Jak vzniká elektrická energie? Co všechno se musí odehrát, než se rozsvítí žárovka, rozběhne motor nebo ožije celý dům? A dokážeme tyto procesy nejen popsat, ale také vlastníma rukama převést do podoby funkčního modelu..?
Právě taková výzva stála před žáky 4. V v hodinách fyziky ve školním roce 2025/2026. Každý z devíti týmů si vybral jeden ze zdrojů elektrické energie, prostudoval jeho fyzikální princip a hlavní funkční části a poté navrhl vlastní vzdělávací model.
Úkolem nebylo postavit skutečnou elektrárnu v malém. Modely měly především názorně ukázat, odkud energie přichází, jakými proměnami prochází a jak se nakonec mění na energii elektrickou. Každý tým proto musel rozhodnout, které části skutečného zařízení ztvární, jaké materiály použije a jak svůj model rozpohybuje, rozsvítí nebo jinak oživí.
Výsledkem je devět vlastnoručně vytvořených modelů zdrojů elektrické energie. Najdeme mezi nimi zařízení využívající pohyb vody, vítr, sluneční záření, chemické reakce, spalování paliv či jadernou energii.
Uvnitř hromady nabarveného kartonu či polystyrenu se skrývá překvapivě mnoho techniky - každý model má nějaký interaktivní prvek, který se točí, svítí či kouří, k tomu jim dopomohly:
4 elektromotory,
1 elektromotor s převodovkou,
3 servomotory,
1 vodní čerpadlo,
3 ultrazvukové nebulizéry,
9 DC-DC měničů,
bezpočet LED, vodičů, spínačů a mechanických převodů,
reléový spínací modul a mikroprocesor na vývojové desce Arduino UNO.
Kvůli bezpečnosti se každý model spouští samostatným tlačítkem. Centrální řídicí systém jej uvede na několik sekund do chodu a poté vynutí bezpečnostní pauzu. Chrání tím čerpadlo, nebulizéry či motory před během nasucho či spálením v důsledku zablokování.
Některé modely dosahují při napětí 5 V odběru až přibližně 3 A. Celá expozice je proto napájena 24V spínaným zdrojem a každý model má vlastní DC-DC měnič, který napětí upraví na potřebnou hodnotu. Vznikla tak malá analogie skutečné distribuční soustavy: energie se přenáší na větší vzdálenosti při vyšším napětí a upravuje na potřebné nižší napětí až poblíž místa spotřeby.
Práce však neskončila dokončením modelu. Každý tým vytvořil také informační plakát, na němž vysvětlil fyzikální princip, hlavní části, přeměny energie, výhody, nevýhody a zajímavosti svého zdroje. Nakonec žáci připravili krátké prezentace pro toto video.
Cesta k výsledku samozřejmě nevedla přímo. Bylo třeba řezat, lepit, pájet, programovat, měřit, předělávat, hledat chyby, rozmotávat kabely a občas přemýšlet, proč se turbína netočí, čerpadlo nečerpá nebo servo odmítá respektovat původní plán. Právě v těchto chvílích se ale fyzika mění z textu v učebnici ve skutečné poznávání.
Modely jsou nyní součástí interaktivní výstavy na školní chodbě. Návštěvníci mohou jednotlivá zařízení spustit, sledovat jejich funkci a prostřednictvím plakátů se dozvědět více o zdrojích, bez nichž by se dnešní svět neobešel.
Ve světě, kde se hranice mezi skutečností a počítačovým snem stále více stírá, jsme se rozhodli dát fyzikálním principům skutečný tvar. Vzít do ruky nástroje, spojit vodiče, roztočit turbínu a zjistit, proč něco funguje, nebo proč to ještě nefunguje.
Fyzika je zábava. Přijďte ji s námi zažít vlastníma rukama! A pro ty, kteří nemohou, máme alespoň video:
https://youtu.be/uf-YGGfORgc
-MH-
P.S. Skvělá práce kolegy Michala Hnyka. Komenský by měl radost.(mk)
