跨学科实践：制作简易调光台灯

跨学科实践：制作简易

调光台灯

有些台灯的亮度是可以调节的，这种效果是如何实现的呢？这些台灯的调节方式是否一样呢？你能不能设计出一个简易的调光台灯呢？当我们在台灯下看书、学习时，如果感觉灯光太亮，有点刺眼，我们可不可以通过调光装置改变台灯的亮度？实际的调光台灯电路比较复杂，我们如何运用本章所学的知识制作一盏简易的调光台灯呢？怎么调节台灯的亮度呢？同学们可以分工合作，共同完成制作。一、项目提出要制作简易调光台灯，需要重点考虑以下几个问题。1．选择哪种光源？光源类型实验适配性操作注意LED灯

最佳选择需串联保护电阻；区分正负极小灯泡

次选方案

选择额定电压≤6V的规格；注意钨丝易断；调光时可见亮度渐变，现象直观节能灯

不推荐需要高频交流电驱动，不安全！！二、项目分析2．怎样改变光源的亮度？可调电阻法电路原理：选择合适的电源、灯泡、变阻器等串联连接，滑片移动，接入电路电阻变化，电流变化，灯泡亮度变化。二、项目分析3．可以从哪些方面加强台灯的实用性？（1）加强稳定性：底座增重。（2）安全防护设计：导线连接处绝缘处理，金属部件地方注意包绝缘布。灯泡散热处理。二、项目分析1．设计台灯（1）选择光源。可以选用实验室用的小灯泡作为光源。另外，市面上很容易买到各种型号的发光二极管，也可以作为光源。（我们选择比较容易固定的发光二极管）正极负极发光二极管（LED）灯泡三、项目实施（2）改变光源的亮度：这是制作简易调光台灯的关键。让灯泡亮度变化可以有多种方法：可以通过改变灯泡两端的电压来实现；在串联电路中，利用变阻器能改变电路中的电阻，从而改变灯泡两端的电压，由此改变灯泡的亮度。思考：根据前面的学习，应该选择哪种器件作为变阻器？理由是什么？三、项目实施

滑动变阻器、带旋钮的电位器、铅笔芯等均可以作为电路中的变阻器，考虑到器材的实用性、便于加工等因素（滑动变阻器体积大，不容易固定在底座上），我们选择带旋钮的电位器作为变阻器。滑片电阻丝滑动变阻器电位器三、项目实施（3）设计电路。选择合适的电源、发光二极管、电位器等串联连接，电路如图所示。电源电压与选择的发光二极管要匹配。三、项目实施（4）设计支架和灯罩。在图纸上画出你设想中的草图，合理规划各个元件的安装位置和连接方式。确定发光二极管、电位器等元件在主体上的布局，要考虑到台灯的便利性、稳定性和美观。可以选择木板或小木盒做底座，为了美观应将电池放在底座下或底座内；灯罩要具有良好的反光效果，可以使用一次性纸杯作为灯罩，为了美观可以在纸杯上进行装饰、涂色或画出图案等；电位器应安装在易于操作的位置，便于调节。三、项目实施按照设计方案安装各个器件，连接电路。检查电路，闭合开关，看看怎么调节变阻器使台灯越来越亮。2．设计台灯三、项目实施具体操作步骤：（1）组装台灯主体：根据画出的草图，将选择好的材料进行组装，制作出台灯的基本框架。确保框架牢固，能够稳定支撑各个元件。（2）安装元件：将电池盒、开关、电位器等分别安装到台灯主体相应位置上。使用胶水、螺丝钉等材料将各个元件固定好，确保它们在使用过程中不会松动。三、项目实施具体操作步骤：（3）连接电路：按照电路图，用导线将电池盒、开关、发光

二极管、电位器依次连接起来。连接过程中要注意导线连接正确，避免短路。三、项目实施闭合开关，缓慢调节电位器，观察灯泡亮度的变化情况。可以通过肉眼直观感受亮度的调节范围是否满足需求，亮度变化是否均匀；也可以使用光照强度测试仪，在不同的电位器电阻下，测量灯泡的发光强度，记录数据并分析，以此来评估台灯的调光性能。3．评估台灯的调光性能三、项目实施1．向其他同学展示介绍你的作品。一位同学制作的简易调光台灯四、展示交流展示交流评价自制台灯的维度①亮度是否符合要求；②美观性、实用性是否符合要求；③智能化是否符合要求；④对比其他同学的产品，分析优点与不足。2．对作品进行评价，指出优点和缺点，并选出优秀作品进行表扬鼓励。展示交流可以把台灯的支架做成折叠的，这样可以提高实用性。可以把机械式电位器更换为触摸式电位器。可以把发光二极管改为彩色发光二极管，也可以并联多个发光二极管，增加亮度。可以把电池换为容量更大的充电电池或充电宝，延长使用时间。可以在电