4° Γυμνάσιο Π.ΦαλήρουΕργασία στην ΤεχνολογίαΤης μαθήτριας Χριστίνας ΜπαουτίσταΜε θέμα:Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα

Φεβρουάριος 2012

1

ΠεριεχόμεναΣελ.

1. Γενικές πληροφορίες για εργαλεία και μηχανές 12. Διαφορές εργαλείων και μηχανών 63. Γενικές πληροφορίες για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα 74. Κατασκευή 84.1 Υλικά 84.2 Εργαλεία 84.3 Τρόπος κατασκευής 8 4.4 Κόστος 85. Βιβλιογραφία 96. Ευχαριστίες 10

2

ΠληροφορίεςΕργαλεία

Την ανάγκη για χρησιμοποίηση εργαλείων την ένιωσε ο άνθρωπος από την παλαιολιθική εποχή.

Κατασκεύαζε πέτρινα εργαλεία και όπλα, λαξεύοντας τους λίθους που βρίσκονταν δίπλα στη σπηλιά του. Πολλά τέτοια εργαλεία έχουν βρεθεί από τους αρχαιολόγους στους διάφορους παλαιολιθικούς οικισμούς. Πιστεύεται όμως ότι η ανακάλυψη του εργαλείου έγινε παλιότερα.Το πρώτο εργαλείο φαίνεται ότι ήταν ένα ξύλο, που τον βοηθούσε να κατεβάζει τους καρπούς από τα δέντρα. Φαίνεται ότι, με την πνευματική του εξέλιξη, ο άνθρωπος άρχισε να αφήνει τα εργαλεία που του πρόσφερε η φύση και να κατασκευάζει μόνος του. Μεγάλη σημασία στην κατασκευή εργαλείων έπαιξε η ανακάλυψη της φωτιάς.Με τη φωτιά κατορθώνει να επεξεργαστεί τα μέταλλα και να κατασκευάσει εργαλεία και καλύτερα, αλλά και πιο γερά. Έτσι μεταβαίνουμε από τη λίθινη εποχή στην εποχή του χαλκού. Στην εποχή αυτή γίνεται και η ανακάλυψη ότι ο χαλκός, άμα λειώσει μαζί με τον κασσίτερο, δημιουργεί ένα μείγμα, τον ορείχαλκο, που διαθέτει πολύ περισσότερα πλεονεκτήματα από ότι τα άλλα μέταλλα ξεχωριστά. Την εποχή αυτή κατασκευάζονται και τα πρώτα κομψοτεχνήματα από χαλκό ή χρυσάφι και ασήμι.Την εποχή του χαλκού ακολουθεί η εποχή του σιδήρου. Ο σίδηρος άργησε πολύ να ανακαλυφτεί από τον άνθρωπο. Μόλις το 1500 π.Χ. εμφανίζονται τα πρώτα εργαλεία από αυτόν. Στην Ελλάδα το μέταλλο αυτό έγινε γνωστό με την κάθοδο των Δωριέων, 1200 π.Χ. Τα εργαλεία είναι πιο ανθεκτικά, καλύτερα και θα διαδραματίσουν σπουδαίο ρόλο στην ιστορία της ανθρωπότητας. Έως το 1500 μ.Χ. τα εργαλεία και τα όπλα παρέμεναν βασικά τα ίδια με τα εργαλείο των αρχαίων. Εξαίρεση ίσως θα μπορούσε να θεωρηθεί η με την ανακάλυψη και χρησιμοποίηση της μπαρούτης κατασκευή κανονιών, η κατασκευή της πυξίδας κλπ. Βασικά όμως η πρόοδος της κατασκευής εργαλείων γινόταν με πολύ αργό ρυθμό, ήταν σχεδόν στάσιμη.Μεγάλη ώθηση στην κατασκευή αυτή έδωσε η ανακάλυψη του ατμού. Τώρα πλέον οι σιδερένιες κατασκευές δε χρησιμοποιούν καν τη δύναμη του ανθρώπου, για να δουλέψουν. Εδώ πρέπει να γίνει ένας διαχωρισμός της λέξης εργαλείο από τη λέξη μηχάνημα. Το εργαλείο είναι σχεδιασμένο, για να μεγαλώνει τη δύναμη του ανθρώπου χωρίς την οποίο δεν μπορεί να παράγει έργο. Το μηχάνημα μπορεί να παράγει έργο, χωρίς τη μεσολάβηση της μυϊκής δύναμης του ανθρώπου. Παρόλα αυτά, με την εξέλιξη, κατόρθωσε ο άνθρωπος να κατασκευάσει και εργαλεία που δουλεύουν από μόνα τους (μηχανικά εργαλεία) ή να χρησιμοποιήσει τα μηχανήματα σαν εργαλεία.Η ανακάλυψη του ατμού σημαίνει την αρχή μιας νέας εποχής, της εποχής της βιομηχανικής επανάστασης. Την εποχή αυτή έχει διαδεχθεί και η σημερινή εποχή, που χρησιμοποιώντας τις νέες δυνατότητες και τα διάφορα πορίσματα

3

των επιστημόνων, κατασκεύασε εργαλεία ακόμη και για πράγματα που ο πρωτόγονος άνθρωπος δεν μπορούσε να διανοηθεί.Τα απλά εργαλεία αποτελούν βασικά προέκταση των μελών του ανθρώπου. Τα περισσότερα βασίζονται πάνω στους νόμους των μοχλών και επιτρέπουν, μέσα σε ορισμένα όρια φυσικά, την καλύτερη αξιοποίηση της ανθρώπινης δύναμης. Σήμερα κατασκευάζονται από τα διάφορα είδη του ατσαλιού που υπάρχουν στο εμπόριο. Ακόμη χρησιμοποιούνται και διάφορα άλλα υλικά. Διαμάντια χρησιμοποιούνται στην κατασκευή εργαλείων για την υαλουργία, κεραμικά υλικά για την κατασκευή εργαλείων, που αντιμετωπίζουν μεγάλη θερμότητα κατά τη διάρκεια της εργασίας τους κ.α.Τα εργαλεία που χρησιμοποιούμε σήμερα είναι πάρα πολλά και χωρίζονται ανάλογα με την εργασία για την οποία προορίζονται σε:τεχνικά εργαλεία (ξυλουργικά, σιδηρουργικά, εργαλεία που χρησιμοποιούνται σε μηχανουργικές κατασκευές και που υποδιαιρούνται σε αυτά που χρησιμοποιούνται για την κοπή των μετάλλων, τα κοπτικά, σε αυτά που χρησιμοποιούνται για την απόξεση διάφορων επιφανειών, σε αυτά που χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση του υλικού που επεξεργαζόμαστε, σε αυτά που χρησιμοποιούνται για διάφορες συγκολλήσεις, σε αυτά που χρησιμοποιούνται, για να σφίγγουν με τη χρήση της βίδας δύο μέρη της ίδιας κατασκευής κλπ.),επιστημονικά εργαλεία (χειρουργικά, χημικά, γεωμετρικά, εργαλεία τοπογράφων κλπ.),γεωργικά εργαλεία (τσάπα, κασμάς, φτυάρι, κλαδευτήρι) και γεωργικά μηχανήματα (τρακτέρ, αλωνιστικές μηχανές),υδραυλικά και άλλα πολλά, απαραίτητα για την άνετη εργασία μας.Εκτός από αυτά τα εργαλεία, που ή χρειάζονται τη δύναμη του ανθρώπου ή την άμεση εποπτεία του, κατασκευάζονται σήμερα και μηχανήματα που έχουν τη δυνατότητα να εργαστούν με την έμμεση εποπτεία του ανθρώπου. Αυτά είναι δυνατό να προγραμματιστούν για την εκτέλεση μιας ορισμένης εργασίας από τον άνθρωπο και να εκτελέσουν πάρα πολύ γρήγορα και αλάνθαστα

ΜηχανέςΒεβαίως, πολλά από τα τεχνολογικά κατορθώματα των αρχαίων Ελλήνων δεν είναι άγνωστα: ήταν ήδη σε θέση να μετρούν την απόσταση γης-ήλιου (έχοντας επινοήσει μια σειρά απίστευτων μετρητικών οργάνων, αλλά και οργάνων ελέγχου βάρους ή ενέργειας), μπορούσαν να βγάζουν το λάδι (το 580 π.Χ. ανακάλυψαν την πρώτη πρέσα λαδιού), να υφαίνουν, να εξορύσσουν μεταλλεύματα, να δημιουργούν απτικά εφέ στο θέατρο, να επεμβαίνουν στο ανθρώπινο σώμα όταν αυτό ήταν αναγκαίο. Και βέβαια να μετακινούνται στη θάλασσα και να πολεμούν... Σχεδόν όλοι άλλωστε οι λαμπροί μηχανικοί της αρχαιότητας έδωσαν το «παρών» στην τεχνική του πολέμου. Ολ' αυτά, επινοώντας ένα πλήθος εργαλείων και μηχανών που εντυπωσιάζουν ακόμα και σήμερα.Μια καλή ιδέα μπορούμε να πάρουμε στην έκθεση Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας που διοργανώνει στην Ανδρο ο Δήμος Κορθίου σε συνεργασία με τις εκδόσεις «Αίολος», από το Σάββατο και μέχρι τις 21 Αυγούστου (Πολιτιστικό Κέντρο του Ορμου Κορθίου). Η έκθεση περιλαμβάνει ομοιώματα (πολλά από τα οποία λειτουργικά) διάφορων οργάνων, πολεμικών

4

μηχανών, εργαλείων και άλλων αντικειμένων που αφορούν το βίο και τον πολιτισμό των αρχαίων Ελλήνων και των Βυζαντινών, καθώς και ομοιώματα πλοίων τους. Επίσης δεκατέσσερις θεματικές πινακίδες-ταμπλό, όπου απεικονίζονται και ιστορούνται διάφορα τεχνικά επιτεύγματά τους, με σχέδια και φωτογραφίες.Θα δούμε όμως και ταινίες αρχαιολογικού περιεχομένου: από την «Αγέλαστο πέτρα» του Φίλιππου Κουτσαφτή μέχρι τα «Αρχαία λατομεία» της Μέμης Σπυράτου και «Τα μυστήρια των Αρχαίων - η Δαγκάνα» του BBC. Και άλλες, με παρεμφερή θέματα: τα εργαλεία και τις τεχνικές των Αρχαίων, τη ναυσιπλοΐα τους, τα λιμάνια τους...Όσοι βρεθείτε στην Άνδρο θα παρακολουθήσετε και μερικές ενδιαφέρουσες ομιλίες. Με πρώτη αυτή του ιστορικού-ερευνητή Χρήστου Δ. Λάζου: του ανθρώπου που έχει ασχοληθεί όσο κανένας στην Ελλάδα με το θέμα της αρχαίας ελληνικής τεχνολογίας (γεγονός που μαρτυρεί και το πλήθος των σχετικών βιβλίων που έχει εκδώσει), αλλά και του μαθηματικού Διονύση Κριάρη που έχει κατασκευάσει πολλά από τα ομοιώματα της έκθεσης, βασισμένος όπως και οι παλιότεροι συνάδελφοί του σε ιστορικές, αρχαιολογικές και φιλολογικές πηγές και χρησιμοποιώντας τα ίδια ή παρόμοια υλικά. Ο Δ. Κριάρης θα μιλήσει για τα ηλιακά ρολόγια και τη μέτρηση του χρόνου στην αρχαία Ελλάδα.Πώς έφτιαχναν αλήθεια τα έργα τους τότε οι σιδηρουργοί, οι μαραγκοί, οι χτίστες; Πώς κατασκεύαζαν τα κεραμικά; Τίποτε δεν θα μας φαινόταν ανεξήγητο στη σημερινή τεχνολογική εξέλιξη γνωρίζοντας ότι οι βάσεις είχαν μπει τότε: ακόμα και οι θαυμαστές κλειδαριές τότε πρωτοχρησιμοποιήθηκαν! Να μερικές περιπτώσεις πρωτοποριακών μηχανών και εργαλείων:* ΥΣΠΛΗΞ (344 π.Χ.): Ένα σύστημα που, τοποθετούμενο μπροστά από την αφετηρία των δρομέων, εμπόδιζε τις πρόωρες εκκινήσεις στους αγώνες δρόμου. Απαρτιζόταν από κατακόρυφους ξύλινους πασσάλους, τους αγκώνες, που εμφυτεύονταν μέσα σε απλούς μηχανισμούς-προδρόμους των ελατηρίων, αποτελούμενους από στριμμένα νεύρα ζώων.* ΑΓΝΙΣΤΗΡΙΟΝ: Θεωρείται ο πρόγονος της σημερινής βρύσης! Αποτελείτο από τρεις ομοαξονικούς κυλίνδρους, εφαπτόμενους στεγανά, με οπή. Στόχος ήταν, μετακινώντας τους κυλίνδρους, να συμπέσουν και οι τρεις οπές, οπότε και να τρέχει το νερό κατά βούληση. Η συσκευή χρησίμευε για να προμηθεύει με ποσότητα αγιασμένου ύδατος τους πιστούς που προσέρχονταν στο ναό, ώστε να εξαγνίζονται.* ΠΥΟΥΛΚΟΣ (1ος μ.Χ. αιώνας): Οργανο που χρησίμευε για υποκλυσμούς, ενέσεις, αλλά και για την απομάκρυνση του πύου. Ο πρόγονος της σημερινής σύριγγας.* ΑΙΟΛΟΣΦΑΙΡΑ: Έθεσε τις βάσεις για τη σύγχρονη ατμομηχανή: μέσω ενός βραστήρα, το νερό ατμοποιούνταν και ο ατμός, μέσω δύο λυγισμένων σε ορθή γωνία σωλήνων, κατέληγε σε μια σφαίρα με ειδικές βαλβίδες, κάνοντάς τη να κινείται περιστροφικά.* ΧΑΛΚΙΝΟΣ ΠΡΙΩΝ (16ος αιώνας π.Χ.): Μεγάλο χάλκινο πριόνι από τα Γουρνιά: σύμφωνα με τη μυθολογία, εφευρέτης του ήταν ο Τάλως ή Κάλως, ανιψιός του Δαίδαλου, που εμπνεύστηκε την κατασκευή του από το σαγόνι φιδιού ή από τη ραχοκοκαλιά ενός ψαριού.* ΦΛΟΓΟΒΟΛΟΣ ΤΩΝ ΒΟΙΩΤΩΝ: Η πρώτη φλογοβόλος μηχανή της ιστορίας. Τη χρησιμοποίησαν οι σύμμαχοι των Σπαρτιατών Βοιωτοί για να πυρπολήσουν τα ξύλινα μέρη των οχυρώσεων του Δηλίου και να εκδιώξουν την αθηναϊκή φρουρά στον Πελοποννησιακό Πόλεμο. Το ομοίωμα της έκθεσης κατασκευάστηκε σύμφωνα με τις τεχνικές πληροφορίες που δίνει ο Θουκυδίδης.* ΠΑΛΙΝΤΟΝΟΣ ΚΑΤΑΠΕΛΤΗΣ του Φίλωνα: Σ' αυτή την πολιορκητική λιθοβόλο μηχανή, αν αλλάξει το κεντρικό κινητό μέλος του όπλου, ο καταπέλτης από λιθοβόλος γίνεται οξυβελής, δηλαδή πετά βέλη μήκους 0,60 εκατ. στα 300 μέτρα. Οι περισσότεροι καταπέλτες της αρχαιότητας εδράζονταν στην ισχύ στρέψης χοντρών σχοινιών, κατασκευασμένων από... γυναικεία μαλλιά ή τένοντες ζώων. Αναπροσαρμόστηκαν όμως όταν ο Φίλων ο Βυζάντιος

5

χρησιμοποίησε, αντί για «στρεπτά υλικά», μέταλλα.* ΔΡΟΜΟΜΕΤΡΟ του Ηρωνα: Κατά πάσα πιθανότητα εφεύρεση του Αρχιμήδη, χρησιμοποιούνταν για τη μέτρηση των αποστάσεων, ενώ μια μεταγενέστερη παραλλαγή του, το ναυτικό δρομόμετρο, χρησίμευε στη μέτρηση θαλάσσιων αποστάσεων.* Ο ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΩΝ: Εκπληκτικό και πανέμορφο μετρητικό όργανο που κατασκευάστηκε το 80 π.Χ. στη Ρόδο, στη Σχολή του Απολλώνιου. Είναι ένας μοναδικός στην ιστορία της παγκόσμιας τεχνολογίας μηχανισμός που βρέθηκε στο ναυάγιο των Αντικυθήρων και ανελκύστηκε το 1901 από σφουγγαράδες της Σύμης. Διέθετε 30 διαφορετικά γρανάζια, τα οποία έμπαιναν σε λειτουργία από έναν άξονα στο πλάι του μηχανισμού κι έδειχναν τις κινήσεις του ήλιου και της σελήνης στο ζωδιακό. Κατά τον Άρθουρ Κλαρκ, αν η εξέλιξη της γνώσης, όπως αποτυπώνεται στον υπολογιστή των Αντικυθήρων, δεν είχε ανακοπεί, η επιστήμη θα βρισκόταν χίλια χρόνια μπροστά!

ΤεχνολογίαΔιαφορές Εργαλείων και Μηχανών

Εργαλεία Μηχανές1. Λειτουργεία με μυϊκή δύναμη 1. Λειτουργεία με όλα τα είδη

ενέργειας2. Μόνο μία λειτουργεία 2. Πολλές λειτουργείες

3. Ιστορικά φτιαγμένα 3. Τεχνολογικές κατασκευάσμενες

4. Εύκολη χρήση 4. Δύσκολη χρήση

5. Φτηνή συντήρηση 5. Ακριβή συντήρηση

6. Φτηνά 6. Ακριβά

7. Μικρή και αργή απόδοση 7. Γρήγορη απόδοση

8. Οποιοσδήποτε μπορεί να τα χρησιμοποιήσει

8. Ειδικός πρέπει να τα χρησιμοποιήσει

9. Αρχαία 9. Σύνθετες

6

T εχνολογία Πληροφορίες για ενα ηλεκτρικό κύκλωμα

Κύκλωμα ονομάζεται μία κλειστή αγώγιμη από το ηλεκτρικό ρεύμα διαδρομή. Τα στοιχεία τα οποία συμμετέχουν στο κύκλωμα ονομάζονται ηλεκτρικά στοιχεία.

Ηλεκτρικά στοιχεία

Υπάρχουν βασικά τριών ειδών ηλεκτρικά στοιχεία:

Τα παραγωγικά ηλεκτρικά στοιχεία, δηλαδή οι πηγές. Στις πηγές οφείλεται η ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ), η οποία είναι η αιτία του ηλεκτρικού ρεύματος στο κύκλωμα, δηλαδή οι πηγές δημιουργούν ηλεκτρικό πεδίο, ώστε να ασκούνται δυνάμεις στα ελεύθερα ηλεκτρόνια του κυκλώματος, άρα και να δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα. Οι αγωγοί. Οι αγωγοί συνδέουν την πηγή με τις συσκευές και μεταφέρουν το ηλεκτρικό ρεύμα, άρα και την ηλεκτρική ενέργεια εκεί που χρειάζεται. Τα καταναλωτικά ηλεκτρικά στοιχεία, δηλαδή οι συσκευές. Οι συσκευές καταναλώνουν την ηλεκτρική ενέργεια, για να εκτελέσουν μία λειτουργία, όπως ο φωτισμός.

Οι πηγές, άρα και τα κυκλώματα και οι συσκευές, είναι δύο ειδών συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος (DC) και εναλλασσόμενου ηλεκτρικού ρεύματος (AC). Η μπαταρία είναι φορητή πηγή συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος. Οι θερμικές συσκευές μπορούν να δουλέψουν με τον ίδιο τρόπο και στα δύο είδη ρεύματος. Οι αγωγοί επειδή λειτουργούν και αυτοί σαν θερμικές συσκευές δε διαχωρίζονται σε αυτές τις δύο κατηγορίες.

Στα στοιχεία για κυκλώματα συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος υπάρχει επισήμανση + και -, όπως και στην πηγή. Σε κάθε συσκευή το άκρο + συνδέεται με το άκρο + της πηγής ή με άκρο - μιας άλλης συσκευής, ενώ το άκρο - της συσκευής συνδέεται με το άκρο - της πηγής ή άκρο + μιας άλλης συσκευής.

7

Λειτουργία κυκλώματος

Η ηλεκτρική εγκατάσταση στο σπίτι αποτελεί μια εφαρμογή της παράλληλης σύνδεσης αντιστάσεων. Οι ηλεκτρικές οικιακές συσκευές και τα φώτα είναι συνδεδεμένα παράλληλα ώστε σε κάθε κύκλωμα να μη μειώνεται η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος και καθένα από αυτά να λειτουργεί ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα.

ΤεχνολογίαΚατασκευή

Υλικά:Ενα κομμάτι ξύλο2 μεσαία φωτάκια 4 μικρά φωτάκιαΚαλώδιαΔιακόπτης ΜπαταρίαΕργαλεία : Τρυπάνι

Τρόπος κατασκευήςΠαίρνουμε το κομμάτι ξύλο και σχεδιάζουμε μια χαμογελαστή φατσούλα με το μολύβι.Ύστερα κάνουμε 2 τρύπες πάνω με το τρυπάνι ως μάτια της φατσούλας.Έπειτα κάνουμε άλλες 4 κάτω και σχηματίζουμε το χαμόγελο της φατσούλας.Συνδέουμε όλα τα καλώδια αρνητικού των φώτων και του θετικού με ένα άλλο καλώδιο ξεχωριστά(τα αρνητικά με τα θετικά).Μετά συνδέουμε τα καλώδια με την μπαταρία.Τέλος ενώνουμε τα καλώδια με τον διακόπτη.

8

Βιβλιογραφίαwww.wikipwdia.com http://school-mania.blogspot.com/2008/09/blog-post.html

9

ΕυχαριστείεςΘα ήθελα να ευχαριστήσω τον πατέρα μου που με βοήθησε στην κατασκευή του κυκλώματος.

1