Программа по Доп. образованию Оснвовы электротехники
«Утверждаю» «Согласовываю»
Директор школы Методист МЦ СОУО
____________(Добкина М.Я.) _____________(Капранова М.Н.)
«__»_________2012г. «__»____________2012г.
Школа №1164
Савеловский район
Рабочая программа внеурочной деятельности (кружка) « Основы электротехники»
2012/2013
Преподаватель
_________(Лукин П.А.)
Москва 2012г.
Пояснительная записка
Использование электроэнергии для освещения, работы бытовых нагревательных приборов и транспорта, в промышленности, сельском хозяйстве, системах связи, для обработки информации, в медицине и т. д. стало неотъемлемой частью жизни современного общества. Поэтому каждый человек должен быть знаком с основными принципами производства, передачи и потребления электрической энергии. Электрификация быта, облегчал труд в домашнем хозяйстве, является источником травматизма, связанного с эксплуатацией электрических устройств. Поэтому даже в пределах этого небольшого курса необходимо обратить внимание детей на правила обращения с электрическими приборами и источниками напряжения в домашних условиях.
Материальной базой для преподавания электронных технологий может служить электротехнический конструктор “Знаток 999 схем”
В основу отбора материала по электротехнике положен принцип целесообразности, т. е. включен тот материал, который позволяет создать у учащихся общее представление об электротехнике, обеспечивает им сознательное использование учебного оборудования (двигатели различного назначения, пусковая и защитная аппаратура), создает базу для дальнейшего усвоения технических дисциплин и знакомит с основными видами бытового электрооборудования (осветительными и электронагрева тельными приборами).
Данная рабочая программа адресована учащимся 5-8классов. Особенность программы состоит в том, что учащиеся по освоению теоретического материала приступают к практической реализации знаний выполняя учебные проекты, в ходе которых осуществляется выполнение практических работ. Тематика проектов независима и исходит от инициативы учащихся, что позволяет переходить от одного направления к другому по мере изменения его познавательных интересов.
Тематика занятий строится с учётом интересов учащихся, возможности их самовыражения. При необходимости проводятся дополнительные упражнения для отработки тех или иных навыков и умений, используется система проектов, это способствует развитию компетентной личности.
Возраст детей, участвующих в реализации программы, - от 11 до14 лет. Дети данного возраста способны на высоком уровне выполнять предлагаемые задания.
Программа рассчитана на один год обучения. Количество детей в кружке первого года обучения - 15 человек, занятия проводятся один раз в неделю по два часа, продолжительность занятий - 40 мин., перерыв 10 мин
Цели и задачи кружка.
Цели:
- развитие творческих способностей и индивидуальных дарований детей средствами декоративно - прикладного искусства;
- формирование у детей устойчивого интереса к художественно - творческой деятельности;
- воспитание аккуратности, усидчивости в работе, стремления доводить начатое дело до конца, умения работать в коллективе;
-развитие фантазии, ассоциативного, образного и логического мышления, художественного вкуса, и эмоционально.
Задачи:
Изучение химических источников тока, электрических цепей и электрических схем, элементов электрических цепей, электродвигателя, генератора, электроизмерительных приборов.
2. Требования к уровню усвоения содержания кружка.
Учащиеся должны иметь представление об источниках и потребителях электрического тока, о разновидностях и условных обозначениях электрических цепей, об электрогенераторах, электродвигателях и электроизмерительных приборах.
Учащиеся должны знать принципы действия различных элементов электрических цепей.
Учащиеся должны уметь читать электрические схемы и собирать электрические цепи.
3. Объем спецкурса и виды учебной работы.
Виды учебной работы: лекции и лабораторно-практические занятия.
Общая трудоемкость дисциплины – 72 часов.
Лекции (ЛК) – 34 часа.
Лабораторно-практические работы (ЛПР) – 38 часов.
4. Содержание дисциплины
4.1 Разделы кружка и виды занятий
№
Разделы дисциплины
ЛК
ЛПР
1.
Вводное занятие
2
2
2.
Источники электрического тока
4
6
3.
Электроизмерительные приборы
4
6
4.
Проводники и изоляторы
6
6
5.
Электрогенератор
6
6
6.
Электродвигатель
6
6
7.
Электрические цепи. Потребители эл. тока
6
6
итого
34
38
4.2 Содержание разделов.
1. Вводное занятие.
Человек и электроэнергия. Действие электрического тока на человека. Правила безопасности работы ручным инструментом и электробезопасности. Защитные средства от поражения электрическим током.
2. Источники электрического тока (ИЭТ).
Разновидности ИЭТ, история создания первых ИЭТ, химические источники тока.
3. Электрические цепи. Потребители эл. тока.
Разновидности электрических цепей, условные обозначения элементов электрических цепей, закон Ома, резистивный элемент (резистор), индуктивный элемент (катушка индуктивности), ёмкостный элемент (конденсатор).
4. Проводники и изоляторы.
Электропрводящие и непроводящие материалы, явление сверхпроводимости, разновидности и устройство проводов,
5. Электрогенератор.
Принципы действия, конструкции и устройство электрогенератора, разновидности электрогенераторов
6. Электродвигатель.
Принципы действия, конструкции и устройство электродвигателя, разновидности электродвигателей.
7. Электроизмерительные приборы
Разновидности и область применения электроизмерительных приборов, правила подключения, расчёт шкалы деления.
8. Зачётное занятие
Выполнение контрольного теста
5. Лабораторный практикум (44 часа).
Вводное занятие 2 ч.
Химические источники тока (ХИТ). 6 ч.
Электроизмерительные приборы 6 ч.
Проводники и изоляторы. 6 ч.
Электрогенератор. 6 ч.
Электродвигатель. 6 ч.
Электрические цепи. Потребители электрического тока 6 ч.
6. Календарно тематическое планирование кружка
«Основы электротехники» на 2012-2013 год.
№
Тип
урока
Тема занятия
Дата
1
Т
Вводное занятие. Техника безопасности
4.09.12
2
П
Вводное занятие
11.09.12
3
Т
Источники электрического тока
18.09.12
4
П
Источники электрического тока
25.09.12
5
Т
- Химические источники тока
2.10.12
6
П
- Химические источники тока
9.10.12
7
П
- Альтернативные источники тока
16.10.12
8
Т
Электроизмерительные приборы
23.10.12
9
П
Электроизмерительные приборы
30.10.12
10
Т
- Использование измерительных приборов
6.11.12
11
П
- Устройство измерительных приборов
13.11.12
12
П
- Применение электроизмерительных приборов
20.11.12
13
Т
Проводники и изоляторы
27.11.12
14
П
Проводники и изоляторы
4.12.12
15
Т
- Проводники. Их разновидности
11.12.12
16
П
- Проводники
18.12.12
17
Т
- Изоляторы. Их разновидности
25.12.12
18
П
- Изоляторы
15.01.13
19
Т
Электрогенератор
22.01.13
20
П
Электрогенератор
29.01.13
21
Т
- Разновидности электрогенераторов
05.02.13
22
П
- Устройство электрогенератора
12.02.13
23
Т
- Применение электрогенератора
19.02.13
24
П
- Работа электрогенератора. КПД
26.02.13
25
Т
Электродвигатель
05.03.13
26
П
Электродвигатель
12.03.13
27
Т
- Разновидности электродвигателей
19.03.13
28
П
- Устройство электродвигателей
26.03.13
29
Т
- Применение электродвигателя
02.04.13
30
П
- Работа электродвигателя. КПД
09.04.13
31
Т
Электрические цепи. Потребители электрического тока
16.04.13
32
П
Электрические цепи. Потребители электрического тока
23.04.13
33
Т
- Разновидности электрических цепей.
30.04.13
34
П
- Разветвлённые электрические цепи
7.04.13
35
Т
- Виды потребителей электрического тока
14.05.13
36
П
- Неразветвлённые электрические цепи
21.05.13
«Т» - теоретическое занятие
«П» - практическое занятие
7. Учебно-методическое обеспечение кружка.
7.1 Рекомендуемая литература.
1. Данилов И.А., Иванов П.М. «Общая электротехника с основами электроники». Издательство - Высшая школа», 2000 г.
2. Ю.Л. Хотунцев, А.А. Груненков, Практические работы по электротехнике и электронике в образовательной области “Технология” –М.:”Прометей”, 2005.-83с.
3. Д.Я. Тамарчак., А.М. Ложкин., Л.Я. Могилевская., А.В. Пегов., Ю.Л. Хотунцев., Практикум по электротехнике./Под редакцией профессора Ю.Л. Хотунцева -М.:”Эслан”, 2006.-76с.
7.2 Средства обеспечения освоения дисциплины.
Лекции, лабораторный практикум, литература, конструктор «Знаток»
8. Примерный перечень вопросов и заданий для самостоятельной
работы.
Виды источников тока.
Принципы действия и устройство ХИТ.
Разновидности электрических цепей цепей.
Условное обозначение элементов электрической цепи.
Потребители электрического тока.
Закон Ома для участка цепи. Закон Ома для полной цепи.
Устройство и принцип резистивных элементов.
Устройство и принцип действия индуктивных элементов.
Устройство и принцип действия ёмкостных элементов.
Разновидности и область применения электрогенераторов.
Устройство и принцип действия электрогенератора.
Разновидности и область применения электродвигателей.
Устройство и принцип действия электродвигателя постоянного тока.
Разновидности и область применения электроизмерительных приборов
Принцип работы и устройство гальванометра.
Принцип работы и устройство амперметра.
Принцип работы и устройство вольтметра.
Область применения и принцип действия мультиметра.
Приложение № 1
Лабораторный практикум
Предисловие
Жизнь современного человека трудно представить без использования электрической энергии.
Люди пользуются разнообразными электротехническими устройствами: нагревательными – в частности электроплитами, электрочайниками и электрокипятильникам; осветительными – например лампами накаливания и люминесцентными лампами; электромоторами – на электротранспорте и для приведения в движение станков и механизмов. Все эти устройства изучает наука электротехника. Таким образом, различные электротехнические устройства окружают нас в повседневной жизни. Но очень важно также и уметь пользоваться, знать устройство и область применения тех или иных электротехнических устройств.
В данном практикуме содержится 6 практических работ, которые помогут разобраться в устройстве различных электротехнических устройств Все описания работ содержат краткие теоретические сведения и практические задания.
Выполнив приведённые ниже практические работы по электротехнике вы познакомитесь с простейшими электротехническими устройствами, приобретёте навыки сборки электрических цепей и навыки электромонтажных работ.
Вводное занятие ( 2 часа)
Техника безопасности, знакомство с конструктором, с объёмом и содержанием работ.
Практическая работа №1 (7 часов)
“Источники питания”
Теоретические сведения
Широкое применение электроэнергии обусловлено рядом факторов: получение её из других видов энергии осуществляется с помощью несложных по конструкции устройств; возможна быстрая и экономичная передача электрической энергии на большие расстояния; электроэнергия легко преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую).
Источником электрической энергии может быть гальванический элемент, электрическая батарея, солнечная батарея, ( в калькуляторах или космических кораблях), аккумулятор, генератор на тепловой, атомной или гидроэлектростанции. Получаемая на электростанциях электрическая энергия широко используется, поскольку легко преобразуется в необходимую людям теплоту, свет и механическую работу.
В этой работе мы рассмотрим химические источники тока (ХИТ). Эти источники называются химическими, потому что в них вырабатывается электрический ток в результате проходящих в нутрии них химический реакций. К химическим источникам тока относятся батарейки и аккумуляторы. Эти два вида ХИТ применяются практически в одних и тех же областях, зачастую очень похожи, но имеют существенные отличия, которые необходимо знать. Батарейка (батарея) – наиболее распространённое название гальванического элемента. Гальванический элемент – это химический источник тока, у которого возникающее на его выводах напряжение есть результат химической реакции.
Батарея – несколько соединённых между собой гальванических элементов. Батарейки (гальванические элементы) делятся на три основных типа:
Цель работы: Исследование работы гальванических элементов при их последовательном и параллельном включении в электрическую цепь, содержащую источник питания (гальванический элемент), соединительные провода и потребитель (электролампа)
Оборудование: гальванический элемент (4шт.), электрическая лампочка, соединительные провода, выключатель.
Выполнение работы
1. Соберите схему ,состоящую из одной пары гальванических элементов, электролампы и ключа (Рис.1). Замкните ключ и обратите внимание на свечение лампочки.
Рис.1
2. Соберите схему, состоящую из двух пар гальванических элементов, соединённых последовательно, электролампы и ключа (Рис.2). Обратите снова внимание на свечение лампочки. Сделайте вывод.
Рис.2
3. Соберите схему, состоящую из двух пар гальванических элементов, соединённых параллельно (+ одной батареи к + другой), электролампы и выключателя (Рис.3).Объясните интенсивность и долговременность свечения лампы.
Рис.3
4. Соберите схему, состоящую из двух пар гальванических элементов, соединённых параллельно (+ одной батареи к – другой), электролампы и выключателя (Рис.4).Объясните интенсивность и долговременность свечения лампы.
Рис.4
5. Нарисуйте в тетради и затем соберите схему, изображённую на Рис.5
Рис.5
7. Замкните ключ и убедитесь в работоспособности лампы.
8. Начертите в тетради и затем соберите схему, изображённую на рис.6
Рис.6
9. Нажмите кнопку и убедитесь в работоспособности двигателя.
10.Самостоятельно составьте схему, содержащую гальванический элемент (2шт), электролампу, ключ и двигатель и по этой схеме соберите неразветвлённую электрическую цепь. Проверьте её работоспособность.
11.Запишите вывод в тетрадь
Практическая работа № 2 (7 часов)
“Электроизмерительные приборы”
Теоретические сведения
Гальванометр – высокочувствительный электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения малых сил тока, напряжений и количества электричества. В зависимости от подключаемых внешних элементов может выполнять функции амперметра, вольтметра, омметра, спидометра, тахометра и пр.
Условное обозначение гальванометра:
Положение стрелки на условном обозначении гальванометра указывает, в какую сторону будет отклоняться реальная стрелка прибора при подаче входного сигнала. Если стрелка расположена вертикально, то реальная стрелка будет отклоняться в обе стороны.
Составные части гальванометра: Шкала, стрелка, полуоси с пружинами, подвижная рамка, магнит, неподвижный сердечник.
Между полюсами дугообразного магнита находится многовитковая рамка, удерживаемая в нулевом положении пружиной. Рамка крепится к полюсам и может свободно вращаться вокруг неподвижного сердечника. К полуоси прикреплена стрелка, движущаяся вдоль шкалы. Измеряемый ток подходит к рамке по проводам. Протекая по рамке ток создаёт вокруг неё направленное магнитное поле. Это поле, взаимодействуя с полем магнита, вызывает поворот рамки и. соответственно, отклонение стрелки. Чем больше сила тока, тем больше угол поворота стрелки. При выключении тока пружина возвращает стрелку в нулевое положение. По такому принципу работают приборы магнитоэлектрической системы, предназначенные для измерения постоянного тока. Если на такой гальванометр подать переменный сигнал, то отклонение стрелки будет соответствовать среднему значению, т.е. если подать синусоидальный сигнал, то гальванометр покажет “0”.
Амперметр – прибор для измерения силы тока. Представляет собой гальванометр, с дополнительным калиброванным резистором, включённым параллельно с рамкой гальванометра. (рис. 1а).
Рис.1а
Такие калиброванные резисторы называют шунтами. От сопротивления шунта зависит диапазон измерения амперметра – чем меньше сопротивление шунта, тем больше диапазон измерения. Сопротивление шунта подбирается по формуле: Rш =Rг/(n-1), где Rг – сопротивление рамки гальванометра (900 Ом), n – множитель расширения диапазона, т.е. во сколько раз мы хотим увеличить диапазон. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с элементом, в котором он измеряет силу тока и поэтому в идеале он должен иметь нулевое сопротивление. Условное обозначение:
Шкала градуируется в мкА, мА или А.
Вольтметр – прибор для измерения ЭДС или напряжения. Представляет собой гальванометр с добавочным резистором, включённым последовательно с рамкой гальванометра (рис.2а).
Рис. 2а
В электрическую цепь включается параллельно с элементом, на котором он измеряет напряжение, или источником питания. И поэтому в идеале он должен иметь бесконечно большое сопротивление. Условное обозначение:
Шкала градуируется в мкВ, мВ, В или кВ
Цель работы: Изучение работы электроизмерительных приборов (гальванометра, амперметра, вольтметра)
Оборудование: Гальванический элемент (3В), гальванометр, резисторы (R1= 5.1 кОм, R2= 10 кОм, R3= 1 кОм, R4 = 100 Ом), реостат (R5), кнопка, ключ, красный (HL1) и зелёный (HL2) светодиоды, соединительные провода.
Выполнение работы
I Изучение работы гальванометра
1.Соберите схему, изображённую на рис.1
Рис.1
2. Резистор R1 подключите в последнюю очередь. После его подключения стрелка гальванометра отклонится от нулевого положения. Определите силу тока в цепи, учитывая, что диапазон измерения гальванометра 300 мкА.
3. Используя закон Ома и, зная сопротивление резисторов и напряжение питания, рассчитайте силу тока в цепи и сравните с показаниями прибора. Попытайтесь объяснить результат.
4.Замкните кнопку – общее сопротивление цепи уменьшится, ток увеличится. Следите за показаниями стрелки гальванометра и определите новые показания прибора.
II Построение амперметра на базе гальванометра
1.Фактически гальванометр работает как амперметр, но с очень маленьким диапазоном измерения (0-300 мкА, т.е. микроамперметр). Попробуем увеличить диапазон измерения в 10 раз. Подставив в формулу значения сопротивления рамки гальванометра Rг = 900 Ом и коэффициент расширения диапазона n = 10, рассчитайте значение Rш, подставив значения в формулу: Rш = Rг/(n-1)
Вместо шунта используйте обычный резистор из конструктора. Гальванометр с параллельно включённым резистором 100 Oм превращается в миллиамперметр с диапазоном измерения от 0 до 3 мА.
2. Соберите схему, изображённую на рис.2
Рис.2
3. Замкните выключатель. Рассчитайте цену деления и определите показания прибора. Измерьте силу протекающий через светодиод тока.
III Построение вольтметра на базе гальванометра
1. Гальванометр с последовательно включённым резистором 10 кОм превращается в вольтметр с диапазоном измерения от 0 до 3 В (пренебрегая сопротивлением рамки гальванометра, 300 мкА·10 кОм = 3D)
2. Соберите схему, изображённую на рис.3
Рис.3
3. Установив ползунок реостата в крайнее правое положение замкните ключ. Стрелка вольтметра отклонилась, но светодиод не горит. Попытайтесь это объяснить.
4. Плавно перемещая ползунок реостата в крайнее левое положение следите за стрелкой вольтметра и за светодиодом.
5. Рассчитайте цену деления прибора и определите величину падения напряжения на светодиоде.
6. Замените зелёный светодиод красным. Сравните показания прибора. Определите величину падения напряжения на красном светодиоде.
7. Постройте ВАХ обоих светодиодов.
Практическая работа №3 (7 часов)
“Электрические цепи. Потребители”
Теоретические сведения
Получаемая на электростанциях электроэнергия широко используется, поскольку легко преобразуется в необходимую людям теплоту, свет и механическую работу. Теплоту получают с помощью нагревательных приборов (чайник), свет с помощью электроосветительных приборов (люстра), механическую работу с помощью электромоторов.
Таким образом, электромоторы, электронагревательные и электроосветительные приборы являются потребителями электрической энергии. Для передачи им этой энергии создаётся электрическая цепь, которая включает в себя источник энергии (источник питания), потребитель электрической энергии (приёмник), соединительные провода. Чтобы осуществить передачу электроэнергии от источника к потребителям электрическая цепь должна быть замкнутой. Источники и потребители электрической энергии характеризуются величиной рабочего напряжения. Безопасным для человека является напряжение 12В, относительно безопасным – до 42В. Напряжение большей величины является опасным для жизни. Под действием напряжения в замкнутой электрической цепи течёт электрический ток.
Как правило, электрическая цепь дополнительно содержит элемент управления (например выключатель) и элемент защиты (предохранитель), который защищает источник питания, потребители и провода от чрезмерно больших токов при аварийных ситуациях (короткое замыкание). Все элементы цепи изображаются на принципиальных схемах с помощью условных изображений (Рис.1). Условные изображения элементов цепи из конструктора “Знаток 999 схем представлены в таблице 1”
Рис.1
Таблица 1
Таблица элементов конструктора «Знаток 999 схем»
Название элемента
Изображение в конструкторе
Изображение по ГОСТ
Выключатель
Гальванический элемент
Геркон
Двигатель
Динамик
Диод
Интегральная схема
Высокочастотная интегральная схема
Катушка индуктивности
Кнопка
Конденсатор
Конденсатор переменный
Конденсатор электролитический
Лампа
Микрофон
Провода
Пьезоэлемент
Резистор
Реостат
Светодиод
Сенсорная пластина
Усилитель мощности
фоторезистор
n-p-n – транзистор
p-n-p – транзистор
Катушка индуктивности представляет собой тонкий изолированный провод, плотно намотанный на каркас. Для увеличений индуктивности внутрь каркаса помещают металлический сердечник. При протекании через катушку электрического тока она превращается в электромагнит – вокруг неё образуется направленное магнитное поле – с северным ( N ) и южным ( S ) полюсами, как у постоянного магнита. При смене направления тока полюса меняются местами. Эти свойства катушки индуктивности имеют массу применений. Например, в электродвигателях и генераторах, в электроизмерительных приборах, в микрофонах и динамиках.
Цель работы: Сборка и проверка работоспособности электрической цепи, содержащей источник питания, потребитель, соединительные провода и элемент управления цепью. Изучение параметров цепи с параллельным и последовательным включением потребителей, изучить свойства катушки индуктивности
Оборудование: Гальванический элемент, электролампа, ключ, кнопка, электродвигатель, резисторы, , кнопка, компас, металлическая булавка , магнит, катушка индуктивности.
Выполнение работы
1. Зарисуйте в тетрадь схему, изображённую на Рис. 1
Рис.1
2. С помощью закона Ома рассчитайте силу тока I в цепи, если напряжение U = 6 В, а сопротивление резисторов R1 = 10кОм, R2 = 1 кОм.
3. Составьте в тетради схему, аналогичную схеме Рис.4, но резисторами, соединёнными параллельно.
4. С помощью закона Ома рассчитайте силу тока I в цепи, если напряжение
U = 6 В, а сопротивление резисторов равно R1 = 5 кОм, R2 = 100 Ом.
5.Соберите схему, изображённую на рис. 2
Рис.2
6. Поместите компас рядом с катушкой прямо по центру. Поверните монтажную плату так, чтобы стрелка компаса была перпендикулярна катушке. Замкните выключатель.
7. Лампа загорится, а стрелка отклонится. Зафиксируйте новое положение стрелки и выключите питание.
8.Сместите компас влево (стрелка должна быть перпендикулярна катушке). Снова включите питание и зафиксируйте новое положение стрелки. Проделайте аналогичную операцию, переместив компас вправо. Объясните это.
9. Положите булавку поперёк катушки, замкните ключ. Булавка повернётся вдоль катушки, наклоните плату – булавка скатится на стол. Объясните это явление.
10.Снова положите булавку поперёк катушки, но на этот раз замкните ключ и нажмите кнопку. Попытайтесь объяснить результат.
Практическая работа № 4 ( 7 часов )
“Проводники и изоляторы”
Теоретические сведения
Проводники – материалы, хорошо проводящие электрический ток, т.е. обладающие очень низким удельным сопротивлением. Хорошими проводниками считаются металлы и их сплавы. Но не все металлы имеют низкое сопротивление. Вода тоже является проводником, не таким хорошим, но достаточным чтобы не купаться во время грозы и не тушить водой загоревшуюся проводку, для этого используют специальные огнетушители.
Человеческое тело тоже состоит в том числе и из воды, поэтому пропускает электрический ток, что может привести к неблагоприятным последствиям. На нашем конструкторе нет высоких напряжений, поэтому он не опасен для жизни.
Изоляторы – материалы, практически не пропускающие электрический ток. Изоляторы обладают большим сопротивлением. Например, фарфор имеет удельное сопротивление 10Іє Ом·ммІ/м и из него делают высоковольтные изоляторы, а не только посуду.
Историческая справка: В 1729 г. Английский физик Стефан Грей опытным путём установил существование явления электропроводимости. В его экспериментах ток протекал по металлическим проволокам, угольным стержням, пеньковой бечёвке. Но не протекал по каучуку, воску, фарфору, стеклу.
Цель работы: Определение электропроводимости различных материалов
Оборудование: Гальванический элемент ( 2 шт.), электрическая лампочка, соединительные провода, предметы из разных материалов.
Выполнение работы
1.Соберите схему пробника ( Рис.1)
Рис.1
2.Подсоединяя к зажимам А и В различные предметы оцените их электропроводимость.
3. Перечертите в тетрадь и заполните таблицу №1, вписывая названия предметов в соответствующую колонку.
Табл. 1 Проводники и изоляторы
Проводники
Изоляторы
4.Запишите вывод в тетрадь.
Практическая работа № 5 (7 часов)
“Генератор электрического тока”
Теоретические сведения
Генератор электрического тока (электрогенератор) – электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Существуют электрогенераторы постоянного и переменного тока. Принцип действия электрогенератора основан на явлении электромагнитной индукции – когда в проводнике, пересекающем линии магнитного поля, возникает электрический ток, называемый индукционным. Электрогенераторы применяются на электростанциях, где энергию воды, ветра, тепла и т.д. нужно превратить в электрическую энергию.
Условное обозначение электрогенератора:
Составные части электрогенератора: магнит, рамка (обмотка), коллектор, щётки, механический привод. Внешний механический привод вращает рамку в поле магнита. При пересечении магнитного поля в ней индуцируется ток. Дважды за период (360є) ток в рамке будет менять направление, но благодаря коллектору, столько же раз меняются полукольца у каждой щётки, и ток на выходных клеммах будет течь в одном направлении. На самом деле, на выходных клеммах будет не постоянный ток, а “однополярный” ток (график на рис.1), который ещё нужно превратить в постоянный при помощи стабилизатора напряжения и сглаживающего фильтра .
Чем выше скорость вращения рамки (обмотки), тем больше отдаваемый генератором ток. Устройство электрогенератора очень похоже на устройство электродвигателя, что позволяет в ряде случаев использовать электродвигатель в качестве генератора. Если бы использовался не один коллектор из двух полуколец, а два кольцевых коллектора, то на выходе генератора получался бы переменный ток. Подвижная электрогенератора – обмотка коллектор и сердечник называется – ротор. Неподвижная часть – магниты и корпус с держателем оси – статор.
Цель работы: Проверка работоспособности электрогенератора
Оборудование: Гальванометр, электродвигатель в качестве электрогенератора, соединительные провода.
Выполнение работы
1. Чтобы убедиться что электродвигатель может работать в качестве электрогенератора соберите схему, изображённую на рис. 2
Рис.2
2. Быстро вращайте ось электродвигателя по часовой стрелке, стрелка гальванометра отклонится. Объясните это явление.
3. Поменяйте полярность подключения электродвигателя (рис. 3) и повторите действия из пункта 2.
Рис.3
4. Сделайте вывод.
Практическая работа № 6 (7 часов)
“Электродвигатель”
Теоретические сведения
Электродвигатель – электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Основной характеристикой электродвигателя считается его мощность. Существуют электродвигатели постоянного и переменного тока.
Электродвигатель из нашего конструктора является двигателем постоянного тока. Двигатели такого типа применяются в автомобилях (дворники, стеклоподъёмники и т.п.), в электроинструментах (аккумуляторные дрели, шуруповерты), также в игрушках и мультимедийных устройствах (плееры, видеомагнитофоны, DVD-проигрыватели и т.п.).
Имея дело с магнитами мы замечали что одноимённые полюса магнитов отталкиваются (N-N, S-S), а разноимённые притягиваются (N-S). На этом принципе основана работа электродвигателя.
Составные части электродвигателя: Ось, магнит, сердечник, рамка (обмотка), коллектор, щётки, клеммы двигателя.
При протекании по рамке электрического тока она превращается в электромагнит – вокруг неё образуется направленное электромагнитное поле, с северным и южным полюсами. Одноимённые полюса начинают притягиваться, разноимённые – отталкиваться и рамка начинает вращаться. Коллектор обеспечивает рамке непрерывное вращение. Простой коллектор представляет собой два металлических полукольца, жёстко закреплённых с рамкой (обмоткой) и осью. Его роль заключается в переключении направления тока в рамке на противоположное при постоянном токе питания двигателя.
Условное обозначение электродвигателя:
Цель работы: Изучение работы электродвигателя
Оборудование: Электродвигатель, гальванический элемент (4 шт.), кнопка, пропеллер, электрическая лампа, реостат, ключ, соединительные провода.
Выполнение работы
1. Соблюдая полярность, соберите схему, изображённую на рис.1
Рис.1
2. Наденьте на ось электродвигателя пропеллер. Замкните кнопку и держите её нажатой 5 сек. Затем отпустите.
3. Запомните на какую высоту взлетит пропеллер.
4.Соберите схему, изображённую на рис. 2
Рис.2
5. Снова замкните кнопку и держите 5 сек. После отпустите.
6. Сравните высоту, на которую взлетит пропеллер со случаем из пункта 3. Попытайтесь объяснить результат.
7. Соберите схему, изображённую на рис. 3
Рис.3
8.Замкните ключ и определите, как влияет вращение ручки реостата на скорость вращения двигателя. Попытайтесь это объяснить.
9. Соберите схему, изображённую на рис. 4
Рис.4
При включении двигателя в первый момент происходит скачок тока, затем ток стабилизируется и изменяется только при изменении нагрузки на двигатель. График зависимости силы тока от времени имеет следующий вид:
10. Замкните ключ и наблюдайте за электролампой.
11. Запишите выводы в тетрадь.
13 PAGE \* MERGEFORMAT 141115
13PAGE 14115
Рисунок 0Рисунок 2Рисунок 12Рисунок 14Рисунок 15Рисунок 48Рисунок 23Рисунок 24Рисунок 27Рисунок 4Рисунок 94Рисунок 44Рисунок 21