Таблица 22

Примерная разбивка материала темы по занятиям

№ заня­тия

Тематика занятия

Теоретические сведения

Практические работы

1

Однофазный пе­ременный ток

Форма переменного синусоидального тока. Амплитуда, частота, период, фаза

Изготовление про­стейшей цветом музыкальной приставки

2

Конденсатор

Емкость конденсатора и в каких еди­ницах она измеряет­ся. Устройство конденсатора постоянной емкости. Типы конденсаторов. Конден­сатор в цепи пере­менного тока

Изготовление про­стейшей цветом музыкальной приставки (продолжение)

3

Индуктивность

Катушка индуктивности. Единицы изме­рения индуктивности. Индуктивное сопротивление

Изготовление про­стейшей цветом музыкальной приставки (продолжение)

4

Мощность электричес­кого тока

Знакомство с понятием электрической мощности. Единицы измерения. Расчет мощности.

Завершение изготовления цветом музыкальной приставки

Ход теоретических занятий

Беседа преподавателя начинается с вопроса к чле­нам кружка, что они слышали о переменном электриче­ском токе. После короткого опроса внимание кружков­цев останавливается на факте, характеризующим пере­менный ток как движение электронов сначала в одном направлении, а затем после остановки — в другом.

Форму волны переменного тока демонстрируют с по­мощью графика — синусоиды. Излагать материал следу­ет доступным для ребят языком, избегая тригонометри­ческих формул и математических выражений. Рассказ педагога может быть построен примерно так: «О чем го­ворит этот график? На горизонтальной оси отложено время, в течение которого в электрической цепи действо­вал переменный ток. Ток появился в момент времени, обозначенный точкой «а». Он плавно увеличивался, шел в одном направлении — туда, достиг наибольшей вели­чины (точка «б») и так же плавно убывал до нуля (точ­ка «в»). Исчезнув на мгновение, ток вновь появился, плавно возрастал и протекал в противоположном на­правлении — обратно. Достигнув наибольшего значения (точка «г»), он вновь уменьшился до нуля (точка «д») и т. д.

Говоря о частоте как о числе электрических колеба­ний в единицу времени, связывают ее со временем, в те­чение которого происходит одно полное колебание, — периодом. Ребят следует также познакомить с понятия­ми «полупериод», «амплитуда», «фаза».

При раскрытии содержания данной темы руководите­лю кружка предоставляются широкие возможности на­глядной демонстрации на экране осциллографа картины переменных токов. Для этой цели можно воспользовать­ся обычной сетью частотой 50 гц, микрофоном, включен­ным непосредственно на вход осциллографа, а также звуковым генератором любой марки или высокочастот­ным генератором типа ГСС-6 или Г4-1А.

Рассматривая принципиальную схему цветомузыкаль- ной приставки, руководитель обращает внимание круж­ковцев на наличие в схеме элемента, обозначенного бук­вой С. Обобщая ответы ребят, педагог уточняет, что речь идет о конденсаторе — «накопителе» электрических зарядов (рис. 19).

Разбирают устройство конденсатора. Выясняют фак­торы, влияющие на способность конденсатора запасать электрический заряд (величина площади его пластин, диэлектрические свойства изолирующего материала и расстояние между пластинами). Членов кружка знако­мят с единицами измерения емкости конденсаторов. Ос­новной единицей емкости является фарада (сокращен­но ф). Однако фарада слишком большая емкость (зем­ной шар, например, обладает емкостью меньше 1 ф), поэтому на практике пользуются единицей емкости, рав­ной миллионной доле фарады, — микрофарадой (мкф) или еще более мелкой единицей, равной миллионной до­ле микрофарады, называемой пикофарадой (сокращенно пф).

Затем рассказывают о типах конденсаторов: постоян­ных, переменных, электролитических. Педагог демонстри­рует различные типы конденсаторов, отмечая разнооб­разие внешнего вида этих радиодеталей. Вместе с тем при одной и той же емкости размеры конденсаторов за­висят от вида используемого диэлектрика (керамика, слюда, бумага, электролит) и предельного пробивного на­пряжения.

Далее кружковцев следует познакомить с системой условных обозначений конденсаторов на принципиаль­ных схемах. Преподаватель вычерчивает на доске графи­ческие изображения конденсаторов: постоянного, пере­менного, подстроечного и электролитического, сооб­щая, что конденсатор любого типа на схеме обозначается буквой С. Индекс указывает на порядковый номер дан­ного конденсатора в схеме, а цифры, следующие за обо­значением конденсатора, — значение емкости. На прин­ципиальных схемах емкость конденсаторов от 1 до 9999 пф указывают целыми числами, соответствующими их емкостям в этих единицах, а емкость конденсаторов от 0,01 мкф (10 000 пф) и больше — в долях микрофа­рады или пикофарадах без обозначений мкф или пф. Если емкость конденсатора равна целому числу микро­фарад, то в отличие от обозначения емкости в пикофара­дах после последней значащей цифры ставятся запятая и нуль.

Руководитель приводит несколько примеров обозна­чения емкостей конденсаторов в схемах, которые, как и ранее сообщенные сведения, ребята заносят в свои те­тради:

С1 51 соответствует 51 пф

С2 6800 соответствует 6800 пф;

СЗ 0,05 соответствует 0,05 мкф (50 000 пф);

С4 0,1 соответствует 0,1 мкф

С5 20,0 соответствует 20 мкф,

В заключение беседы педагог рассказывает членам кружка о том, как ведет себя конденсатор в цепи элек­трического тока. Если подключить конденсатор к источ­нику постоянного тока, ток прекратится, как только пла­стины конденсатора полностью зарядятся. Диэлектриче­ский материал является изолятором, и поэтому он пре­пятствует прохождению тока. Если к пластинам конден­сатора вместо напряжения постоянного тока подключить напряжение переменного тока, то в цепи будет существо­вать ток. В этом случае электроны проходят сначала в одном направлении, а затем в противоположном. Но конденсатор подобно резистору будет оказывать сопро­тивление переменному току, которое зависит от его ем­кости и от частоты тока: чем больше емкость конденса­тора и частота тока, тем меньше его емкостное сопро­тивление.

Сделанное сообщение преподаватель обобщает в ви­де формулы для определения величины емкостного со­противления конденсатора, выраженного в омах:

где Хс — емкостное сопротивление конденсатора, ом f — частота тока, гц С — емкость данного кон­денсатора, ф.

Приводят два-три примера расчета по формуле.

Теперь внимание ребят вновь обращают к принципи­альной схеме цветомузыкалыюй приставки. Руководи­тель говорит, что конденсатор в данной схеме выполня­ет роль фильтра низких частот, пропуская хорошо толь­ко высокие звуковые частоты. При этом ярко горит зе­леная лампочка.

Далее преподаватель кратко рассказывает о свойст­вах катушки, по которой протекает переменный электрический ток. Не вдаваясь в физическую суть утверждении, педагог говорит, что различные катушки оказывают току одной и той же частоты разное сопротивление. Характе­ристикой катушки служит ее индуктивность, обозначае­мая буквой L. Единицей индуктивности является генри (сокращенно гн). Индуктивностью 1 гн обладает такая катушка, у которой при изменении тока на 1 а в течение 1 сек. развивается э.д.с. самоиндукции, равная 1 в. 11с пользуются также единицы, равные тысячным долям ген­ри, называемые миллигенри (мгн), и миллионным долям генри, называемые микрогенри (мкгн).

Далее ребят следует познакомить с понятием индук­тивного сопротивления и формулой для определения его числовых значений в омах:

XL=6,28fL,

где Xj — индуктивное сопротивление катушки, ом; f — частота, гц; L — индуктивность данной катушки, гн.

Рекомендуется рассмотреть два-три примера расчета индуктивного сопротивления.

Теперь можно объяснить, какую роль играет дроссель в схеме цветомузыкальной приставки.

Рис.19

Кружковцам рассказывают о том, что на питание электрических приборов и электронных устройств расхо­дуется некоторое количество электроэнергии. Эта энер­гия, отдаваемая источником тока или получаемая от не­го нагрузкой в течение 1 сек., называется мощностью то­ка. Ребят знакомят с единицами мощности тока — ват­том, киловаттом и с формулой для расчета мощности электрической схемы, т. е. P=UI. Пользуясь этой фор­мулой, следует рассмотреть несколько примеров практи­ческого расчета. Рекомендуется также познакомить юных любителей автоматики с формулами для опреде­ления мощности в случае, если известна величина тока и сопротивление цепи, т. е. P=I2R, или, когда известно напряжение, действующее в цепи, и сопротивление этой цепи.

Ход практических занятий

Темой практических занятий является изготовление простейшей цветомузыкальной приставки. Работа эта имеет большую дидактическую ценность, поскольку чле­ны кружка наглядно знакомятся с законами прохожде­ния переменных электрических токов через сопротивление, ем­кость и индуктивность (рис. 19).

На изготовление цветомузы­кальной приставки отводится че­тыре занятия. При этом пресле­дуется цель не только собрать и наладить схему устройства, но и оформить его в закончен­ную конструкцию.

В заключение беседы педагог рассказывает членам кружка о том, как ведет себя конденсатор в цепи элек­трического тока. Если подключить конденсатор к источ­нику постоянного тока, ток прекратится, как только пла­стины конденсатора полностью зарядятся. Диэлектриче­ский материал является изолятором, и поэтому он пре­пятствует прохождению тока. Если к пластинам конден­сатора вместо напряжения постоянного тока подключить напряжение переменного тока, то в цепи будет существо­вать ток. В этом случае электроны проходят сначала в одном направлении, а затем в противоположном. Но конденсатор подобно резистору будет оказывать сопро­тивление переменному току, которое зависит от его ем­кости и от частоты тока: чем больше емкость конденса­тора и частота тока, тем меньше его емкостное сопро­тивление.

Сделанное сообщение преподаватель обобщает в ви­де формулы для определения величины емкостного со­противления конденсатора, выраженного в омах:

Хс=ттс'

где Хс — емкостное сопротивление конденсатора, ом f — частота тока, гц С — емкость данного кон­денсатора, ф.

Приводят два-три примера расчета по формуле.

Теперь внимание ребят вновь обращают к принципи­альной схеме цветомузыкалыюй приставки. Руководи­тель говорит, что конденсатор в данной схеме выполня­ет роль фильтра низких частот, пропуская хорошо толь ко высокие звуковые частоты. При этом ярко горит Зе­леная лампочка.

Далее преподаватель кратко рассказывает о свойствах катушки, по которой протекает переменный электрический ток. Не вдаваясь в физическую суть утверждений, педагог говорит, что различные катушки оказывают току одной и той же частоты разное сопротивление. Характеристикой катушки служит ее индуктивность, обозначавшая буквой L. Единицей индуктивности является генри (сокращенно гн). Индуктивностью 1 гн обладает такая катушка, у которой при изменении тока на 1 а в течение 1 сек. развивается э.д.с. самоиндукции, равная 1 п Пс. пользуются также единицы, равные тысячным долям . Так называемые миллигенри (мгн), и миллионным долям генри, называемые микрогенри (мкгн).

Далее ребят следует познакомить с понятием индук­тивного сопротивления и формулой для определения его числовых значений в омах:

Xi = 6,28fL,

где Xi — индуктивное сопротивление катушки, ом f — частота, гц; L — индуктивность данной катушки, гн.

Рекомендуется рассмотреть два-три примера расчета индуктивного сопротивления.

Теперь можно объяснить, какую роль играет дроссель и схеме цветомузыкальной приставки.

Кружковцам рассказывают о том, что на питание лектрических приборов и электронных устройств расхо­дуется некоторое количество электроэнергии. Эта энер­гия, отдаваемая источником тока или получаемая от не- ю нагрузкой в течение 1 сек., называется мощностью то­ка. Ребят знакомят с единицами мощности тока — ват­том, киловаттом и с формулой для расчета мощности электрической схемы, т. е. P=UI. Пользуясь этой фор­мулой, следует рассмотреть несколько примеров практи­ческого расчета. Рекомендуется также познакомить юных любителей автоматики с формулами для опреде­ления мощности в случае, если известна величина тока и сопротивление цепи, т. е. P=I2R, или, когда известно напряжение, действующее в цепи, и сопротивление этой цепи

Ход практических занятий

Темой практических занятий является изготовление простейшей цветомузыкальной приставки. Работа эта имеет большую дидактическую ценность, поскольку чле­ны кружка наглядно знакомятся с законами прохожде­ния переменных электрических токов через сопротивление, ем­кость и индуктивность (рис. 19).

На изготовление цветомузы­кальной приставки отводится че­тыре занятия. При этом пресле­дуется цель не только собрать и наладить схему устройства, но и оформить его в закончен­ную конструкцию.

Для этого потребуются следующие детали и материалы:

  • три лампочки от карманного фонаря на 2,5—3,5 в, окрашен­ные лаком в красный, синий и зеленый цвет;
  • дроссель, обмотка которого имеет 170 витков провода ПЭЛ 0,1 и намотана внавал на ферритовом кольце с внутренним диамет­ром около 10 мм или на кусочке стержня ферритовой антенны (20 мм);
  • электролитический конденсатор на 20 ; 50 мкф;
  • высокоомный резистор в качестве основания для намотки проволочного сопротивления;
  • монтажный провод;
  • плата размером около 70X70 мм из 2—3-мм пластика;
  • «молочный» плексиглас;
  • нитрокраска любого цвета;
  • жестяная банка из-под консервов;
  • материал для подставки (дерево, пластик, эбонит, металл).

В конструкции приставки в качестве корпуса исполь­зована жестяная банка из-под консервов. Окрашенным корпус с матовым экраном устанавливается на основа­нии из фанеры или пластмассы. Оформленная таким об­разом самоделка имеет завершенный и эстетичный ви t

Прежде чем приступить к работе, необходимо провести небольшую беседу с ребятами о цветомузыке, рас­сказать им, что цветовое сопровождение улучшает вос­приятие музыки. Затем, используя образец цветому ле­кальной приставки, педагог демонстрирует кружковцам работу устройства и объясняет его схему. Ребята получают задание зарисовать схему приставки в своих тетрадях.

Далее руководитель инструктирует членов кружка в порядке изготовления конструкции. Вначале необходимо вырезать монтажную плату в соответствии с корпусом установки. В нашем варианте размер плат составляет 70Х7С мм. Платы вырезают из отрезков 2—3-мм гети­накса или другого пластика. Поскольку ребята уже знакомы с приемами разметки плат с помощью линейки, ка­рандаша и угольника, а также с приемами работы резаком, педагогу достаточно будет только напомнить своим воспитанникам порядок выполнения отдельных опера­ций (рис. 20).

Эскиз платы зарисовывается на доске. Прежде чем разрешить накернивать намеченные отверстия, преподавателю необходимо убедиться в правильности выполнения разметки. Затем приступить к сверлению отверстия.

При выполнении этой работы руководитель следит, чтобы члены кружка правильно пользовались приемами кернения, использовали сверла только нужного диамет­ра, выполняли правила техники безопасности. Поскольку в период проведения об­щей подготовительной работы одного-двух сверлильных стан­ков явно не хватает педагогу необходимо уметь наладить «поточный» метод сверления, т. е. сначала все сверлят от­верстия одного диаметра, за­тем меняют сверло и сверлят все отверстия следующего диаметра и т. д., пока вся плата не будет обработана. Отдель­ные отверстия доводят до нужного размера с помощью надфиля или напильника.

Далее приступают к окраске лампочек цветными ла­ками. Ребятам показывают, как окрасить лампочки пу­тем погружения (окунания) стеклянного баллона в кра­ску. Окрашенные лампочки кладут на подставку и су­шат.

Следующим этапом работы над схемой цветомузы­кальной приставки является намотка дросселя. Сердеч­ником его может служить отрезок длиной 2—3 мм стер­жня ферритовой антенны или ферритовое кольцо с внут­ренним диаметром 8—10 мм. Несмотря на большую трудоемкость, мы рекомендуем второй вариант дроссе­ля. В этом случае кружковцы овладевают техникой на­мотки кольцевых сердечников — умением, необходимым каждому юному любителю радиоэлектроники.

Для удобства намотки провода на кольцо делают челнок из двух кусочков голой медной проволоки тол­щиной 1 — 1,5 и длиной 60—70 мм. Куски проволоки спа­ивают в нескольких местах и концы их разгибают в ви­де вилок (рис. 21).

Провод наматывается на челнок такой длины, чтобы его хватило на всю обмотку. Если средняя длина одного витка составляет 10—12 мм, то для обмотки содержащей 170 витков, на челноке с учетом запаса надо брать око­ло 2,5 м провода.

Перед намоткой углы кольца следует сгладить над­филем. Пропуская челнок в окно ферритового кольца, витки укладывают плотно и равномерно по всей его поверхности. Педагог внимательно следит за действиями своих питомцев, поправляет их, смотрит, чтобы на про­воде не образовывались петли и не портилась изоляция. Очень часто, как показывает опыт, отдельные ребята за­бывают о начальном выводе обмотки и просто-напросто заматывают его. Чтобы избежать неприятностей такого рода, педагог на первых порах вынужден периодически напоминать кружковцам о существовании выводов.

После намотки дросселя приступают к монтажу схе­мы приставки: устанавливают на плате детали в соот­ветствии с отверстиями и производят соединения по схе­ме.

Собранное устройство ребятам не терпится тут же испытать в действии. Для этого понадобится магнито­фон, проигрыватель с усилителем или радиоприемник с выходом на дополнительный громкоговоритель. Схема приставки абсолютно электробезопасна. Поэтому испы­тания ее могут производиться без предварительной про­верки педагогом. Подключая свои схемы к усилителю магнитофона или проигрывателя, кружковцы сразу же видят недостатки своей работы и исправляют ошибки в монтаже.

Принцип работы приставки несложен. Конденсатор хорошо пропускает высокие звуковые частоты. При этом ярко горит зеленая лампочка. Индуктивность, обладая малым сопротивлением в области низких частот, подает напряжение на красную лампочку. Лампочка синего цве­та, включенная через сопротивление, реагируя на все ча­стоты, создает на экране разнообразные переходы цве­тов. Настройка приставки сводится к подбору величины сопротивления R1. Если лампочка J12 вспыхивает намно­го слабее двух других лампочек, следует несколько уменьшить величину R1. Интенсивность свечения крас­ной лампы можно усилить, уменьшая С1, и ослабить, увеличив его.

Цветовой эффект становится особенно ощутимым, ес­ли лампочки поместить в корпус с матовым экраном. Лучший материал для экрана —«молочный» плексиглас толщиной 2—4 мм. Можно также использовать любой прозрачный материал, приложив к нему слой кальки или пергаментной бумаги.

Ребята получают задание вырезать с помощью лобзи­ка из листов оргстекла круги в соответствии с диамет­ром банки. Разметку окружности производят, используя банки в качестве шаблонов. Круглые экраны можно так­же изготовить, высверлив окружности по контуру и обработав края напильником. К каждой банке припаивают по четыре лапки из жести для закрепления экранов. Корпус со схемой устанавливают при помощи вертикаль­ных стоек на основание.

Ребятам говорят о значении внешнего вида, эстети­ческого оформления любых предметов, с которыми чело­веку приходится соприкасаться в повседневной жизни, рассказывают о науке, занимающейся вопросами эсте­тического конструирования механизмов и приборов, — технической эстетике.

Завершающим этапом работы по изготовлению цветомузыкальной приставки является оформление конст­рукции. Сначала предстоит окрасить корпус, а затем произвести окончательную сборку.

Для окраски различных изделий и конструкций в ус­ловиях кружка удобно применять нитрокраски различ­ных цветов. Они хорошо окрашивают любой материал, дают яркий сочный цвет, быстро сохнут.

Наиболее качественную поверхность окраски можно получить с помощью компрессорного распылителя. Од­нако наличие компрессорной установки потребует специ­ального покрасочного места, вытяжных устройств. Это неоправданно усложнит работу кружка электронной ав­томатики. Поэтому окраску учебных работ производят небольшими кисточками, а если потребуется более ка­чественная отделка конструкции, обращаются за по­мощью в кружки, где имеется соответствующее оборудо­вание (кружки моделирования, общего технического кон­струирования и др.).

После покраски конструкции собирают и проводят их окончательное испытание. Ребятам предоставляется пра­во взять свои работы в школу или домой. Лучшие рабо­ты педагог рекомендует на итоговую выставку.

|
Copyright © 2020 Профессиональный педагог. All Rights Reserved. Разработчик APITEC
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top