Fyzika v 20M

Tranzistory

V rámci jednoho laboratorního cvičení z fyziky jsme se žáky třídy 20M SPŠST Panská zkoumali tranzistory. Nejdříve jsem vysvětlil základní myšlenku činnosti tranzistorů, ubezpečil žáky, že existuje řada různých druhů tranzistorů lišících se fyzikálním principem činnosti, konstrukcí i použitím, a poté jsem detailně vysvětlil činnost jednoho z nich.

„U ostatních typů je vysvětlení velmi podobné, jen se liší, který z přechodů PN je zapojen v propustném a který v závěrném směru, jakým směrem poteče elektrický proud konkrétní větví a podobně. Ale tyhle detaily, stejně jako jeho parametry typu prahové napětí či maximální proud, si už dohledáte v datasheetu dané součástky, se kterou budete případně v budoucnu pracovat.“

Poté jsem žákům předal schéma elektrického obvodu, žáci si půjčili součástky a příslušný elektrický obvod sestavili. A nic! LED připojená k tranzistoru nesvítila.

„Tranzistor je potřeba otevřít,“ usmívám se, jdu k první skupince, která měla obvod sestaven, a dotykem prstů báze tranzistoru a kladné svorky zdroje tranzistor otvírám.

Žáci užasli.

„Ano, i přes můj velký elektrický odpor, a tedy malý elektrický proud, který mnou prochází, je jeho hodnota dostatečná k tomu, aby se tranzistor otevřel a zesílil napětí,“ usmívám se.

Kluci, nejen v této skupince, si tento jev zkoušejí sami. A navíc zkoušeli otevřít tranzistor přes několik žáků spojených za ruce k sobě. Podařilo se!

Po krátkém zamyšlení vymysleli žáci i to, jak rozsvítit místo LED žárovku, která potřebuje řádově 10krát větší proud než LED: zapojíme prostě tranzistory dva do kaskády.

Dále pak následovala ukázka principu činnosti spínaného zdroje, který tranzistory využívá též.

Ve zbytku hodiny jsme se věnovali ukázkám ochranných prvků elektrických rozvodů v domácnosti – pojistky, jističe, proudové chrániče a zkoušečky. Tam, kde to bylo možné, si kluci mohli prohlédnout konkrétní přístroj nebo ho i vyzkoušet.

Snad si žáci na základě vlastního zkoušení činnost tranzistorů zapamatují lépe. A stejně tak i možnosti, jak ochránit elektrické rozvody v domech, které si časem patrně postaví nebo zakoupí.

Průběh studia tranzistorů je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl