • ungdomstrinn 8-10

Lag den elektriske regulatoren for vifta

I den elektriske kretsen kan spenningen som batteriet gir, bli for sterk, slik at vifta blåser for sterkt. Det må settes en brems eller demper i kretsen – en motstand. Ønsker vi flere hastigheter, må vi kunne variere spenningen til motoren med flere motstander koplet sammen. Denne sammenkoplingen kan gjøres på to måter: seriekopling eller parallellkopling.

Det er enklest å lage en vifteregulator med seriekobling. 

  1. Velg hvor mange reguleringstrinn du ønsker. Figur 1 viser koplingen som gir fire reguleringstrinn, og figur 2 viser en skisse og et koplingsskjema for disse  fire koblingsmulighetene. Her trenger du tre motstander i kretsen
  2. Kopl sammen motor, batteri, batteriklips og motstandene til en krets som vist i figur 1. Få flere tips om hvordan beina på motstandene skal tvinnes sammen under "praktiske tips".
  3. Ledningen fra batteriet til motstandene skal fungere som en pekebryter og må kunne flyttes slik de stiplede linjene i figur 2 viser. Stiplet linje viser mulige koplingspunkter for denne "bryteren". Mens heltrukken linje viser en valgt kobling - med to aktive motstander i kretsen.
  4. Monter de elektroniske komponentene i viftehuset og sett på propellen du har laget.
  5. Test reguleringen av vifta ved å holde pekebryteren på ulike koblingspunkter mellom motstandene.
  6. Lodd sammen alle koblingspunktene. Motstander, batteri, løse ledninger osv kan festes med en dråpe varmlim.
Figur 1: Vifte med koplingspunkter Vifte - ferdig
Figur 1: Vifte med koplingspunkter og en mulig design av viftehuset
Tegning av kretsen for regulator. Illustrasjon: Runar Baune Koplingsskjema med symboler for regulator. Illustrasjon: Runar Baune
Figur 2: Skisse og koplingsskjema for vifta. M står for motor.

Praktiske tips

Pekebryter

Bryteren kan du lage ved å avisolere ledningen og surre den til en binders eller en aksling / stråltråd (Ø 2 mm). Se figur 3. Overgangen mellom ledningen og bindersen / akslingen må loddes. Loddepunktet kan pyntes med en 2-3 cm krympestrømpe: Tre krypestrømpen på ledningen til den skjuler loddepunktet og stryk loddebolten over krympestrømpen til strømpen krymper tett inntil loddepunktet.

Figur 3: Pekebryter Figur 3: Pekebryter

Binders som batteriklips

Binders som batteriklips er billig og enkelt. Figur 4 viser et eksempel med tilkopling av et 4,5 V- batteri.

Figur 4: Binders som batteriklips Figur 4: Binders som batteriklips

Hvis du lager viftehus i plast

Ønsker du i din design å skjule motstandene under en boks i plast, kan du bore hull (Ø 2 mm) i plasten og stikke endene på motstandene opp gjennom hullene slik figur 1 antyder. Ved å hold pekerbryteren mellom de to bena ned mot boksen og tvinn sammen endene av motstandene på oversiden, lager du et øye. Øyet kan du bruke som koplingspunkt ved å stikke pekerbryteren inni.

Alternativt kan du bore 2 hull pr koplingspunkt (Ø 2 mm) med en avstand på 8 – 10 mm mellom punktene. Det ene benet på motstanden trer du opp av det ene hullet og ned gjennom det andre til en liten ”bøyle”. Der tvinnes det sammen med neste motstand, osv. Den lille bøylen kan være grei å feste en bindersbryter til. Se figur 5.

Tvinning av endene til motstandene. Illustrasjon: Runar Baune Tvinning av endene til motstandene. Illustrasjon: Runar Baune

 

Fargede ledninger

For lettere å holde oversikt over sammenkoplingene, er det lurt å brukle RØD ledning på PLUSS-siden i kretsen og SORT ledning pøå MINUS-siden av kretsen, slik figur 1 og 2 viser.

Faglig forklaring

Vifta kan også lages ved parallellkobling. Her er litt teori for begge typene kobling.

Seriekopling

Tegning av kretsen Koplingsskjema med symboler
Tegning av kretsen for regulator. Illustrasjon: Runar Baune Koplingsskjema med symboler for regulator. Illustrasjon: Runar Baune

For seriekopling gjelder   RT  =  R1  +  R2  +  R3  +  R4  +  … +  Rn
RT betyr totalmotstanden
Rn (R med indeks) betyr den enkelte motstanden i koplingen
n betyr antallet motstander

Totalmotstanden i en seriekopling blir større når flere motstander koples etter hvertandre og den er lik summen av de enkelte motstandene.

Hvis de enkelte motstandene har lik resistans, altså

R1   =    R2     =   R3     = … =   Rn

så blir totalmotstanden

RT   =   n · Rn

Eksempel: Er det 4 motstander hvor begge har en verdi på 10 Ω,
blir totalmotstanden 4 · 10 Ω   =   40 Ω

Dette bruker vi på vifta til å regulere farten: Jo flere motstander som er koplet i serie, jo større motstand, og jo mindre fart på vifta.

Parallellkopling

Tegning av kretsen Koplingsskjema med symboler
Parallellkopling - tegning av kretsen Parallellkopling - koplingsskjema med symboler

For parallellkopling gjelder   1/RT  =  1/R1   +   1/R2   +   1/R3   + … +  1/Rn

RT betyr totalmotstanden
Rn (R med indeks) betyr den enkelte motstanden i koplingen
n betyr antallet motstander
 
Eksempel 1: Med 2 like motstander parallelt

1/RT  =   1/R   +   1/R

1/RT  =   2/R   dvs.   RT  =  R/2

Hvis begge motstandene  er på 50 Ω, blir totalmostanden på 25 Ω

Eksempel 2: Med 3 like motstander koplet parallelt

1/RT  =   1/R   +   1/R +   1/R

1/RT  =   3/R   dvs.   RT  =  R/3

Hvis 3 motstander er på 50 Ω, blir totalmotstanden på 16,7 Ω.

Talleksemplene viser at totalmotstanden blir lavere om vi kopler flere motstander sammen i en parallellkopling.

NB!  Formelen kan brukes selv om motstandene har ulike verdier.

Dette bruker vi på bordvifta til å regulere farten: Jo flere motstander koplet i parallell, jo lavere resistans og jo større fart på vifta.

Materialer og utstyr

  • motor, 6- 9 volt
  • motstander, 10 ohm (ved seriekobling), 50 ohm (ved parallellkobling)
  • batteriklips
  • ledninger, rød og svart
  • batterier, 9 V
  • tang
  • avisoleringstang
  • loddetinn, blyfritt
  • loddebolter, 30 W eller mer
  • loddestativ
  • lim, plastlim eller varmlim
  • krympestrømpe