Pokusy s pomůckou "frekvenční generátor "

Stránky:	Moodle ZČU
Kurz:	2CZV027 - Bádáme v kroužku fyziky na SŠ
Kniha:	Pokusy s pomůckou "frekvenční generátor "

Vytiskl(a):	Nepřihlášený host
Datum:	neděle, 8. listopadu 2026, 14.21

Popis

Název projektu 1

Obsah

1. Frekvenční generátor
2. Časové rozvržení hodiny
3. Metodický list pro učitele
4. Pracovní list pro žáky

1. Frekvenční generátor

Název

Frekvenční generátor

Anotace programu/zaměření/hlavní cíl

Cílem aktivity je seznámit žáky s měřením na frekvenčním generátoru.

Cílová skupina
15–16 let, popř. starší.

Organizační podmínky

Práce ve dvojicích.

Pomůcky

Generátor frekvenční 0,1 Hz…100 kHz

Přístroj měřící, digitální, víceúčelový

Ampérmetr

Voltmetr

ŹES Elektřina

ŹES Elektronika

Žárovka

LED

Reproduktor

Verniér – LabQuest nebo Go!Link nebo LabQuest mini

Sada propojovacích vodičů

Časová náročnost (popř. jak je možné program rozložit, jedná-li se o celoroční program)
1 vyučovací hodina

Vazba na RVP
Elektromagnetické jevy, světlo

Mezipředmětové vazby
Matematika (sinusoida, čtení z grafu), občanská výchova (výhody a nevýhody využití střídavého proudu v zásuvkách a v přenosové soustavě), technická výchova (měření elektrických veličin v obvodu střídavého proudu), výpočetní technika (vlastnosti zdrojů, elektrických přístrojů, např. počítačů), biologie (ochrana před úrazem elektrického proudu)

2. Časové rozvržení hodiny

Téma	Střídavé napětí, impedance cívky, kondenzátoru
Tematický celek	Elektrické jevy
Počet žáků	Celá třída
Věk žáků	15–16 let, popř. starší
Pomůcky	Generátor frekvenční 0,1 Hz…100 kHz Přístroj měřící, digitální, víceúčelový Ampérmetr Voltmetr ŹES Elektřina ŹES Elektronika Žárovka LED Reproduktor Verniér – LabQuest nebo Go!Link nebo LabQuest mini Sada propojovacích vodičů
Vhodné místo	Laboratoř
Cíle aktivity	Cílem aktivity je seznámit žáky s měřením na frekvenčním generátoru.
Rozvíjené kompetence	Kompetence k učení, k řešení problému, komunikativní, sociální a personální, občanské, pracovní
Předchozí znalosti	Aktivita navazuje na poznatky o elektrickém proudu a napětí, rozvíjí je o veličiny s proměnnou hodnotou elektrického proudu a napět, při tom se využívají poznatky z matematiky a učiva o mechanickém kmitání a vlnění z fyziky.
Mezipředmětové vztahy	matematika, občanská výchova, technická výchova, výpočetní technika, biologie
Časový plán
	Náplň práce	Čas	Potřebné vybavení a pomůcky	Činnost učitele	Činnost žáků
Předlaboratorní příprava	Příprava pomůcek (učitel před hodinou)	Cca 10 min.	Generátor frekvenční 0,1 Hz…100 kHz Přístroj měřící, digitální, víceúčelový Ampérmetr Voltmetr ŹES Elektřina ŹES Elektronika Žárovka LED reproduktor Verniér – LabQuest nebo Go!Link nebo LabQuest mini Sada propojovacích vodičů	Učitel žákům připraví potřebné pomůcky.
Úvod do motivace tématu	Seznámení s tématem, ukázka pomůcek, zopakování vlastností střídavého napětí, cívky, kondenzátoru. Rozdělení pracovních listů. Samostatné zkoušení pokusů.	10 min	Generátor frekvenční 0,1 Hz…100 kHz Přístroj měřící, digitální, víceúčelový Ampérmetr Voltmetr ŹES Elektřina ŹES Elektronika Žárovka LED reproduktor Verniér – LabQuest nebo Go!Link nebo LabQuest mini Sada propojovacích vodičů	Učitel sděluje žákům, jak budou postupovat při plnění úkolů.	Žáci se rozdělí do dvojic, čtou pracovní listy, kladou případné dotazy.
Praktická (badatelská) činnost	Řešení úkolů z pracovního listu.	30 min		Učitel kontroluje v průběhu celé aktivity testovací metody, které žáci používají.	Vyplňují pracovní list.
Vyhodnocení výuky	Zhodnocení bádání.	5 min		Učitel hodnotí práci žáků ve skupinách.	Žáci se sebehodnotí a hodnotí se i navzájem.

3. Metodický list pro učitele

Příprava pro učitele včetně pracovních listů pro žáky

Úkol pro žáky:

Na základě provedených experimentů vyplní pracovní list s otázkami. S využitím pomůcek vybádejte, na čem závisí střídavé napětí, kapacitní a induktivní reaktance.

Pomůcky

Generátor frekvenční 0,1 Hz…100 kHz

Přístroj měřící, digitální, víceúčelový

Ampérmetr

Voltmetr

ŹES Elektřina

ŹES Elektronika

Žárovka

LED

reproduktor

Verniér – LabQuest nebo Go!Link nebo LabQuest mini

Sada propojovacích vodičů

Pomůcky pro učitele:

Komentáře pro učitele k pracovnímu listu:

Jméno a příjmení:

Pracovní list pro žáky

1) Ke generátoru střídavého napětí připojte ručičkový voltmetr. Generátor nastavte na minimální hodnotu a pomalu přidávejte hodnotu na generátoru. Co můžeme pozorovat na voltmetru?

Ručičkový voltmetr bude kmitat podle toho, jak budeme přidávat hodnotu na generátoru. Na ručičkovém voltmetru můžeme pozorovat změnu velikosti napětí se změnou amplitudy a frekvence generátoru.

2) Připojte ke generátoru digitální voltmetr a opakujte postup z otázky 1. Co nám ukazuje digitální voltmetr?

Digitální voltmetr nám ukazuje efektivní hodnotu napětí.

3) Jak se bude chovat žárovka připojená na generátor?

Při malých hodnotách na generátoru bude vidět, jak žárovka mění jas. S přidáváním hodnoty na generátoru naše oko nebude schopné změnu vnímat.

4) Do obvodu zapojíme frekvenční generátor a ampérmetr pro měření proudu, dále cívku nebo kondenzátor a přídavný rezistor (aby byl v obvodu nějaký čistě ohmický odpor). Závisí procházející proud na frekvenci nastavené na generátoru?

Závisí. Kromě ohmického odporu zde u cívky přibude induktivní reaktance a odpor součástky vzrůstá, což se projeví poklesem proudu. Nedochází tady ke ztrátám energie přeměnou na teplo jako u ohmického odporu, ale ke ztrátě energie při tvorbě magnetického pole. Induktivní reaktanci můžeme spočítat jako , kde f je frekvence nastavená na generátoru a L je indukčnost cívky. Jednotkou induktivní reaktance je ohm. Tato hodnota se skládá s ohmickým odporem cívky a impedancí zbytku obvodu.

Kondenzátor se chová naopak. Se stoupající frekvencí jeho kapacitní reaktance (jalový odpor) klesá. Je možné ji spočítat jako .

Navenek se tedy součástky chovají tak, jako by se se stoupající frekvencí snižoval odpor kondenzátoru a zvyšoval odpor cívky.

4. Pracovní list pro žáky

Jméno a příjmení:

Pracovní list pro žáky

2) Připojte ke generátoru digitální voltmetr a opakujte postup z otázky 1. Co nám ukazuje digitální voltmetr?

3) Jak se bude chovat žárovka připojená na generátor?