Таблица 21
|
Примерная разбивка материала темы по занятиям
|
Ход теоретических занятий
Прежде, чем приступить к рассказу об электромагнетизме, несколько слов следует сказать о магнетизме.
Предмет, притягивающий другие железные или стальные предметы, называют магнитом, а свойство, которым он обладает, — магнетизмом. Каждый магнит, независимо от его формы, имеет два полюса: северный С и южный Ю. Одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные — притягиваются друг к другу. Здесь следует дать ребятам возможность на опыте проследить, как взаимодействуют между собой магнитная стрелка и магнит.
Теперь переходят к связи между магнетизмом и электричеством. Первый опыт видоизменяется. Берут кусок изолированного провода, сматывают его в катушку и подносят к магнитной стрелке. Затем включают ток, воспользовавшись батарейкой от карманного фонаря. Поворачивают катушку другой стороной и проделывают то же самое.
Делается вывод: катушка с токохм ведет себя точно так же, как обычный магнит.
Далее преподаватель говорит: «Наша катушка обладает слабыми магнитными свойствами. Можно ли их улучшить?». Опыт продолжается. На катушку доматывают еще несколько десятков витков провода. Теперь она не только на более значительном удалении взаимодействует с магнитной стрелкой, но и втягивает небольшой стальной сердечник, расположенный вблизи катушки.
Следующий этап — увеличивают ток в катушке, подключив дополнительно одну-две батарейки. Магнитные свойства катушки, называемой, кстати, соленоидом, становятся еще более ярко выраженными.
Делается еще один вывод: магнитные свойства катушки находятся в прямой зависимости от количества витков катушки и величины протекающего через нее тока. Руководитель кружка записывает на доске полученное соотношение в виде формулы и сообщает, что численно магнитные свойства соленоида выражаются количеством ампер-витков.
Здесь же уместно будет сказать о применении катушек с подвижным сердечником в устройствах дистанционного управления, выполняющих операции открывания, закрывания, притягивания или отталкивания.
Теперь можно перейти непосредственно к электромагниту. Руководитель кружка спрашивает ребят, какое влияние на магнитные свойства соленоида оказывает введенный в него стальной или железный сердечник, В последнем опыте можно взять стальной болт и вставить его в катушку. Результаты очевидны: болт, играющий роль сердечника, усиливает магнитные свойства катушки с током. Таким образом, катушка с током, внутри которой имеется железный стержень, называется электромагнитом. Преподаватель показывает, как изображается принципиальная схема электромагнита.
Говоря о широком применении электромагнитов, в науке и технике, в качестве примера педагог приводит и электромагнитное реле. Кратко объясняется принцип действия электромагнитного реле и его устройство. Для наглядности рекомендуется воспользоваться учебным плакатом с изображением реле. Промышленные реле типа РКН или РЭС13 также могут служить этим целям. Рассказ педагога должен содержать самые общие сведения об устройстве электромагнитного реле. На сердечник из мягкого железа насажена катушка, содержащая большое число витков изолированного провода. Г-образный корпус реле удерживает якорь— полоску тоже мягкого железа, согнутую под тупым углом. На корпусе укреплены пружины с контактами, замыкающими и размыкающими цепь питания исполнительного механизма (рис. 16).
Особое внимание ребят следует обратить на наличие трех типов контактных групп, применяемых в реле: нормально разомкнутые, нормально замкнутые и переключающие контакты. Нормально разомкнутыми называются контакты, которые замыкаются при срабатывании реле. Нормально замкнутые контакты при срабатывании реле, наоборот, размыкаются. Переключающие контакты состоят из трех контактных пружин. Средняя пружина связана с якорем и при отсутствии тока замкнута с одной из крайних контактных пружин. При срабатывании реле она перекидывается на другую крайнюю пружину и замыкается с нею.
Ход практических занятий
Кружковцам предлагают собрать схему дистанционно! о управления с применением реле.
Материалы и детали из расчета на одного члена кружка:
- Электромагнитное реле любого типа с двумя парами нормально открытых контактов.
- Гетинаксовая или фанерная плата размером примерно 200X100 мм.
- Монтажный провод.
- Кнопка, тумблер или самодельный выключатель.
- Электролампа с патроном.
Реле желательно применить на низкое напряжение срабатывания (4—12 в).
Каждый кружковец размечает свою плату и сверлит в ней отверстия в соответствии с типами используемых реле, Разметку отверстий удобнее производить по шаблону, который руководитель готовит заранее. Устанавливать реле рекомендуется ближе к краю платы, с тем чтобы в дальнейшем иметь возможность рядом разместить еще одно реле. Если питание реле осуществляется от батареек, их также закрепляют на плате с помощью полоски жести. Кнопку или выключатель располагают на некотором расстоянии от платы.
Срабатывая, реле своими контактами замыкает цепь питания осветительной лампы на напряжение 127 или 220 в. Подключение к сети производится только с разрешения руководителя кружка, который не только проверяет правильность выполненной работы, но и объясняет назначение подобных устройств (рис. 17,а).
В этой схеме лампа горит только при замыкании контактов выключателя. Если низковольтную цепь обесточить, лампа гаснет. Теперь членам кружка предстоит решить задачу творческого характера: усовершенствовать выполненную ими схему дистанционного управления таким образом, чтобы при обесточивании низковольтной цепи лампа продолжала гореть. Для этого им потребуется собрать цепь блокировки, используя вторую пару контактов реле (рис. 17,6).
Педагогу следует подробно объяснить ребятам суть поставленной перед ними задачи, поскольку учащиеся не могут часто выполнить самостоятельно задание толь- w, ко потому, что им не до конца ясен заложенный в него смысл.
Схему блокировки кружковцы вначале составляют в своих рабочих тетрадях, а затем производят монтаж. При выполнении задания руководитель следит за развитием мысли своих воспитанников, направляет её замечаниями, советами, пояснениями.
Далее, если позволяет время, ребята могут собрать схему пульспары. Работу начинают с установки второго дополнительного реле на плате дистанционного устройства (рис. 18).
Схему пульспары чертят на доске, и после установки всех ее элементов на плате ребята приступают к монтажу электрической схемы. Устройство не требует настройки и, если оно собрано правильно, начинает сразу же работать, издавая своеобразный звук.