Опыты по электротехнике в домашних условиях: увлекательные эксперименты с электричестким током

Содержание

5 удивительных опытов для детей

Знаете ли вы, что практически на каждой кухне, используя, так сказать, подручные средства, можно устроить научное мини-шоу — необыкновенно интересные опыты для детей? Прочитав наши инструкции, вы сможете не только удивить ребятишек, но и удивиться сами! Итак.

Радуга на бумаге

Вам потребуется

  • Зеркало,
  • емкость с водой (таз, миска, кастрюля),
  • лист бумаги, фонарик,

Суть опыта

Опускаем в заполненную водой емкость зеркало, освещаем отражающую поверхность фонариком — и «ловим» разноцветную дугу на лист бумаги!

Объяснение

Преломляясь в воде, световой луч раскладывается на составные части, которые и образуют семицветную радугу

Эффект лава-лампы

Вам потребуется

  • Вместительный прозрачный сосуд (стеклянный стакан, банка),
  • соль,
  • вода,
  • подсолнечное масло,
  • любой пищевой краситель

Суть опыта

В заполненную на две трети водой емкость вливаем масла (1 стакан), добавляем краситель и не торопясь всыпаем соль (1 ч.

л)

Объяснение

Плавающее на поверхности более легкое по сравнению с водой масло увлекается более тяжелой солью вниз, однако соль постепенно растворяется — и масло снова устремляется к поверхности; задача красителя — сделать эти удивительные опыты для детей более наглядными.

Домашний вулкан

Вам потребуется

  • Пластиковая бутылка (достаточно 0,3,-0,5 л),
  • песок/глина,
  • пищевой краситель,
  • уксус,
  • сода

Суть опыта

Из глины и песка лепим вокруг бутылки «вулкан» (это чисто художественное оформление), всыпаем соду (2 ст.л.), заливаем примерно 50 мл теплой воды, добавляем краситель — и устраиваем «извержение», влив 50 мл уксуса

Объяснение

Соединение соды (NaHCO3) и уксусной кислоты сопровождается бурным выделением углекислого газа (СО2), пузырьки которого и приводят к «извержению», выталкивая содержимое на поверхность.

Танец волшебной монетки

Вам потребуется

  • Бутылочка,
  • вода,
  • монета с диаметром не меньше бутылочного горлышка

Суть опыта

Охлаждаем открытую бутылку (хватит 2-3 минут в морозилке), накрываем горлышко смоченной в воде монетой — и через пару секунд наслаждаемся танцевальными па монеты, которая начнет забавно «прыгать»

Объяснение

Воздух при охлаждении сжимается, а в комнатных условиях начинает нагреваться и расширяться, заставляя монетку «танцевать»

Сад кристаллов

Вам потребуется

  • Проволочка с петелькой на конце,
  • вода (в идеале —дистиллированная),
  • соль

Суть опыта

Готовим теплый перенасыщенный раствор соли, переливаем его в чистую емкость, погружаем в жидкость подготовленную проволочку — и через несколько дней получаем восхитительные соляные кристаллы (процесс пойдет быстрее, если емкость будет находиться в теплом месте)

Объяснение

По мере охлаждения воды соль постепенно теряет свою растворимость, кристаллизуясь на твердых поверхностях, включая предусмотрительно погруженную в раствор проволоку

И это — далеко не все удивительные опыты для детей, которые можно запросто провести на кухне!

Владимир Рюмин — Занимательная электротехника на дому читать онлайн

Владимир Рюмин

Занимательная электротехника на дому

Предисловие издательства

Владимир Владимирович Рюмин – русский инженер, опытный педагог, получил широкую известность как популяризатор науки и техники.

Будучи прогрессивным педагогом-новатором, Владимир Владимирович разрабатывал собственные оригинальные методики преподавания, ставил необычные опыты, следил за новостями из мира техники и делился ими с учениками. Начав заниматься преподаванием, он издал много учебных пособий по химии, минералогии, технологии и электротехнике, серию брошюр по технологии производств (мыловарение, изготовление лампадного масла, красок, бетона, отделочных материалов) и по прикладной технологии.

Рюмин выпускал научно-популярные журналы «Физик-любитель» и «Электричество и жизнь». Тогда же выходили адресованные самой широкой аудитории книги «Химия вокруг нас», «Техника вокруг нас», «Чудеса техники», «Беседы о магнетизме», «Беспроволочный телеграф», «Практическая минералогия», «Популярные научные очерки и рассказы». Писал он более серьезные работы для специалистов – химиков, минералогов, электротехников, инженеров транспорта.

Окончив преподавательскую деятельность, Владимир Владимирович Рюмин сосредоточился на популяризации науки. Его книга «Занимательная химия», которая также выходит в нашем издательстве «Центрполиграф», открыла знаменитую серию «Занимательная наука». За много лет книга о химии пережила большое количество переизданий и стала самым популярным из его трудов.

Сегодня мы с удовольствием представляем еще одну из работ автора, книгу «Занимательная электротехника на дому». И хотя с момента написания этой занимательной книги прошло почти сто лет, основы электротехники с тех пор не изменились, опыты до сих пор актуальны и помогут понять принципы работы современных электроприборов. В ней описано большое количество интересных, а также полезных устройств, которые можно сделать в домашних условиях своими руками.

Предисловие автора

Относительно данной книги могу сказать, что она при беглом перелистывании может показаться читателю сухой и не очень занимательной, как другие мои книги. Однако в действительности это не так. Приборы, опыты и установки, о которых идет в ней речь, любопытны и возбуждают значительный интерес. Правда, они в большинстве случаев не очень просты для осуществления, но, во всяком случае, особой опытности и искусства от любителя не требуют.

Как и при составлении всех моих книг, я всюду, где это только можно, старался упростить постройку аппаратов и схему установок, лишь бы выяснить принцип их конструкции и действия.

Думаю, впрочем, что пытливый читатель сможет без особых затруднений справиться с теми требованиями, которые настоящая книжка предъявляет к его опытности в деле сооружения любительских приборов и приспособлений для использования электрической энергии в ее разнообразных приложениях в практике.

Умышленно избегая каких бы то ни было математических формул и численных расчетов, зачастую отталкивающих начинающего любителя от чтения книг по электротехнике, я все же считаю своим долгом указать читателю, что знание тех теоретических данных, на которых основано конструирование различных электротехнических приборов и аппаратов, станет необходимым ему в будущем, когда он от электротехники занимательной пожелает перейти к электротехнике серьезной.

Моя же цель – возбудить в нем интерес к такому переходу от развлечения к науке, от забавы к делу.

Буду удовлетворен, если ее достигну.

Сильный ток от слабого источника

Преобразование тока

Мы знаем, что в зависимости от силы тока электротехника делится на электротехнику слабых и сильных токов. То есть правильно было бы сказать: токов малого и большого напряжения, так как сила тока может быть велика и при слабом напряжении (вольтажа или разности потенциалов) и незначительна при большом.

Токи длительные более или менее значительной силы, но слабого напряжения получают при помощи гальванических элементов, а токи ничтожной силы и весьма кратковременные (электрические разряды) – при сближении разноименно заряженных кондукторов. Зато эти токи имеют высокое напряжение.

Теперь мы ознакомимся с одним из приспособлений для получения от гальванических элементов токов такого же большого напряжения, как от электростатических машин, лейденских банок и т.  п. приборов для электрических разрядов.

Приборы, служащие для подобного рода превращения (трансформации), называются трансформаторами или индукторами; тот прибор, который мы будем строить, – индукторием или катушкой, а также спиралью Румкорфа.

Трансформаторы сами не создают тока, они лишь за счет уменьшения силы основного тока дают ток в несколько раз более напряженный, но имеющий соответственно меньшую силу.

Как видим, и в этом случае устарелая терминология может вызвать путаницу в нашем представлении. Чтобы ее не произошло, будем помнить, что под словами «сильный ток» подразумевают обычно не ток большой силы, а ток высокого напряжения.

Для превращения тока от гальванической батареи[1] в токи с напряжением в сотни и тысячи вольт пользуются способностью переменного или прерывистого тока возбуждать в находящихся в соседстве с ним проводниках индуктивный (наведенный) переменный ток.

В трансформаторе Румкорфа прямой ток, направляющийся в первичную обмотку (спираль) от батареи, проходит через такой же прерыватель, как в электрическом звонке.

Каждому появлению тока в первичной спирали соответствует возникновение тока во вторичной обмотке, окружающей первую, в направлении обратном основному току, а в момент исчезновения основного тока во вторичной спирали пробегает ток того же направления, как в первичной.

Не стану входить в дальнейшие теоретические подробности, но не скрою, что явление в действительности значительно усложняется появлением так называемых экстратоков, или токов самоиндукции.

Эти токи возникают в тех же проводах, по которым проходит первичный или наведенный ток, и они, в зависимости от направления, способствуют усилению даваемого катушкой тока в моменты размыкания прерывателя.

Напряжение индуктивного тока во вторичной обмотке зависит от отношения числа ее витков к числу оборотов первичной спирали и приблизительно в 100–200 раз превышает напряжение первичного тока.

Подчеркиваю, что такое отношение лишь приблизительно и может меняться в широких пределах в зависимости от целого ряда обстоятельств.

Читать дальше

ПРИВЫЧНЫЕ И НЕОБЫЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО: ПРИВЫЧНЫЕ И НЕОБЫЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ.

Фролов В.В. 1

1МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №13» г. Калуги

Волкова М.В. 1

1МБОУ «СОШ №13» г. Калуги

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с таким понятием, как «электричество». Что же такое электричество, всегда ли люди знали о нём?

Без электричества представить нашу современную жизнь, практически, невозможно. Скажите, как можно обойтись без освещения и тепла, без электродвигателя и телефона, без компьютера и телевизора? Электричество настолько глубоко проникло в нашу жизнь, что мы порой и не задумываемся, что это за волшебник помогает нам в работе.

Цель моей исследовательской работы: изучить историю открытия электричества, особенности этого явления и его применение в повседневной жизни.

Задачи, которые необходимо решить, для достижения поставленной в работе цели:

  • изучить материалы об истории открытия электричества;

  • рассмотреть практическое применение данного явления в жизни человека;

  • изучить строение батарейки, аккумулятора и выяснить, какие существуют альтернативные источники электричества;

  • в домашних условиях попробовать собрать аналог первой в истории батарейки, а также фруктовую и овощную батарейки.

Методы исследования:

  1. подбор и анализ литературы по теме проекта;

  2. систематизация собранных материалов;

  3. опрос одноклассников;

  4. проведение опытов и анализ результатов.

Объектом исследования в моей работе выступает электричество.

Предмет исследования: применение привычных и альтернативных источников питания электроприборов малой мощности дома.

Гипотеза: я думаю, что можно зажечь светодиодную лампочку, обычную маленькую лампочку и подзарядить мобильный телефон без подключения к домашней розетке.

Глава I. Понятие электричество

  1.  
    1. История открытия электричества

Когда я стал выяснять, когда же люди узнали, что такое электричество, то установил, что явления, связанные с электричеством, были замечены еще в древнем Китае, Индии и древней Греции за несколько столетий до начала нашей эры. Около 600 года до н.э. древнегреческому философу Фалесу Милетскому было известно свойство янтаря, натертого о шерсть, притягивать легкие тела, например, пылинки. Древние греки даже научились использовать это явление – для удаления пыли с дорогих одежд. Ещё они заметили, что если сухие волосы расчесать янтарным гребнем, они встают, отталкиваясь друг от друга.

Кстати, янтарь древние греки называли словом «электрон». От него же пошло и слово «электричество». Но греки всего лишь наблюдали явления электричества, но не могли его объяснить.

Важным событием в истории изучения электричества, которое имеет значение для моей научной работы, стало обнаружение электричества при соприкосновении двух разных металлов с живым организмом. Это явление обнаружил в 1791 году итальянский врач Луиджи Гальвани. Когда он присоединил к лягушачьей лапке две полоски разных металлов, то обнаружил протекание тока между ними. Оно проявилось подергиванием лапки лягушки. Он назвал это явление «животным электричеством».

Этот опыт послужил основой для исследований другого итальянского ученого, Алессандро Вольта. Около 1800 г. он выявил, что причиной возникновения тока является реакция между двумя различными металлами в определенной среде. Вольта поместил в емкость с кислотой две пластинки: цинковую и медную. Это устройство и стало первой в мире батарейкой и получило название «Вольтов столб».

Я на практике попробую собрать такой столб и проверить, будет ли он давать электрический ток.

Современные батарейки мы называем гальваническими элементами – в честь первооткрывателя этого явления, а единица измерения электрического напряжения – Вольт – в честь Алессанро Вольта.

А в 1859 году французский ученый Гастон Плантэ создал элемент питания, в котором использовались свинцовые пластины, погруженные в слабый раствор кислоты. Эта батарея подвергалась заряду источником тока, а потом начинала сама вырабатывать электричество, выдавая почти всю потраченную на заряд электроэнергию. Причем это можно было проделывать много раз. Так появился первый аккумулятор.

Другие интересные факты из истории электричества представлены в Приложении 1.

  1.  
    1. Виды электричества

Как я говорил раньше в работе, люди уже в древности заметили явления, которые они не могли объяснить, а некоторые из них вообще их пугали, а сегодня мы знаем, что это проявления электричества. Электрические явления мы можем наблюдать повсюду. Есть электричество, которое существует вообще без участия человека – это явления электричества в живой и неживой природе.

Есть электричество, которое мы используем в домах – получаем его из электрической розетки. А есть электричество, которое мы носим с собой в кармане – это электричество от батарейки или аккумулятора.

Конечно, самый распространенный способ применения электроэнергии, о котором знаем даже мы, дети – это освещение. Потом – работа всех приборов в доме – это утюги, стиральные и посудомоечные машины, электроплиты, принтеры, сканеры, телевизоры и многое другое. Не смогут работать без электроэнергии и компьютеры и планшеты. Ведь приходя домой вечером, мы обязательно ставим свой телефон или планшет на зарядку, которая происходит от электрической розетки.

Все мы знаем виды транспорта, работающие на электроэнергии – это трамваи, троллейбусы, поезда, в том числе, и в метро. Люди стали больше заботиться об окружающей среде, поэтому распространение получает и частный электротранспорт – электромобили.

С помощью рисунка-схемы в Приложении 2 я изобразил все эти виды электричества.

Глава II. Электричество сегодня – батарейки, аккумуляторы

2.1. Источники электрической энергии

Очень важным вопросом сегодня является «добыча» электроэнергии и ее сохранение. Для этого создаются электростанции. Благодаря существованию линий электропередач (ЛЭП), электроэнергию возможно передавать на очень большие расстояния. Это позволяет доставить электричество даже в самые отдаленные уголки Земли.

Рис. 1 Альтернативные источники энергии в домах

Сегодня же часто можно услышать по телевизору или прочесть в журналах, в интернете про «альтернативные источники энергии». В домах такими источниками можно назвать любые природные явления, которые можно превратить в энергию: свет солнца, ветер, движение воды, тепло земли, деятельность живых микроорганизмов.

2.2. Устройство батарейки и аккумулятора

Всем маленьким устройствам, которые окружают нас в повседневной жизни, нужен элемент питания – батарейка. Интересно, как же она устроена и работает?

Первая батарейка – «вольтов столб». Вольта сконструировал столбик из пластинок двух металлов: цинка (серые) и меди (розовые), и войлока, смоченного раствором кислоты. Цинк, медь и войлок он накладывал друг на друга в таком порядке: внизу находилась медная пластинка, на ней войлок, затем цинк, опять медь, войлок, цинк, медь, войлок и т. д.

На нижнем кружочке меди будет плюс такой самодельной батарейки, а на верхнем цинковом – минус. Причем, чем больше пластинок, тем выше напряжение, а чем больше размер кружочков, тем больше выдаваемый ток, то есть мощность источника тока определяется его размерами.

Рис. 2 «Вольтов столб»

Если теперь соединить крайние цинковую и медную пластинки проводком, то по нему потечет ток – от отрицательно заряженной пластинки цинка к положительно заряженной пластинке меди.

Электрическая энергия в таком источнике тока не берется из пустоты: она появляется за счет реакции между металлами и кислотой. В конце концов, это устройство, как и любая батарейка, разряжается, так как расходуются безвозвратно элементы, из которых оно собрано.

Сейчас батарейкой или гальваническим элементом мы называем источник электричества, который основан на взаимодействии некоторых веществ между собой.

Когда я стал изучать, из чего состоят современные батарейки, то выяснил, что кроме формы и размера, они еще отличаются и по материалам, из которых они состоят.

Современные батарейки работают так же, как и «вольтов столб», но по их составу я бы их разделил на группы:

  1. Солевые батарейки, будь они в форме цилиндра, или квадрата, или плоские, – все работают одинаково: за цинковую пластинку выступает цинковый стакан, за медную пластинку – угольный стерженек и смесь графита с металлом, например, марганцем (который мы можем встретить дома в аптечке, его раствор в воде имеет розово-фиолетовый цвет), вместо ткани, смоченной кислотой, берут сухую смесь цинка и кислоты, которую называют электролит.

Рис. 3 Устройство солевой батарейки

Угольный стерженек (тот, что торчит из элемента) – это положительный полюс анод (+). На другой стороне – отрицательный полюс – катод (–).

  1. Алкалиновые (щелочные) батарейки – в качестве электролита у них щелочной элемент. Эти батарейки дольше хранятся и сохраняют постоянство напряжения до самого окончания срока службы.

  2. Литиевые батарейки – это самые современные батарейки, именно их используют в мобильных телефонах. У этих батареек в состав входит литий, который имеет наивысший отрицательный потенциал из металлов.

А чем же отличается аккумулятор от батареи? Ответ на этот вопрос простой – первый можно заряжать от розетки, в то время как вторая такой возможности не имеет. Как мы рассмотрели раньше, в батарейке проходит реакция между веществами, помещенными в электролит, при которой эти вещества расходуются безвозвратно. В аккумуляторе же наоборот. Когда аккумулятор разрядится, и его подсоединяют к устройству зарядки, ток в его пластинах течет не от минуса к плюсу, а в обратном направлении, а именно – от плюса к минусу. Реакция в электролите тоже начинает двигаться наоборот и происходит зарядка аккумулятора.

Глава III. Практические опыты

3.1. Опрос одноклассников

Теперь, когда я знаю некоторые интересные факты об электричестве и батарейках, я решил выяснить, что о нем знают мои одноклассники. Своим друзьям я задал такие вопросы, представленные на рисунке 4.

Результаты, которые я получил, приведены в Приложении 3.

После проведения опроса, я сделал для себя несколько выводов:

  • Половина моих одноклассников понимают, что такое электричество и знают, когда они им пользуются и предполагает, что существует много видов электричества.

  • Все могут привести пример пользования электричеством дома.

  • Следует рассказать моим одноклассникам больше о видах электричества и о том, откуда его можно получить.

Рис. 4 Форма опросного листа одноклассников

Я думаю, что мало кто знает, как устроена батарейка и что электричество можно получить не только из розетки, но и из овощей и фруктов.

После того, как я выяснил, как работала первая батарейка, как устроены современные батарейки и что существуют альтернативные источники энергии, я приступил к проведению своих опытов. Фотоотчет о проведенных опытах представлен в Приложении 4.

Опыт №1: Собрать «вольтов столб»

Цель опыта: убедиться, что такая батарейка дает электричество.

Для опыта понадобилось:

  1. медные пластинки;

  2. цинковые шайбы;

  3. кружочки из ткани, политые уксусом;

  4. удерживающее устройство;

  5. медный проводок и обычный провод;

  6. измерительный прибор – мультиметр.

Ход опыта. Сначала я при помощи папы собрал свой «вольтов столб». Я брал медную пластину, клал на нее ткань, сверху клал цинковую шайбу, потом опять ткань. И так до конца. Важно, чтобы столб начинался и заканчивался разными по виду металлами. Высота моего столба составила около 12 см.

Я поставил мой столб на блюдце и полил уксусом, потом подсоединил при помощи папы прибор. Напряжение, которое он показал, составило 1,89 Вольт. Это конечно мало, примерно такое напряжение дает обычная батарейка — 1,5 Вольта.

Вывод: целью этого опыта было убедиться, что «вольтов столб» действительно работает. Так что мое предположение подтвердилось.

Опыт №2: Собрать батарейки из лимонов,картофеля и соленых огурцов

Цель опыта: определить, можно ли зажечь диод, лампочку и зарядить телефон от таких батареек.

Для опыта понадобилось:

  1. медные провода;

  2. оцинкованные гвозди;

  3. картофель мытый, лимон, соленый огурец.

  4. измерительный прибор – мультиметр;

  5. светодиод и лампочка на 2,5 V.

Ход опыта. Первой я собирал батарейку из картофеля. Одна картофелина дает достаточное высокое напряжение в 0,96 Вольта. Это оказался лучший результат из всех. Лимон дал 0,94 Вольта, соленый огурец – 0,81 Вольта. Поэтому дальше я решил делать эксперимент с картофелем. К тому же – он стоит дешевле, чем лимоны.

Я собрал цепь из шести картофелин, замерил напряжение прибором. Получилось 5,37 (Пять целых, тридцать семь сотых) Вольта. Этого должно было быть достаточно, чтобы загорелась маленькая лампочка. Я присоединил лампочку вместо прибора. Но она не загорелась. Тогда я присоединил вместо нее диод, он загорелся.

Зажечь маленькую лампочку не удалось, даже от цепи, которую я собрал из 10 картофелин.

Результаты моего опыта я записал в таблице:

п/п

Овощи и фрукты

Количество в цепочке, шт.

Напряжение, Вольт

Горение светодиода

Горение лампочки

1.

Картофель

1

0,96 В

Нет

Нет

2.

Лимон

1

0,94 В

Нет

Нет

3.

Соленый огурец

1

0,81 В

Нет

Нет

4.

Картофель

6

5,37 В

Да

Нет

5.

Картофель

10

8,82 В

Да

Нет

Вывод 1: От цепи из шести картофелин загорается светодиод,

Вывод 2: Маленькая лампочка не загорается даже от 10 картофелин. В интернете я нашел, что это, скорее всего, из-за потери напряжения при подсоединении лампочки.

Вывод 3: Зарядить мобильный телефон от овощной или фруктовой батарейки не получится, потому что напряжение слишком маленькое, и оно может еще уменьшиться, когда подключаешь прибор.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении могу сказать, что показали опыты. Моя гипотеза: «Можно зажечь светодиодную лампочку, обычную маленькую лампочку и подзарядить мобильный телефон без подключения к домашней розетке» верна только наполовину. Диод зажечь довольно просто, лампочку – сложнее, а подзарядить телефон – невозможно.

Также скажу, что сборка батарейки из картофеля, лимона или огурца заняла у меня, даже при помощи папы, довольно много времени. Так что, использовать овощи и фрукты, как источники электричества в домашних условиях совсем неудобно.

Список литературы

  1. Малов В. Куда идёт электричество? – М.: АСТ, 2016 г.

  2. Проневский А. Удивительные опыты с электричеством и магнитами. – М.: Эксмо, 2015 г.

  3. Большая книга научных опытов, игр и экспериментов с электричеством. Перевод с англ. В.Н. Булгакова. – М.: АСТ, 2009 г.

  4. Перельман Я.И. Занимательная физика. – М.: АСТ, 2014 г.

  5. Германович В., Турилин А. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, земли, воды, биомассы. – С-Пб.: Наука и Техника, 2011 г.

Интернет-источники:

  1. Альтернативная энергия для частного дома. http://stroychik.ru/raznoe/alternativnaya-energiya

  2. Батарейка – принцип работы, виды батареек, история.http://yznavai.ru/batarejka-i-vsyo-o-nej/

  3. История изобретений. Батарейки. http://2fixika.livejournal.com/2207.html

  4. История изучения и развития электричества. http://scsiexplorer.com.ua/index.php/istoria-otkritiy/136-istoria-elektrichestva.html

  5. Как устроена и работает батарейка. http://atz-box.ru/stati/aznaete-li-vy/1456-kak-ystroena-i-rabotaet-batareika.html

  6. Сколько вольт в Вольтовом столбе? http://virtuallab.by/news/skolko_volt_v_voltovom_stolbe/2014-04-07-45

Приложения

Приложение 1

Из истории открытия электричества

В 1600 году придворный врач английской королевы Елизаветы, Уильям Гилберт, с помощью своего электроскопа доказал, что способность притягивать легкие тела имеет не только натертый янтарь, но и другие минералы: алмаз, сапфир, опал, аметист и др. В этом же году он издает труд «О магните и магнитных телах», где изложил целый свод знаний о магнетизме и электричестве.

В 1650 году немецкий ученый и по совместительству бургомистр Магдебурга Отто фон Герике создает первую «электрическую машину». Она представляла собой шар, отлитый из серы, при вращении и натирании которой, притягивались и отталкивались легкие тела. В последствии его машину усовершенствовали немецкие и французские ученые.

В 1729 году англичанин Стивен Грей обнаружил способность некоторых веществ, проводить электричество. Он, по сути, впервые ввел понятие проводников и непроводников электричества.

В 1733 году французский физик Шарль Франсуа Дюфе обнаружил два вида электричества: «смоляное» и «стеклянное». Одно возникает в янтаре, шелке, бумаге; второе – в стекле, драгоценных камнях, шерсти.

В 1745 году голландский физик и математик Лейденского университета Питер ван Мушенбрук обнаружил, что стеклянная банка оклеенная оловянной фольгой, способна накапливать электричество. Мушенбрук назвал ее лейденская банка. Это по сути был первый электрический конденсатор.

В 1747 году член Парижской Академии наук физик Жан Антуан Нолле изобрел электроскоп – первый прибор для оценки электрического потенциала. Также он сформулировал теорию действия электричества на живые организмы и выявил свойство электричества «стекать» быстрее с более острых тел.

В 1747-1753 гг. американский ученый и государственный деятель Бенджамин Франклин провел ряд исследований и сопутствующих им открытий. Ввел используемое до сих пор понятие двух заряженных состояний: «+» и «-». Объяснил действие лейденской банки, установив определяющую роль диэлектрика между проводящими обкладками. Установил электрическую природу молнии. Предложил идею молниеотвода, установив, что металлические острия соединенные с землей снимают электрические заряды с заряженных тел. Выдвинул идею электрического двигателя. Впервые применил для зажигания пороха электрическую искру.

В 1785-1789 гг. французский физик Шарль Огюстен Кулон публикует ряд работ о взаимодействии электрических зарядов и магнитных полюсов. Проводит доказательство расположения электрических зарядов на поверхности проводника. Вводит понятия магнитного момента и поляризации зарядов.

В 1791 году итальянским врачом и анатомом Луиджи Гальвани было обнаружено возникновения электричества при соприкосновении двух разнородных металлов с живым организмом. Обнаруженный им эффект лежит в основе современных электрокардиографов.

В 1795 году другой итальянский ученый Алессандро Вольта, исследуя обнаруженный предшественником эффект, доказал, что электрический ток возникает между парой разнородных металлов разделенных специальной проводящей жидкостью.

В 1801 году русский ученый Василий Владимирович Петров установил возможность практического использования электрического тока для нагрева проводников, наблюдал явление электрической дуги в вакууме и различных газах. Выдвинул идею использования тока для освещения и плавки металлов.

В 1820 году датский физик Ханс Христиан Эрстэд установил связь между электричеством и магнетизмом, что заложило основы формирования современной электротехники. В этом же году французский физик Андре Мари Ампер сформулировал правило определения направления действия электрического тока на магнитное поле. Он впервые объединил электричество и магнетизм и сформулировал законы взаимодействия электрических и магнитных полей.

В 1827 году немецкий ученый Георг Симон Ом открыл свой закон (закон Ома) – один из фундаментальных законов электричества, устанавливающий зависимость между силой тока и напряжением.

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, что приводит к формированию новой отрасли промышленности – электротехники.

В 1847 году немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф сформулировал законы для токов и напряжений в электрических цепях.

Конец XIX-начало XX веков был полон открытий связанных с электричеством. Одно открытие порождало целую цепь открытий в течении нескольких десятилетий. Электричество из предмета исследования начало превращаться в предмет потребления. Началось его широкое внедрение в различные области производства. Были изобретены и созданы электрические двигатели, генераторы, телефон, телеграф, радио. Начинается внедрение электричества в медицину.

В 1878 году улицы Парижа осветили дуговые лампы Павла Николаевича Яблочкова. Появляются первые электростанции. Не так давно кажущееся чем-то невероятным и фантастическим, электричество становиться привычным и незаменимым помощником человечества.

В 1879 американский изобретатель Томас Эдисон усовершенствует лампу накаливания и получает патент на лампу с платиновой нитью. Уже через год он патентует лампу с угольной нитью и сроком службы 40 часов. Также Эдисон изобретает цоколь, патрон и выключатель.

В 1890-х годах Александр Николаевич Лодыгин экспериментирует с нитями накала из различных тугоплавких металлов и первым предлагает использовать нити из вольфрама. Также он предложил не только откачивать воздух из ламп, но и наполнять их инертным газом.

В 1936 году были изобретены газоразрядные лампы, а в 1972 – галогенные.

в 1907 году английским ученым Генри Джозефом Раундом было замечено необычайное свечение вокруг точечного контакта в работающем детекторе. Но открыл электролюминесценцию полупроводников, на которой и основана работа светодиодов, русский ученый Олег Владимирович Лосев в 1923 году. В ходе некоторых радиотехнических исследований он наблюдал голубоватое свечение, испускаемое кристаллами карбида кремния. Однако в то время столь необычайное и интересное явление не заинтересовало научную общественность, и оно было забыто на долгие сорок лет. Однако имя ученого и важность его открытия не были забыты. В последствии, открытое им явление было названо «эффект Лосева».

В 1951 году в США создается научный центр, занимающийся полномасштабными исследованиями электролюминесценции полупроводников и разработкой ламп на основе этого эффекта.

Первые светодиоды для промышленности были созданы в 1960-е годы американцем Ником Холоньяком. Первые образцы имели жёлто-зелёное свечение. Потом появились и красные светодиоды.

Долгое время не удавалось получить светодиод синего свечения. Первый образец был создан в 1971 году Жаком Панковым. Однако технология его производства оказалась настолько дорогой, что не получила дальнейшего использования.

Лишь в 1991 году японский изобретатель Шуджи Накамура разработал дешевую технологию создания синего светодиода, основанную на принципе удвоения частоты резонанса полупроводников.

В 1994 Накамура создает первый промышленный синий светодиод. В последствии разрабатываются светодиоды со все большей и большей яркостью свечения. Размеры их постепенно уменьшаются для объединения их в группы – матрицы. Создаются информационные табло и графические дисплеи.

Приложение 2

Виды электричества

Приложение 3

Результаты опроса одноклассников

  1. Я пользуюсь электричеством, когда:

Утюгом глажу вещи

Разговариваю по мобильному телефону

Подходят оба варианта

14 чел.

3 чел.

8 чел.

  1. Как ты думаешь, когда человек в первый раз начал пользоваться электричеством?

Когда появились люди

При появлении первых телефонов

Когда появилась первая батарейка

-

2 чел.

23 чел.

  1. Как ты думаешь, существует много видов электричества?

Да

Нет

Не знаю

14 чел.

8 чел.

3 чел.

  1. Приведи свои примеры, когда ты пользуешься электричеством.

Зажигаю лампочку, глажу, разговариваю по телефону, сморю телевизор, играю в компьютер, включаю свет, включаю микроволновку, чайник, заряжаю телефон, когда делаю уроки, стираю, готовлю кушать, всегда

Приложение 4

Фото опытов

Опыт №1 Собрать «Вольтов столб»

Опыт №2 Собрать овощную и фруктовую батарейки

Светодиод Светодиод загорелся слабым светом

Просмотров работы: 1068

Постановка демонстрационного физического эксперимента и лабораторных опытов

Учебно-методическое пособие по дисциплине «Физика»

«Постановка демонстрационного физического эксперимента и лабораторных опытов»

Хатмуллина Л. К.

Преподаватель физики

Уфа 2016

Содержание

  1. Введение ………………………………………………………………………………………………….3

  2. Молекулярная физика и тепловые явления …………………………………………..5

  3. Электродинамика ………………………………………………………………………………….14

    1. Электрическое поле ……………………………………………………………………..14

    2. Законы постоянного тока …………………………………………………………….16

    3. Магнитное поле ……………………………………………………………………………17

    4. Электрический ток в различных средах ……………………………………..22

  4. Электромагнитная индукция …………………………………………………………………24

  5. Электромагнитные волны. Оптика ……………………………………………………….26

  6. Квантовая физика …………………………………………………………………………………..32

  7. Заключение…………………………………………………………………………………………….33

  8. Список использованных источников …………………………………………………….34

Введение.

Умение применять приобретенные знания служит убедительным показателем достижения высокого уровня успешности обучения. В обучении физики очень важным, специфическим видом учебной работы, которой обязательно сопутствует применение приобретенных студентами теоретических знаний, является физический эксперимент, умение самостоятельно проводить и делать его анализ. Эти умения формируются на протяжении всего времени обучения физики.

Сегодня в свете осуществляемой в стране реформы общеобразовательной и профессиональной школы необходимо применять меры по повышению уровня подготовки, улучшению качества знаний студентов в соответствии с требованиями к специальному образованию, теснее увязывать преподавание физики с получаемой профессией. При этом возникает необходимость шире практиковать лабораторные и практические работы.

При обучении физике одним из путей реализации специфических способностей студентов СПО является более широкое, чем в школе применение в учебном процессе кратковременных лабораторно-практических работ, выполняемых как на уроке, так и в домашних условиях.

Представленные в данной методической разработке опыты дают студентам возможность ознакомиться с методами научного исследования явлений природы и техники, проведением наблюдений и измерений с применяемыми для приборами и техническими устройствами, используемыми для промышленных предприятий , приобрести многие важные практические умения и навыки. Искусство преподавания физики должно заключаться в том, чтобы найти такое расположение материала , при котором с помощью последовательных, логических операций и рационально подобранного эксперимента при минимальной затрате времени и оптимальном напряжении умственных способностей студентов можно было бы сформировать основные физические понятия, дать представление об основных физических законах и теориях , развить физическое мышление студентов. Процесс обучения физике должен состоять в последовательном формировании новых (для студентов) физических понятий и теорий на базе немногих фундаментальных положений, опирающихся на опыт. В ходе этого процесса должен в равной мере найти отражение индуктивный характер установления основных физических закономерностей на базе эксперимента и дедуктивный характер вывода следствий из установленных таким образом закономерностей с использованием доступного для студентов математического аппарата.

Молекулярная физика и тепловые явления.

Основные положения молекулярно-кинетической теории.

Работа №1. Формирование основных положений молекулярно-кинетической теории (МКТ).

Работа выполняется фронтально. При выполнении работы преподаватель подводит студентов к формулированию основных положений МКТ.

Оборудование: кристаллики марганцовки, две пробирки с водой; вата, смоченная спиртом или ацетоном, лист бумаги; штатив, два свинцовых цилиндра, набор гирь.

Задание 1.

  1. Опустите кристаллики марганцовки в одну из пробирок с водой, наблюдайте за изменением цвета воды.

  2. Перелейте небольшую часть раствора в пробирку с чистой водой. Продолжайте наблюдения.

  3. Какие выводы из наблюдений можно сделать о делимости вещества в размерах частиц, составляющих вещество?

После выполнения задания 1 студенты формулируют первое положение МКТ и записывают его в тетрадь.

Задание 2.

  1. Откройте пробирку, в которой находится вата, смоченная спиртом или ацетоном. Что вы чувствуете? Как объяснить распространения запаха?

  2. Смочите часть листа бумаги водой и положите на увлажненное место кристаллики марганцовки. Ведите наблюдение. О каком свойстве частиц говорят наблюдаемые явления?

После выполнения задания студенты формулируют второе положение МКТ. Затем преподаватель рассказывает о диффузии в газах, жидкостях и твердых телах.

Задание 3.

Оборудование: два хорошо очищенных с торца свинцовых цилиндра.

Свинцовые цилиндры прижмите руками достаточно сильно друг к другу и слегка поверните вокруг продольной оси. Сцепленные цилиндры подвесьте за крючок на штатив, поставьте под них ящик с песком. На свободный крючок подвешивайте гири, увеличивая постоянную нагрузку. Результат опыта зависит от правильной подготовки цилиндров – их торцы должны быть ровными и блестящими, тогда нагрузку можно довести до 12 кг. Объясните наблюдаемое явление. Цель задания – доказательство существования молекул, их движение и взаимодействия.

Выполнив это задание, студенты формулируют третье положение МКТ.

Работа №2.Наблюдение зависимости скорости диффузии от температуры.

Оборудование: стаканы с горячей и холодной водой, кристаллики марганцовки.

В стаканы с одинаковым количеством горячей и холодной воды бросьте одинаковые по размеру кристаллы марганцовки. Ведите наблюдение. В каком стакане вода окрасилась быстрее и почему?

Отчет о работе студенты могут выполнить в рабочих тетрадях или в специальных тетрадях для экспериментальных заданий.

Работа №3. Определение концентрации воздуха в кабинете физики.

Оборудование: термометр лабораторный, барометр.

Данное задание можно выполнить после изучения основного уравнения МКТ идеального газа, чтобы познакомить студентов с методом расчета числа молекул газа в единице объема и создать представление о порядке данной величины:

Концентрацию вычисляют по формуле:

Давление воздуха измеряют барометром.

Задание лучше выполнять индивидуально, так как некоторые студенты не умеют пользоваться барометром, термометром.

Работа №4.Знакомство устройством и работой термометра.

Оборудование:термометр, стакан, горячая и холодная вода.

Лабораторный опыт проводят на уроке фронтально. Цель опыта – развитие умений и навыков в работе с термометром: определение цены деления и пределы измерения прибора, выполнение правил измерения температуры.

Сначала студенты должны ознакомиться с устройством термометра, определить цену деления шкалы прибора, установить какую самую высокую и самую низкую температуру воды можно измерить термометром. Затем надо измерить температуру воды, точно соблюдая правила измерения.

Измерить температуру смеси. Для этого в горячую воду вливают стакан с холодной водой. Перемешивая смесь термометром, наблюдайте за возрастанием температуры.

Результат изменения студенты заносят в тетради и обсуждают.

Работа№5. Изучение характера изменения температуры воды при охлаждении.

Оборудование: термометр, часы, стакан с горячей водой.

Проследите изменения температуры при охлаждении горячей воды в стакане.

Постройте график зависимости температуры от времени наблюдения.

Когда вода остывала быстрее, в начале или в конце опыта? Объясните, почему.

Результаты измерений и график студенты должны занести в тетрадь. Опыт дает студентам возможность еще раз увидеть связь между термодинамическим параметром Т (температурой), характеризующей систему и характеристикой движения молекул v(скоростью).

Результаты опыта и его объяснение обсуждаются на следующем уроке.

Работа №6. Исследование изопроцессов.

Оборудование: термометр от 0° до 100°, цилиндр переменного объема (сильфон), манометр демонстрационный, емкость с водой для установки сильфона, резиновая трубка.

Опыт проводится на уроке при изучении изопроцессов.

Данную тему студенты могут изучить самостоятельно. Для этого студенты делятся на три группы, каждая группа получает одно из трех приведенных ниже заданий.

Предварительно следует отметить, что все студенты, проанализировав уравнение Менделеева –Клайперона , должны рассмотреть зависимость р от V при условии постоянства Т и m; получить формулу зависимости V от Т при условии р=const, Р от Т при условии V=const, после чего поставить эксперимент.

Затем студенты должны построить график изменения термодинамических параметров.

На задание каждой группе даётся 30 мин. В оставшееся время результаты работы докладывают по трое студентов от каждой группы.

В тетради записываются формулировки и математические выражения законов Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля; строятся графики изопроцессов.

Задание 1:

Определение зависимости между Р и V при Т=const.

1. Медленно изменяя объем воздуха в сильфоне, ведите наблюдение за показаниями манометра.

2. Определите связь между давлением и объемом.

3. Результаты трех измерений занесите в таблицу.

4. Рассчитайте произведение давления на объем для каждого измерения.

5. Сделайте вывод.

Задание 2:

Определение зависимости между V и Т при р=const.

1. Поместить сильфон в холодную воду, измерить температуру, объем воздуха при открытом свободном кране манометра, запишите в таблицу.

2. Закройте кран манометра, подлейте в емкость горячей воды. Измерьте температуру и объем воздуха так, чтобы показание манометра оставалось постоянным, как при первом измерении.

3. Повторите манипуляции, изложенные в предыдущем пункте при более высокой температуре воды.

4. Рассчитайте отношение давления к температуре для каждого измерения.

5. Сделайте вывод.

Задание 3:

Определение зависимости между Р и V при V=const.

1. Установите объем сильфона и не меняйте его в течение всего эксперимента.

2. Изменяя температуру воды в емкости, куда помещен сильфон, снимите три показания температуры и давления при закрытом и свободном кране манометра.

3. Занесите показания в таблицу.

4. Рассчитайте отношение давления к температуре для каждого измерения.

5. Сделайте вывод.

Работа №7. Опытная проверка уравнения состояния.

Оборудование: цилиндр переменного объема, манометр демонстрационный, емкость с водой для установки сильфона, термометр от 0° до 100°С.

Опыт проводится на повторительно-обобщающем уроке по теме «Основы молекулярно-кинетической теории газов»; выполняется индивидуально.

Основная цель – проверить умения студентов определять опытным путем параметры состояния газа, знание уравнения состояния газа.

Задание выполняет один или двое учащихся, дается оно в начале урока. Результаты опыта студенты докладывают на уроке, объяснения дают точки зрения молекулярно-кинетической теории.

Работа проводится в такой последовательности:

  1. Закройте свободный край у манометра.

  2. Измерьте по шкале прибора объем воздуха в цилиндре, температуру и давление при комнатной температуре. Запишите в таблицу.

  3. В емкость залейте горячую воду, измерьте объем воздуха в цилиндре, давление и температуру; результаты занести в таблицу.

  4. Пользуясь полученными результатами, вычислите значение выражения PV/T для каждого состояния.

  5. Сделайте вывод, запишите в тетрадь.

Работа №8.Определение влажности воздуха психрометром.

Оборудование: психрометр с психрометрической таблицей, штатив.

Опыт проводится на уроке фронтально.

Студенты самостоятельно изучают устройство и принцип действия психрометра после введения понятия «относительная» и «абсолютная влажность», «точка росы», объяснения устройства и принципа действия гигрометра.

Опыт проводится в такой последовательности:

Познакомьтесь с устройством психрометра по учебнику.

Определите относительную влажность воздуха в кабинете физики. Для этого необходимо:

  1. Снять показания сухого и влажного термометров;

  2. Найти разность показания сухого и влажного термометров;

  3. По психометрической таблице, нанесенной на психрометре на пересечении показания влажного термометра (вертикальная строка) и разности показаний термометра (горизонтальная строка), определить относительную влажность в процентах.

После этого студенты должны ответить на вопросы:

  1. На сколько относительная влажность воздуха близка к норме?

  2. Какое значение имеет влажность воздуха?

  3. Результаты опыта и ответы на вопросы обсуждаются.

Работа №9. Наблюдение свойства поверхностного слоя жидкости.

Оборудование: проволочное кольцо с нитяной петелькой, мыльный раствор (стиральный порошок, глицерин, вода) , кристаллизатор диаметром 8-10 см, пипетка, лучинка с сахарным леденцом, лучинка с мылом, эфир.

Опыт проводят на уроке фронтально.

Преподаватель во время опыта демонстрирует студентам проявления силы поверхностного натяжения жидкости, молекулярную картину поверхностного слоя. После этого продолжая опыт, студенты самостоятельно приходят к выводу о сокращении поверхностного слоя жидкости:

Задание 1.

  1. Получите на поверхности кольца сплошную мыльную пленку, прорвите ее в какой-либо части. Ведите наблюдение.

  2. Вновь получите сплошную пленку, прорвите ее внутри нитяной петельки. Объясните увиденное.

Студенты должны сделать вывод о возможности изменения силы поверхностного натяжения жидкости при помощи активных веществ.

Задание 2.

  1. В кристаллизатор, наполовину наполненный чистой водой, на поверхности которого находятся мелкие лучинки от спички, введите каплю эфира или окуните лучинку с мылом, затем опустите лучинку с сахарным леденцом.

  2. Ведите наблюдение. Наблюдаемое объясняется тем, что мыло и эфир уменьшают силу поверхностного натяжения воды, в результате на поверхности, покрытой мелкими лучинками, образуется свободное от лучинок пятно, сахар же увеличивает силу поверхностного натяжения воды, поэтому пятно постепенно затягивается.

Работа № 10. Наблюдение явления смачивания, капиллярности.

Оборудование: пластинка стеклянная, одна сторона которой покрыта слоем парафина, пипетка, стакан с водой, бумага промокательная, капиллярные трубки

Опыт студенты проделывают на уроке (перед введением понятия «смачивание») фронтально. Таким образом, преподаватель создает проблемную ситуацию. Зная основные положения МКТ, студенты руководством преподавателя объясняют явления смачивания и капиллярности.

Порядок выполнения работы следующий:

  1. Опустите стеклянную пластинку в стакан с водой, а затем выньте и рассмотрите ее поверхность. Дайте объяснение.

  2. Осушите пластинку. Накапайте пипеткой несколько капель воды сначала на одну сторону пластинки, затем на другую и рассмотрите форму капель. Дайте объяснение.

После этого преподаватель вводит понятие явления смачивания, которое объясняется на основе молекулярно-кинетической теории.

  1. Вставьте капиллярную трубку в стакан с водой; обратите внимание на уровень жидкости в капилляре и форму мениска.

  2. Дайте объяснение.

Преподаватель выводит формулу подъема жидкости в капилляре.

Работа №11. Рассмотрение кристаллических и аморфных тел.

Оборудование: поваренная соль , кристаллы медного купороса, пластинки слюды, цинк, чугун со свежим изломом, стеклянная пластинка, канифоль, воск, плексиглас, линза.

Опыт проделывается фронтально на протяжении всего урока, он является иллюстрацией к рассказу преподавателя.

Порядок выполнения опыта таков:

  1. Рассмотрите с помощью линзы кристаллы поваренной соли, медного купороса, излом цинка, чугуна, воск, канифоль, стекло, плексиглас. Сделайте вывод о каждом из данных веществ.

Далее преподаватель вводит понятие кристаллических и аморфных тел.

  1. Установите путем наблюдения.

  1. Одинакова ли форма кристаллов различных веществ?

  2. Сохраняется ли форма кристаллов для одного и того же вещества?

  3. Имеется ли на изломе какой-либо порядок в расположении кристаллов цинка или чугуна?

Рассматривается кристаллическая решетка, дальний порядок в расположении молекул.

3. рассмотрите кристаллы слюды;

  1. Обратите внимание на торец одной из пластинок слюды

  2. Попробуйте расщепить пластинку.

4. После этого преподаватель вводит понятие анизотропии кристалла, говорит студентам об изотропности аморфных тел и демонстрирует наглядно это свойство.

5. студенты записывают выводы в тетрадь.

Работа №12. Изучение характеристики деформации.

Оборудование: динамометр, линейка, резиновый шнур, гиря массой 40г, гиря неизвестной массой.

Опыт проводят фронтально на уроке с целью развития умений в определении абсолютного и относительного удлинения, а так же жесткости.

Вначале преподаватель знакомит студентов с различными видами деформации, вводит понятия относительного и абсолютного удлинения, затем студенты определяют их практически.

Задание 1.

  1. Определите абсолютное и относительное удлинение резинового шнура под действием силы 1,2,3Н.

  2. Какая зависимость между действующей силой и абсолютным удлинением?

  3. Определите жесткость резинового шнура.

Задание 2.

  1. Закройте шкалу динамометра листом бумаги, подвесив гирю неизвестной массы, определите величину действующей силы.

  2. Ответ проверьте, открыв шкалу.

Работа №13. Изучение закона сохранения и превращения энергии в тепловых явлениях.

Оборудование: фольга алюминиевая , картон, теплоприемник, молоток, кусок свинца, термопара, присоединенная к чувствительному гальванометру.

Опыт проводится фронтально на уроке для закрепления материала «Внутренняя энергия и способы ее изменения». Отчет о работе записывается в тетрадь.

Задание 1.

  1. Прижмите фольгу к картону, сделайте десять движений вперед-назад.

  2. Каким способом изменялась внутренняя энергия этих тел в проделанном опыте?

  3. Запишите закон термодинамики для данного случая.

Задание 2.

  1. Ударьте несколько раз по куску свинца молотком и быстро положите свинец на термопару.

  2. Объясните, каким способом изменялась внутренняя энергия этих тел?

  3. Запишите закон термодинамики для данного случая.

Работа №14. Изучение действия закона сохранения энергии.

Оборудование: проволока, напильник, кусок металла, гвоздь, молоток.

Проделайте опыты и дайте объяснения следующим явлениям:

  1. Нагрейте ладони рук при быстром трении их одна о другую.

  2. Нагрейте проволоку при быстром трении ее о дверную ручку.

  3. Нагрейте гвоздь при расплющивании его молотком.

Результаты обсуждаются на следующем уроке.

Электродинамика.

Электрическое поле.

При изучении темы «Электрическое поле» углубляются представления студентов об основных физических понятиях – электрическом заряде и электрическом поле. Целью лабораторных опытов при изучении данной темы является доказательство материальности электрического поля; опыты носят исследовательский характер.

Работа №1. Рассмотрение способов электризации тел.

Оборудование: полоска полиэтиленовая , полоска бумажная, кусок ацетатного шелка, ручка пластмассовая, штатив, нить, карандаш.

Лабораторный опыт выполняется на уроке фронтально в порядке повторения материала.

  1. Подвесьте на двух нитях карандаш на лапке штатива.

  2. Положите полиэтиленовую пленку на стол и натрите ее куском ацетатного шелка. Поднесите полиэтилен и шелк поочередно к концу подвешенного карандаша. Что при этом происходит?

  3. Проделайте подобные опыты с пластмассовой ручкой, бумагой, натирая их о полиэтилен или шелк.

  4. Положите на бумажную полоску полиэтиленовую пленку и сильно прижмите их рукой. Разведите полоски, а затем приблизьте их друг к другу. Взаимодействуют ли они между собой?

  5. Ответьте на следующие вопросы:

а) как можно наэлектризовать тело?

б) оба ли тела электризуются при соприкосновении?

в) как обнаружить электризацию тела?

г) все ли тела электризуются при соприкосновении?

После выполнения задания обсуждаются результаты исследования и ответы на вопросы.

Работа №2. Исследование взаимодействий заряженных тел.

Оборудование: полоски, полиэтиленовые, полоска бумажная.

Лабораторный опыт проводится фронтально перед изучением закона Кулона.

В начале урока перед студентами ставится задача: имея данное оборудование, определить качественное, как зависит сила взаимодействия заряженных частиц от величины зарядов и расстояния между ними.

  1. Положите две полоски полиэтилена на стол (параллельно друг другу) и проведите по ним один раз рукой. Поднимите полоски за концы, разведите их и, медленно сближая, наблюдайте за их взаимодействием.

  2. Повторите опыт с этими же полосками полиэтилена и бумаги. Для электризации положите на бумажную полоску полиэтиленовую и потрите их рукой (первый раз слегка, второй раз сильно). Каждый раз разводите полоски и, медленно поднося друг к другу, наблюдайте за их взаимодействием.

  3. Ответьте на вопросы:

  1. По какому признаку можно судить о силе взаимодействия заряженных частиц?

  2. Как взаимодействуют заряженный полиэтилен и полиэтилен с бумагой?

  3. На оба ли заряженных тела действует электрическая сила?

  4. От чего зависит сила взаимодействия заряженных тел от значения зарядов или от расстояния между ними?

  5. О величине заряда судят по степени электризации, о величине силы взаимодействия – по углу отклонения заряженных полосок от вертикали.

После обсуждения результатов опыта, преподаватель переходит к объяснению закона Кулона.

Законы постоянного тока

При изучении данной темы рассматривают такие понятия, как электрический ток, сила тока, сопротивление, закон Ома, работа и мощность постоянного тока, которые уже рассматривались в курсе физики. Цель изучения данной темы – на более глубокой теоритической и экспериментальной основе повторить материал, усовершенствовать умения пользоваться амперметром, вольтметром, составлять и рассчитывать электрические цепи постоянного тока.

Работа №1.Изменение силы тока и напряжения в цепи с последовательным соединением проводников.

Оборудование: амперметр, вольтметр, набор сопротивлений, реостат.

Опыт проводится фронтально на уроке для формирования умений в сборке электрических цепей с различными видами соединений проводников.

Задание 1.

  1. Соберите цепь, соединив последовательно несколько сопротивлений элементов цепи;

  2. Измерьте напряжение на сопротивлениях и силу тока в цепи;

  3. Соберите цепь, соединив параллельно несколько сопротивлений элементов цепи;

  4. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на сопротивлениях.

(Указание: собирание цепи проводится преподавателем.)

Магнитное поле.

При изучении данной темы необходимо показать материальность магнитного поля, действие магнитного поля на вещество; рассмотреть силы, действующие со стороны магнитного поля на движущиеся заряды.

Работа №1. Изучение магнитного поля прямолинейного проводника с током.

Оборудование: батарея аккумулятора, лампа накаливания 6,3В на подставке, магнитная стрелка, ключ, соединительные провода.

Опыт проводится фронтально на уроке с целью напоминания студентам о магнитном действии тока, ввести понятие магнитного поля.

  1. Соберите цепь, соединив все элементы электрической цепи последовательно.

  2. Один из соединительных проводов расположите над магнитной стрелкой в направлении север-юг, замкнув в цепь. Отклонилась ли стрелка от первоначального положения?

  3. Разомкните цепь. Вернулась ли стрелка в исходное положение?

  4. Измените направление тока в проводнике, поменяв провода местами у зажимов аккумулятора, замкните цепь. Отклонилась ли стрелка, каково ее положение по сравнению с положением по пункту 2?

  5. Ответьте на вопросы:

  1. Как можно объяснить отклонение магнитной стрелки около проводника с тобой?

  2. Какая связь между электрическим током и магнитным полем?

  3. Можно ли каким-либо способом обнаружить магнитное поле тока?

Далее преподаватель знакомит студентов со свойствами магнитного поля и показывает способы его обнаружения.

Работа №2. Установление направления вектора магнитной индукции.

Оборудование: прямоугольная рамка , подковообразный магнит, маленькая магнитная стрелка, свободно ориентирующаяся в пространстве, гибкие провода, батарея аккумулятора, ключ, штатив.

Опыт проводят фронтально для закрепления умений находить направления вектора магнитной индукции.

Сначала преподаватель дает характеристику магнитного поля – магнитной индукции и объясняет правило буравчика. Затем перед студентами ставится задача – определить направление магнитной индукции.

  1. Подключение рамку к источнику через ключ гибкими проводами.

  2. Подвесьте рамку на штатив.

  3. Разместите рамку между полюсами магнита, замкните ключ, дайте рамке успокоиться.

  4. Проследите размещение плоскости рамки по отношению к линии, соединяющей полюса магнита. Определение направление вектора магнитной индукции, используя правило буравчика.

  5. Разместитемагнитную стрелку между полюсами постоянного магнита. Пронаблюдайте как она расположилась. Какое направление свободно устанавливающейся стрелки можно принять за направление вектора магнитной индукции?

Результаты опыта студенты заносят в тетради и обсуждают на уроке.

Работа №3. Определение направления вектора магнитной индукции и магнитного поля Земли.

Оборудование: компас.

Опыт является домашней работой студентов для развития умений определять направление вектора магнитной индукции.

Работа №4. Вычеркивание линий магнитной индукции.

Оборудование: магниты полосовые , магнит дугообразный, кольцо железное, картон, бумага, батарея аккумулятор, приборы для демонстрации магнитных спектров, катушки с током, виток с током, железные опилки.

Опыт проводится фронтально для создания наглядной картины линий магнитной индукции после введения понятия «линии магнитной индукции»

  1. Получите с помощью железных опилок и зарисуйте магнитные спектры:

а).полосового магнита;

б).дугообразного магнита;

в). Двух полосовых магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами и разноименными;

г). Дугообразного с железным концом

  1. Присоединив к зажимам приборов провода от источника, включите ток. Постукивая по панели концом карандаша, получите отчетливую картину полей.

  2. Зарисуйте картины полей в тетрадь.

Работа №5. Исследование магнитного поля катушки с током.

Оборудование:катушка проволочная, источник питания, две магнитные стрелки.

Опыт проводится для контроля, как студенты умеют определять направление линий магнитной индукции, пользоваться правилом буравчика.

Задание 1.

Зная направление тока и направление намотки провода, определите магнитные полюса катушки с током. Ответ проверьте с помощью магнитных стрелок (можно одной стрелкой).

Задание 2.

Определите знаки полюсов данного источника тока, предварительно скрыв их значения.

Ответы оформляются в тетради, которые сдаются на проверку преподавателю.

Работа №6. Исследование намагничивания железа.

Оборудование: батарея аккумуляторов, компас, катушка электромагнита с железным сердечником, кусок ножовочного полотна, ключ, железные опилки, провода.

Опыт проводят фронтально для знакомства с ферромагнитными телами.

Порядок выполнения опыта следующий:

  1. Проверьте магнитные свойства ножовочного полотна, поднеся его к железным опилкам до его намагничивания.

  2. Соберите электрическую цепь, соединив источник тока, катушку электромагнита и ключ.

  3. Замкните цепь и проведите несколько раз одним из полюсов по ножовочному полотну, поднося каждый раз электромагнит обратно по воздуху, намагничивая, таким образом, ножовочное полотно.

  4. Разомкните цепь и поднесите ножовочное полотно к опилкам. Объясните результат.

  5. Определите с помощью компаса магнитные полюсы ножовочного полотна.

Результаты исследования обсуждаются на уроке, затем преподаватель демонстрирует зависимость намагничивания железа от температуры.

Работа №7. Исследование зависимости силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, от силы тока и магнитной индукции.

Оборудование :батарея аккумуляторов, катушка, магнит дугообразный, ключ, штатив, реостат, провода.

Опыт проводят фронтально, при изучении силы Ампера.

После повторения свойств магнитного поля преподаватель ставит перед студентами задачу – качественно определить зависимость магнитной силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, от силы тока и магнитной индукции поля.

Порядок выполнения работы таков:

  1. Подвесьте проволочную катушку к лапке штатива

  2. Соберите электрическую цепь из источника тока, катушки, ключа и реостата.

  3. Поднесите дугообразный магнит к катушке и замкните цепь. В какую сторону отклониться катушка с током? Объясните опыт.

  4. Повторите опыт, изменив направление тока в катушке и силу тока. Зависит ли направление магнитной силы, действующей на проводник с током, от направления тока, от силы тока?

  5. Поменяйте местами полюса магнита, не изменяя направление тока. Зависит ли направление магнитной силы, действующей на проводник, от направления индукции магнитного поля?

  6. Запишите, от чего зависит направление магнитной силы, действующей на проводник, который находится в магнитном поле?

Далее, преподаватель записывает формулу силы Ампера.

При этом обращает внимание студентов на отличие магнитных сил от электрических и гравитационных. Проводится исследование формулы.

Делается вывод: магнитное поле не действует на проводник с током, если направление тока параллельно направлению линий магнитной индукции. Силы магнитного взаимодействия не являются центральными. Она зависят от модуля и направления вектора индукции магнитного поля.

Далее вводится правило левой руки для определения направления силы действия магнитного поля на проводнике с током.

Работа № 8. Изучение принципа действия электроизмерительных приборов.

Оборудование: лабораторный амперметр и вольтметр.

Опыт проводят фронтально. Студентам предлагается посмотреть и объяснить применение законов Ампера на примере работы вольтметра и амперметра. Испорченные амперметр и вольтметр разбираются так, чтобы было видно их устройство. Вначале студентам предлагается самостоятельно ознакомиться с устройством лабораторных амперметров и вольтметров.

Ответьте на следующие вопросы:

  1. Из каких основных частей состоят приборы.

  2. На каком действии электрического тока основана работа амперметра и вольтметра?

  3. Для чего поставлены знаки (+) , (-) у зажимов прибора?

  4. Каковы принципы действия пробора.

Ответы обсуждаются на уроке. Если студенты не могут сразу ответить на вопросы, преподаватель создает им наводящие вопросы.

Работа №9. Определение намагничивание ножовочного полотна.

Оборудование:два ножовочных полотна, одно из которых намагничено.

Работа №10. Изучение магнитных свойств различных веществ.

Оборудование: мелкие гвозди , стекло, картон, жесть, листовой алюминий, компас, полосовой магнит, стеклянная колобка, железная коробка.

Задание 1.

Проверьте, будет ли магнит притягивать мелкие гвозди через стекло, картон, жесть, листовой алюминий. Какой вывод можно сделать?

Опыт убеждает студентов, что исследуемые вещества, кроме железа, не препятствуют магнитному воздействию. Железо же экранирует магнитное поле магнита.

Задание 2.

Проверьте, можно ли с помощью компаса определить полюса магнита, если он лежит в стеклянной коробке, железной коробке.

Ответ обосновать.

Работы 9 и 10 можно дать проделать индивидуально нескольким студентам при подготовке в практической работе.

Электрический ток в различных средах.

При изучении данной темы необходимо изучить природу носителей заряда, рассмотреть законы электролиза и их применение.

Работа №1. Исследование зависимости проводимости полупроводников от температуры и освещенности.

Оборудование:термометртехническийот 0 до 100С, термометр, термистор ММТ-1, гальванометр, источник постоянного тока, металлический сосуд с холодной водой, нагреватель, штатив, соединительные провода, омметр. Прибор лабораторный для изучения законов фотометрии, вольтметр, ключ.

Эту работу проводят с цель исследовать зависимости сопротивления полупроводников от температуры и освещенности.

Задание 1.

  1. Крепить пробирку с термистором в лапке штатива, при этом пробирка должна быть погружена в металлический сосуд с холодной водой, установленный на электрическую плитку.

  2. Подсоедините к зажимам термистор, омметр. Включите плитку.

  3. Через каждые десять градусов записывайте сопротивление в таблицу.

  4. По полученным данным постройте график зависимости сопротивления от температуры.

  5. Предложите, как, используя термосопротивление , омметр и полученный график, измерить температуру воздуха, воды.

Результаты опыта заносятся в тетради всеми студентами и обсуждаются. Сравнивается график зависимости сопротивления от температуры металла и полупроводника.

Задание 2.

  1. Подготовьте приборы к работе. К зажимам гальванометра подключите зажимы селенового элемента; электрическую лампочку подключите к батарее аккумуляторов через ключ.

  2. Для установления отсутствия зависимости тока фотоэлемента от освещенности, фотоэлемент закройте поочередно тремя диафрагмами с круглыми отверстиями, площади каждой относятся как 1:1/2:1/3.

  3. Сделайте вывод.

Работа №2. Наблюдение явления электролиза.

Оборудование: два стальных электрода, стакан, дистиллированная (дождевая) вода, источник постоянного напряжения 4В, лампа от карманного фонарика 3,6В, ключ, провода, держатель для электродов.

Опыт проводится фронтально, чтобы напомнить студентам явление электролитической диссоциации, которую они изучали ранее на уроках химии. Предварительно они должны ответить на следующие вопросы:

  1. Что называется электролитом?

  2. Каковы носители электрического тока в электролитах?

  3. Как возникают ионы в электролитах?

  4. Как двигаются ионы при отсутствии электрического поля? В электрическом поле?

Работа проводится в такой последовательности:

  1. Соберите электрическую сеть, соединив все элементы последовательно.

  2. Объясните, почему не горит лампа при замыкании цепи.

  3. Далее, сделайте воду электропроводной.

Ответ нужно обосновать и проверить.

Электромагнитная индукция.

При изучении данной темы устанавливается связь между электрическим и магнитными полями , рассматривается возникновение вихревого индукционного электрического при изменении магнитного поля, делается вывод о существовании единого электромагнитного поля. Отмечается, что закон электромагнитной индукции составляет основу электротехники и радиотехники.

Лабораторные опыты способствуют формированию у студентов закона электромагнитной индукции, правила Ленца.

Работа №1. Получение индукционного тока.

Оборудование: батарея аккумуляторов , гальванометр, две проволочные катушки, полосовой магнит, ключ, реостат, лампа от карманного фонарика, миллиамперметр.

Задание 1.

Соедините катушку с гальванометром, вдвиньте во внутрь катушки или удалите полосовой магнит так, чтобы витки катушки пересекали силовые линии магнита. Ведите наблюдение.

Задание 2.

Соедините первичную катушку с источником тока, миллиамперметром, затем приблизьте или удали вторичную катушку, подключенную к гальванометру.

Объясните явление, наблюдаемое в первом и втором опытах.

Задание 3.

Вставьте первичную катушку с сердечником внутри вторичной. Зажимы первичной катушки соединить с источником тока через сопротивление лампу карманного фонаря. Замкните и разомкните цепь. Во вторичной катушке возникает ток противоположного направления току замыкания. Объясните, почему во вторичной катушке, которая не перемещалась относительно первичной, возник ток.

Результаты опыта обсуждаются.

Работа №2. Исследование направления индукционного тока.

Оборудование: катушка проволочная с сердечником , кольцо алюминиевое, батарея аккумуляторов, ключ, кольцо медное, штатив, дугообразный магнит.

Опыт проводится фронтально при изучении правила Ленца. Для закрепления правила Ленца студенты получают задание:

Задание 1.

  1. Подключите катушку с сердечником к источнику напряжения через ключ.

  2. Поместите алюминиевое кольцо, подвешенное на нить к штативу на сердечник.

  3. Объясните, как будет вести себя кольцо в момент замыкания, после замыкания, если в катушке будет переменный ток?

  4. Ответ надо обосновать и подтвердить опытом.

Задание 2.

  1. Из тонкой полоски меди шириной 1-1,5 см делайте кольцо, концы полоски спаять.

  2. Подвесьте кольцо на двух шелковых нитях к штативу.

  3. Возьмите подковообразный магнит и резко введите его в кольцо до самого основания, не задевая кольца. Ведите наблюдение.

  4. Когда кольцо успокоится, резко вытяните магнит из кольца.

Выводы необходимо обосновать, все случаи надо зарисовать в тетрадь.

Электромагнитные волны. Оптика.

При изучении данной темы необходимо обратить внимание студентов на прямолинейность распространения света, дисперсию света, установите законы отражения и преломления света.

Студенты должны приобрести умения собирать простейшие радиоприемники, получать изображения при помощи линзы, строить изображения предмета в плоском зеркале и при помощи линзы.

Работа №1. Сборка простейшего детекторного приемника.

Оборудование: набор по радиотехнике или комплект деталей для сборки радиоприемника, антенна, заземление, наушники, соединительные провода.

Опыт проводится фронтально после объяснения работы детекторного приемника для развития умений в сборке.

Порядок выполнения опыта следующий:

  1. Начертите схему простейшего детекторного приемника.

  2. Соберите схему, используя имеющиеся оборудования.

  3. Меняя емкость конденсатора переменной емкости, настройте колебательный контур в резонанс с сигналом какой-нибудь радиостанции.

  4. Ответьте на вопросы:

  1. Какие превращения энергии происходят при приеме радиопередач?

  2. Какова форма сигналов, начиная с приемной антенны до наушников? (начертить).

Ответы на поставленные вопросы обсуждаются на следующем уроке.

Работа №2. Изучение прямолинейности распространения света.

Оборудование: батарея аккумуляторов, три лампочки на подставке с колпачками , переключатель, экран со щелью, соединительные провода.

Опыт проводится фронтально после введения понятия «световой луч».

Доказать прямолинейность самостоятельно. Порядок проведения опыта:

  1. Подключите лампочку, направив свет от нее на экран со щелью. Ведите наблюдение, как распространяется свет за экраном со щелью.

  2. Подключите параллельно две лампы через переключатель к аккумуляторной батарее. На расстоянии 0,5м от лампы установите экран, а перед ним лампочку без колпачка в качестве предмета.

  3. Включите одну лампочку, отправив свет от нее на экран и спроецировав на него тень лампочки – предмета.

Какова форма тени точечного источника?

Каковы размеры тени в зависимости от расстояния лампочки – предмета до источника?

  1. Включите две лампочки. Получите на экране тень и две полутени. Выключите поочередно одну, потом другую лампочку, а затем обе сразу. Ведите наблюдение:

а).где образуется тень?

б).где образуется полутень?

в).что меняется при сближении и удалении обоих ламп?

г).что меняется при приближении предмета к лампам?

д).что объясняет образование тени и полутени?

Результаты опыта обсуждаются. Вывод о прямолинейность распространения света записывается в тетрадь.

Работа №3. Получение изображения в плоском зеркале.

Оборудование: зеркало плоское , две лампочки накаливания на подставке, экран, батарея аккумуляторов, плоское зеркало, соединительные провода, черный экран, линейка.

Опыт проводится фронтально при построении изображения в плоском зеркале, чтобы доказать симметрию изображения и предмета.

Преподаватель вместе со студентами выполняет построение изображение предмета в плоском зеркале.

Порядок проведения опыта таков:

  1. Укрепите зеркало вертикально в штативе.

  2. Зажгите лампу перед плоским зеркалом и наблюдайте за мнимым изображением.

  3. Уточните расположение мнимого изображения; вместо зеркала укрепите плоское стекло, позади стекла черный экран.

  4. Перед зеркалом и позади него установите одинаковые лампочки, регулируя их так, чтобы изображение передней, видимое в стекло, совпадало с лампочкой, расположенной за стеклом.

  5. Зажгите лампочку, расположенную перед стеклом. Ведите наблюдение.

  6. Измените положение задней лампочки. Ведите наблюдение.

  7. Совместите снова заднюю лампочку с изображением передней и при помощи линейки измерьте расстояние от каждой лампочки до стекла. Сделайте вывод.

Работа №4. Изучение преломления света.

Оборудование: лампочка на подставке, источники питания, экран со щелью, стеклянный полуцилиндр, лист бумаги, соединительные провода, транспортир.

Опыт проводят фронтально, чтобы продемонстрировать преломление света и соотношение между углами падения и преломления. Опыт позволяет создать проблемную ситуацию на уроке, после чего выводится закон преломления света.

Порядок выполнения опыта следующий:

  1. Включите лампу. Узкий пучок света от щели направьте перпендикулярно на плоскую грань стеклянного полуцилиндра. Ведите наблюдение

  2. Направьте узкий пучок света от щели под углом на плоскую грань стеклянного полуцилиндра. Обратите внимание на три луча и их яркость.

  3. Измерьте угла падения и преломления.

  4. Дайте объяснение, почему в данном случае угол преломления меньше угла падения.

Далее преподаватель формулирует закон преломления.

Работа №5. Наблюдение полного отражения.

Оборудование: плоская параллельная пластинка, стакан химический, пробирка, карандаш.

Опыт проводят фронтально для введения понятия полного отражения.

Порядок выполнения опыта таков:

  1. Погрузите в стакан с водой наклонно карандаш. Поднимите стакан выше уровня глаз, смотрите снизу сквозь стенку на поверхности воды. Ведите наблюдение. Оно объясняется тем, что поверхность воды кажется блестящей вследствие полного отражение света; при этом видно, как в зеркале, симметричное изображение погруженной части карандаша.

  2. Вместо карандаша погрузите в стакан пустую пробирку, удерживая ее в наклонном положении. Посмотрите на погруженную часть сверху. Ведите наблюдение. Объясните. Долейте воды. Наблюдайте.

  3. Расположите стеклянную пластинку горизонтально, матовой поверхностью вверх, смотрите на нижнюю грань через одну и три параллельные боковые грани. Ведите наблюдение. Дайте объяснение.

  4. Поднимите пластинку до уровня глаз и, удерживая ее в горизонтальном положении, медленно поверните вокруг вертикальной оси. Ведите наблюдение. Объясните.

  5. Прижмите к боковой грани стакана палец, слегка смоченный водой. Объясните.

Опыт целесообразно проделать поэтапно, согласно инструкции. Одновременно опыт проделывает преподаватель на демонстрационном столе с использованием шайбы. Он должен не опережать действия группы, а действовать, убедившись, что большинство студентов выполняют работу правильно.

После завершения опыта студенты записывают в тетрадь, при каком условии наблюдается полное отражение, далее предусматривается его практическое применение.

Работа №6. Получение изображения при помощи линзы.

Оборудование: лампочка на подставке с колпачком и вырезанной буквой Г; линза, собирающая с известным фокусным расстоянием.

Опыт проводится фронтально для ознакомления студентов с понятием действительного и мнимого изображения, выработки умения характеризовать изображения.

Порядок проведения опыта таков:

  1. Установите лампочки на подставке за второе фокусное расстояние от линзы. По другую сторону линзы установите экран и получите четкое изображение.

  2. Дайте характеристику полученного изображения. Запишите в тетрадь.

  3. Поместите предмет (лампочку) больше фокусного расстояния, но меньше расстояния двух фокусов и проделайте все по пунктам 1 и 2.

  4. Передвигая лампочку к линзе, рассмотрите изображения на экране. Сделайте вывод.

  1. Как изменяется изображение на экране предмета?

  2. После чего необходимо построить изображение при помощи линзы?

Работа №7. Определение увеличения лупы.

Оборудование: линейка, лента измерительная, линза короткофокусная, сетка миллиметровая.

Опыт проводят фронтально. Самостоятельно изучив лупу, определяют увеличение, которое она дает.

Опыт выполнятся в такой последовательности:

  1. Установите на столе собирающую линзу, а за ней вертикально измерительную линейку. Приблизи глаз по возможности ближе к линзе, передвигая линейку вдоль оптической оси, добейтесь четкого изображения деления шкалы. При правильной установке линейки размеры ее изображения не должны увеличиваться при удалении глаза от линзы.

  2. Поставьте за линейкой на главной оптической оси линзы миллиметровую сетку на подставке, чтобы деления сетки были хорошо видны, позади сетки прикрепите лист белой бумаги.

  3. Одним глазом, приближенным к линзе, смотрите на мнимое изображение миллиметровой сетки линейки, а другим – мимо линзы на миллиметровую сетку. Постепенно передвигаю миллиметровую сетку вдоль главной оптической оси так, чтобы мнимое изображение шкалы линейки и сетки оказались в одной плоскости и находились от наблюдателя на расстоянии наилучшего зрения (25см).

  4. Поправьте расположение линейки, добиваясь параллельности деления обеих шкал, и определите скольким делениям сетки, соответствуют 2-3 деления на шкале линейки.

  5. Вычислите увеличение линзы по известной формуле.

  6. Повторите отсчет несколько раз, по результатам рассчитайте среднее увеличение лупы.

Результат опыта необходимо записать.

Работа №8. Изучение дисперсии света.

Оборудование: проекционный аппарат один для всей группы, призма «Крон» и «Флинт», призма прямого зрения.

Опыт проводится фронтально в конце для закрепления явления дисперсии света.

Порядок проведения опыта таков:

  1. Наблюдайте дисперсионный спектр поочередно через призму «Крон» и «Флинт». Сравните. Зарисуйте.

  2. Объясните, от чего зависит различие в спектрах.

  3. Объясните причину различного преломления фиолетового и красного цветов.

  4. Наблюдайте дисперсионный спектр через призму прямого зрения.

  5. Сравните с предыдущим спектром.

  6. Зарисуйте.

  7. Сделайте краткие записи ответов.

Результаты наблюдений обсуждаются на уроке.

Работа №9. Изучение поляризации света.

Оборудование: поляроидная бумага или два поляроида из набора по поляризации, источник света – лампа накаливания.

Опыт проводится фронтально на уроке для создания проблемной ситуации.

Порядок проведения опыта таков:

  1. Установите поляроидные стекла перед глазами близко друг к другу и направьте их на источник света.

  2. Медленно вращайте один из поляроидов, не изменяя положение другого. Ведите наблюдение. Что наблюдается?

  3. Проделайте то же самое с другим поляроидом.

  4. Поменяйте местами поляроиды и проделайте предыдущие опыты.

  5. Сделайте выводы, дайте объяснения.

Затем преподаватель совместно со студентами решает данную проблему.

Квантовая физика.

Работа №1. Химическое действие света.

Оборудование:проекционный аппарат, светофильтры красный и синий, фотобумага, проявитель.

Опыт проводится фронтально на уроке, чтобы продемонстрировать химическое действие света.

Порядок проведения опыта таков:

  1. Смочите лист фотобумаги и проявителем и направьте на свет при вставленном в проекционный аппарат красном светофильтре. Ведите наблюдение.

  2. Смените красный светофильтр синим, проделайте все, как в предыдущем опыте. Ведите наблюдение.

  3. Объясните фотохимическую реакцию на основе квантовых представителей.

Самостоятельно студенты объясняют фотохимические реакции на основе квантовых представителей, пользуясь учебником.

Заключение.

К

3

ратковременные лабораторно-практические работы можно проводить на различных этапах урока. Разнообразие вариантов облегчает индивидуальный подход в процессе обучения. Для каждой работы дается описание, указана основная цель и те главные умения, навыки и знания, которыми должен обладать студент, чтобы выполнить работу. Данные работы можно проводить при изучении нового материала, в доказательство объяснения преподавателя, для постановки проблемы, при закреплении, повторении, обобщении и при осуществлении контроля. Форма проведения опытов может быть индивидуальной, групповой и фронтальной. После выполнения работ необходимо использовать коллективное обсуждение результатов, взаимные консультации при выполнении измерений и расчетов. Для постановки таких кратковременных лабораторных работ предусмотрено типовое оборудование, простые приборы и приспособления, которые имеются в кабинете.

Список использованных источников

  1. Буров В.А., Кабанов С.Ф., Свиридов В.И. Фронтальные экспериментальные задания по физике –М :Просвещение, 2010-206 с.

  2. Гладкова Р.А. Сборник задач и вопросов по физике –М :Наука 2008-367 с.

  3. Дагаев М.М. Лабораторный практикум по курсу физики -М:В. школа 2009-352 с.

  4. Дмитриева В.Ф. Физика: Учебник для студ. общеобразоват. сред. проф. Образования-6-е изд. перераб. и доп .-М:«Академия» 2011-464 с.

  5. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Шифер Н.И. Лабораторные работы по физике для средних учебных заведений -М:В. Школа 2009-307 с.

  6. Кравцов Ю.А., Мансуров А.Н. Лабораторный практикум по общей физике-М:«Просвещение» 2009-351с.

  7. Хорошавин С.А. Физический эксперимент в средней школе-М:«Просвещение» 2010-151 с.

  8. Шахмаев Н.Н. Физический эксперимент в средней школе-М:«Просвещение» 2010-255 с.

Интернет ресурсы:

  1. http://www.umcpo.ru/ сайт учебно-методического центра профессионального образования.

  2. http://window.edu.ru/window Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Каталог учебных продуктов.

  3. http://www.fizika.ru/ — Сайт для учащихся и преподавателей физики. Здесь размещены учебники физики для 10,11 классов, сборники вопросов и задач, тесты, описания лабораторных работ, обзоры учебной литературы, тематические и поурочные планы, методические разработки.

  4. http://xpt.narod.ru/ — Проверка знаний учащихся по школьному курсу физики.

  5. http://www.omsknet.ru/acad/fr_elect.htm — Учебные материалы по физике — механика, термодинамика, электродинамика, электростатика, оптика, квантовая физика.

  6. http://mim.com.ua/ — Страница Моисеенко И.Н. — преподавателя физики. Публикация материалов по проблемам преподавания физики в школе: методические и дидактические пособия к урокам 10- 11 классов, проверочные тесты.

Рецензия

Учебно-методическое пособие по дисциплине «Физика»

«Постановка демонстрационного физического эксперимента и лабораторных опытов» Хатмуллиной Л.К.

Представленное методическое пособие выполнено в соответствии с требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки студентов.

В пособии отражена реализация межпредметных связей с учетом практической и профессиональной направленности преподавания физики, повышения уровня развития студентов. В настоящем методическом пособии содержатся лабораторные опыты по физике, раскрывается их содержание и методика проведения в процессе обучения физике. Показано, как и когда целесообразно их выполнять. Проведение данных работ способствует повышению интереса к предмету, служат для проверки теоретических выводов, для демонстрации применения законов физики в промышленности. Выполнение таких демонстрационных лабораторно-практических работ помогает обучить будущих специалистов творчески подходить к решению любой практической задачи с анализом конкретных условий.

Считаю, что методическая разработка может быть использована в учебном процессе студентами СПО и НПО.

Преподаватель физики и электротехники Уфимского

механико-технологического техникума.

Кандидат физико-математических наук Терегулов Р.К.

Рецензия

Учебно-методическое пособие по дисциплине «Физика»

«Постановка демонстрационного физического эксперимента и лабораторных опытов» Хатмуллиной Л.К.

Представленное методическое пособие выполнено в соответствии с требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки студентов.

В данном методическом пособии последовательно и подробно представлены демонстрационные эксперименты по всему элементарному курсу физики, которые помогут усвоению материала. Общепризнанно, что преподавание физики должно опираться на эксперимент, так как учебный процесс для студентов является прежде всего процессом познания.

Поэтому для качественного анализа изучаемого явления и выявления его связей с другими явлениями целесообразно включать такого рода демонстрационные работы. Если изучение каждых тем из разделов сопровождать кратковременными опытами, то они помогут проиллюстрировать установленные в науке законы и закономерности в таком доступном для студентов виде, покажут применение изученных физических явлений, повысится интерес к изучению дисциплины.

Данная методическая разработка может быть применена для колледжа нефтяного и энергетического профиля.

Председатель МЦК УТЭК Биктимерова И.М.

Пять фантастических школьных опытов, которые поражают воображение

Некоторые эксперименты даже Дока поставили бы в тупик. Фото: кадр из фильма

Мы все учились понемногу… Журналисты «Комсомолки», как и многие наши читатели, уроки физики и химии забыли много лет назад. Для тех, кто забыл, что такое правило Буравчика и третий закон Ньютона, мы решили провести опыты, за которыми с открытыми ртами наблюдали, сидя за школьными партами. Сейчас у нас они вызывают точно такую же реакцию. Специалисты музея занимательной науки «ЛабиринтУм» провели занятные эксперименты и объяснили, как они работают.

Описание: Если в нужных пропорциях соединить определенный раствор, то возникает чудо. Жидкость начинает менять цвет с прозрачного до черного и обратно буквально за несколько секунд.

Что это было: Химический маятник объясняет реакция Белоусова-Жаботинского. Необычный эффект возник, когда в нужных пропорциях смешали раствор серной кислоты, бромат и бромид натрия, лимонную кислоту, сульфат церия и краску фенантролин. В химии это называется колебательными реакциями. Из-за постоянного взаимодействия реагентов, их концентрация все время меняется. А вслед за этим меняется цвет содержимого колбы. Эту колебательную реакцию советские ученые открыли в 1951 году и вполне могли рассчитывать на Нобелевскую премию, но она им так и не досталась.

Описание: Бросаем горящую спичку в пластиковую бутылку. Закрываем горлышко рукой, и бутылка начинает сжиматься.

Что это было: Огонь выжигает кислород (в воздухе его чуть меньше 21 процента). Воздуха, который создавал давление внутри бутылки, становится меньше. Из-за разницы внешнего и внутреннего давления бутылка сжимается.

Описание: Белую розу обрызгали какой-то жидкостью, а потом недолго подержали над бутылкой с неизвестным раствором. В считанные секунды цветок из белого превратился в алый.

Что это было: На самом деле сначала на розу брызгают не водой, а раствором фенолфтолеина (в аптеке можно купить пурген или любое слабительное). Во второй колбе находится аммиак. Реакция этих веществ и изменила цвет бутона.

Описание: Игрушка, придуманная актером Саймоном Пребблом, популярна в офисах. Бесконечно бьющиеся друг о друга и качающиеся шарики имеют простое физическое объяснение.

Что это было: Эксперимент иллюстрирует законы сохранения импульса и сохранения энергии. Если отклонить шарик и отпустить, его энергия и импульс передадутся без изменения через средние шарики последнему. Он получит ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Свой импульс и энергию по цепочке передаст обратно. Шарики могли бы двигаться бесконечно, но свою роль играет потеря механической энергии из-за сил трения и упругости.

Описание: Оптика — один из разделов физики о свойствах света. Она используется в физике, медицине, электротехнике. А еще оптические явления очень любят фокусники.

Что это было: Мы решили не раскрывать секрет этой известной оптической иллюзии. Посмотрите и догадайтесь сами, как это работает.

Простые опыты с ребенком дома / Хабр


Пример очень неудачного опыта, пояснение в разделе “о технике безопасности”

К моему предыдущему посту было множество комментариев по части экспериментов с детьми. Тогда я пообещал написать отдельный пост о простых увлекательных опытах. Сейчас я это обещание выполняю. Данная статья будет вводной, в ней я расскажу только о самых популярных и известных экспериментах которые легко выполнить дома с ребенком.

В основу статьи лег список из предыдущего поста, который я расширил пояснениями и немного дополнил. Разумеется, пояснения не является полными, список тем более. Это лишь затравка, чтобы заинтересовать.

1. Сходите с ним в музей науки

Как было замечено в

ветке комментариев

, практически в каждом крупном городе имеется как минимум один музей науки, кроме того, существует огромное количество великолепных достойных центров науки в различных городах Европы, США, Израиля и т.д. Для каждого такого заведения легко находится официальный сайт, а также отзывы, обзоры и фотографии от посетителей.

Соглашусь с комментаторами, что музеи, желая угодить детям, стремятся создать как можно более “эффектные” экспонаты, зачастую в ущерб образовательной части. Дополнительно ситуацию усугубляет то, что некоторые экскурсоводы являются волонтерами с гуманитарным образованием. Объясняя ребенку, как работает тот, или другой физический прибор, они энергично и с радостью делятся своими фантазиями и выдумками. В общем, об этом вопросе стоит побеспокоиться заранее, а лучше всего провести экскурсию самому (если Ваши знания это позволяют).

2. Соберите обычный фонарик

В зависимости от возраста, знаний и умений ребенка, а также Вашего свободного времени, возможны разные варианты. Если ребенок повзрослее, можно вооружится паяльником, и провести освещение в самодельный картонный домик, как это сделал пользователь

GeckoPelt

.

Если ребенок помладше, то лучше использовать готовый набор для лабораторных работ.

Или изготовить подобный набор самостоятельно. Я вот, например, для своего пятилетнего сына сделал следующие:

В желтом термоусадочном кембрике — ионистор. За 5-10 секунд он заряжается от стандартной зарядки с USB разъемом. К другому концу сын присоединяет бузер с встроенным генератором, лазерную указку, или любой 5-ти мм светодиод на выбор. Пока этого набора ему хватает.

О технике безопасности

Большинство знакомых, которые видят этот набор, обеспокоенно спрашивают меня: “А это не опасно, что зарядка включена в сеть, и дети трогают ее?”. Наверное, все дети разные, но после того, как мой сын в два года саморезом выковырял из розетки заглушку, я понял, что лучше научить ребенка осторожному обращению с вилкой и розеткой, чем ставить затычки и замки.

Гораздо более опасными я нахожу вываливающиеся из коробок розетки, или розетки с поврежденными крышками, но самый большой ужас я испытал, когда мы въехали в одну съемную квартиру. Ее владелец оригинальным способом устранил разрыв линии с одной из комнат:


Мои дети (2 и 5 лет) очень любопытны и прекрасно знают, что с одной стороны провода находится вилка, а с другой — прибор, а если это не так, то стоит разобраться. К счастью для моей семьи, я это тоже это знал, и первым заметил необычную “штуковину”. Конструкция была моментально изъята, а проводка переделана. НИКОГДА, НИКОГДА не допускайте подобного в своей квартире! Это очень опасно и действительно может привести к летальному исходу. Удивительно, но владелец квартиры так и не понял причину моих возмущений.

Еще существуют электронные конструкторы, такие, как “ЗНАТОК” и его клоны. В целом я отношусь к подобным конструкторам хорошо, но перед его приобретением нужно учесть несколько моментов:

  • Маленький ребенок еще не в состоянии воспринимать блоки как проводники и абстрагировать сборки из них в электрический контур, то есть этот набор совсем не для малышей.
  • Без контроля взрослых, дети сразу обнаруживают, что можно запустить пропеллер, и только этим и занимаются. Не могу сказать, что это плохое занятие, но на этом изучение набора, как правило заканчивается.
  • При надзоре строгого взрослого ребенок старательно повторяет схему за схемой из книжки без малейшего понимания, что он делает. Иногда дети пытаются что-то сделать самостоятельно и обязательно произойдет короткое замыкание. Батарейка нагревается и садится, строгий взрослый очень недоволен, ребенок понимает, что “сделал ошибку” и дальше собирает только по схеме.

Другими словами, если Вы подарили ребенку подобный набор, то смело играйтесь и проводите весело время вместе с ним, поясняя и придумывая собственные схемы!

3. Заставьте парить шарик для пинг-понга в воздушном потоке от фена

Тут все просто:


  • Берем шарик для пинг-понга и фен без насадок.
  • Включаем фен и поворачиваем его так, чтобы воздушный поток бил вертикально вверх.
  • Размещаем шарик в оси потока на расстоянии около 10 см от сопла фена.
  • Согласно закону Бернулли, шарик будет стремится оказаться в центре потока. Как результат, он будет левитировать в струе.

Вместо теннисного шарика, можно использовать надувной шарик.


4. Сделайте микроскоп из капли на стекле

Капля обладает сферической формой и, по сути, является собирающей линзой. Удобно изучать микромир при помощи капли на краю пипетки, или капельки на поверхности стекла. Чем меньше капля, тем более мелкие объекты она позволяет наблюдать. Если Вы захотите показать ребенку пиксели на экране смартфона, то учтите, что у современных смартфонов высокий dpi. Чтобы разглядеть пиксель, капля должна быть очень мелкой. В данных целях я использую пульверизатор. Капли такие маленькие, что испаряются за несколько секунд.

Также рекомендую к прочтению пост от beliakov: «Макросъемка подручными средствами: просто добавь воды»

5. Соберите униполярный двигатель

Униполярный двигатель

, это самый простой тип электродвигателей из существующих. В домашнем исполнении широкое распространение получили два варианта. Первый — с вращающимся саморезом и магнитом, второй — с неподвижным магнитом и вращающейся рамкой. Оба варианта отмечены в

этом комментарии

от

SilverHorse

.

6. Изготовьте компас из намагниченной иголки на воде

По

этой ссылке

видео от моего коллеге по лаборатории. Кроме компаса, в видео также очень четко объясняется как повторить опыт Эрстеда.

7. Создайте свой калейдоскоп

Фотографию я взял с этого сайта. Там же можно найти и подробное описание процесса сборки. Лично подтверждаю, что в качестве зеркал можно применять и обычный алюминиевый скотч.

8. Покажите ночное небо и Млечный Путь (за городом)

Напомню, что городская засветка практически не дает возможности любоваться нашей галактикой, да и не в каждом селе это возможно. Но если у вас с сыном появилась такая возможность, например где-то в пути между городами — не пожалейте времени остановиться и полюбоваться величием Млечного Пути.

9. Покажите Сатурн и Луну через телескоп

Мне кажется, что исчерпывающим будет пост от

lozga

:

«Айтишник на отдыхе: а как насчет телескопа?»
10. Продемонстрируйте, как построить изображение линзой (обычной лупой)

Не секрет, что собирающая линза позволяет проецировать на экран действительные перевернутые изображения. Я до сих пор помню, что для меня было настоящим открытием, что при правильном размещении лупы между свечой и стенкой, на стенке появляется перевернутое изображение свечи. Сейчас детям я уже не зажигаю свечи, а проецирую экраны их мобильных телефонов на стенку. Таким образом получается примитивный проектор. В качестве собирательной линзы можно также использовать линзу Френеля.

Такая линза имеет большую площадь и маленькое фокусное расстояние, благодаря чему захватывает больше света и картинка получается более яркой. При желании линзу и телефон можно вставить в обувную коробку, тогда устройство уже больше походит на проектор, также отсутствует паразитная засветка от экрана телефона.


Фото с этого сайта. Там же можно найти инструкцию и другие примеры.

Если ребенок постарше, а Вы полны сил и энергии, то можно даже изготовить настоящий проектор со значительной светосилой и разрешением. Поисковой запрос “проектор своими руками линза Френеля” вам в помощь.

В этот раздел можно добавить и выжигание лупой, спасибо FlameStorm, что напомнил. Если ребенок маленький, говорим, что линза собирает свет от солнца в одну точку, если постарше — что мы получаем построение изображения неба с тучками и солнышком, где выжигает изображение солнца. Вы ведь это знали, правда?

11. Соберите камеру-обскуру.

Это очень стоящий эксперимент с “Вау-эффектом” и качественной методической составляющей. Камера обскура — темная комната, на стенку которой, через отверстие, проецируется изображение улицы. По сути, это прародитель фотоаппаратов!

Конструкций камеры обскура очень много. От самых простых, как на фото до более продуманных моделей с изменяемым фокусным расстоянием, с наборами отверстий разного диаметра и защитой от засветки глаз. Самые усердные родители могут собрать с детьми полноценный пленочный фотоаппарат, как в этой статье. Ну а если так получилось, что объектив на Вашем фотоаппарате снимается, то будет преступлением, не сделать несколько стеноп (pinhole) фотографий.

12. Наэлектризуйте воздушный шарик и прилепите его к стенке

Думаю, этот эксперимент всем хорошо известен. Электростатика позволяет создавать большое количество красочных экспериментов, кроме того многие интересные опыты были разработаны в моей “Лаборатории методики преподавания физики” в моем университете. Я даже не буду пытаться уместить что-то в этом посте, а оставлю весь материал для отдельной статьи.

13. Купите ультрафиолетовый фонарик и выключите в комнате свет

Повторюсь, практически все яркие «ядовитые» цвета люминесцируют. Такими красками покрыта большая часть детских игрушек. Смотрится очень эффектно. Можете еще посветить в пенал, а также нарисовать что-нибудь ярким маркером.

Вместо фонарика можно купить УФ лампу, или одолжить лампу для ногтей у жены:

Ни в коем случае не проводите опыты с кварцевой УФ лампой! Она излучает жесткий ультрафиолет, невероятно вредный для глаз, в отличии от светодиодного фонарика.

14. Купите плазменный светильник и зажгите люминесцентную лампу в руках ребенка

внутри такого светильника находится трансформатор Теслы, который излучает мощное переменное электрическое поле, которое, в свою очередь, приводит к газовым разрядам в лампах.

Светильник очень нравится маленьким детям. Не в коем случае не оставляйте их наедине с прибором, они могут побить лампу или светильник. Так же, как верно заметил

tormozedison

, не подносите к светильники электронику, с которой не готовы расстаться.

15. Купите мыльные пузыри


Ж. Б. С. Шарден. Мыльные пузыри. Ок. 1739 г.

Это предложение вызвало целую волну обсуждений в комментариях. Соглашусь, что пузыри можно и купить, и сделать самому. Существует огромное количество разнообразных забав с мыльными пузырями, начиная от простых физических экспериментов (Я. Перельман, «Занимательная физика». Книга 1. Глава 5), до учебных демонстраций для студентов физических факультетов (Я.Гегузин, “Живой кристалл” и “Мыльные пузыри”). Мои дети сами, догадались, что при помощи жидкого мыла можно получать мыльные пузыри, теперь они часами не выходят из ванной комнаты.

Отдельным пластом идут шоу с гигантскими пузырями. Физического содержания в них не много, но они очень нравятся детям. Своего ребенка можно сводить летом на шоу, или купить набор самому. Если хотите попробовать сделать жидкость для пузырей своими руками — рекомендую ссылку, которую привел Meklon.

16. Опыты с расширением газов при разогревании

Цель всех этих экспериментов показать, что если газ нагреть, то давление в нем растет и он начинает расширяется. Я стараюсь не проводить эти демонстрации, пока не поясню детям основы МКТ.

Самый знаменитый простой и яркий опыт, это яйцо в бутылке. Когда

я проводил неделю занимательной физики

в одной частной школе в Черногории, детям так понравился этот эксперимент, что на перерыве они сами решили нарисовать небольшую инструкцию:


Признаюсь, что инструкция с одной ошибкой, но я не стал вмешиваться в творческий процесс.

Для заинтересованных читателей загадка. Как из медицинской перчатки, и жестяной банки от кофе сделать простой термометр, по которому можно будет определить, тепло, холодно, или жарко.

17. Воздушный шар

Объясните ребенку принцип работы Монгольфьера и запустите с ним китайский фонарь.

18. Гелиевый шарик

Купите гелиевый шарик и расскажите ребенку о шарльере и воздухоплавании.

19. Реактивная сила

Самое простое, это запустить воздушный шарик вдоль нитки, как на фото. Уровнем повыше, это сделать ракету из пластиковой бутылки на воде и сжатом воздухе. Иле же купить подобную ракету:

20. Рекомендация от jar_ohty

Добавьте в список «Сделать подзорную трубу из двух луп, держа одну в левой руке у глаза, другую — правой». Для меня в шестилетнем возрасте это было таким открытием! Которое я, притом, сам сделал.
21. Рекомендация от alecv

Из простых опытов еще:

· В солнечный день взять зеркало и получить дома на потолке солнечный зайчик. Потом взять тазик, куда налито сантиметра 3 воды и опустить то же самое зеркало одним краем (получить водяную призму). Края зайчика окрасятся в радугу.
· В большую емкость, например аквариум, налить воды и полчашки молока. Показать распространение луча света от лазерной указки и его отражение.

Заключение

Перед тем, как провести эксперимент, настоятельно рекомендую разобраться в физике процесса и подумать, как будет лучше донести его Вашему ребенку. Кроме того, стоит поискать, как эти эксперименты выполняют другие, ведь один и тот же опыт имеет огромное количество вариаций исполнения. Параллельно вы найдете огромное количество новых интересных идей. Приглашаю делится в комментариях увлекательными экспериментами, полезными Интернет-ресурсами и книгами, а также обсуждать готовые наборы.

В следующих постах я хотел бы поделиться методическими наработками “Лаборатории методики преподавания физики”, где мне посчастливилось в свое время поработать, а также рассказать, где достать и как в домашних условиях проводить эксперименты с жидким азотом и сухим льдом.

Генная инженерия на кухне: как работают биохакеры | Учеба и работа в Германии | DW

Небольшая квартира-студия на первом этаже многоэтажного дома в немецкой столице. Диван, стол и встроенная кухня, — это все, что есть в помещении. Алессандро Вольпато достает вещи из сумки: кабель, печатную плату, медную трубку, алюминиевый диск, коробочку с голубикой и горшочек с базиликом.

В холодильнике — чашки Петри, заполненные красным и желтым посевом. Если бы немецкий бактериолог Юлиус Рихард Петри (Julius Richard Petri) оказался на этой кухне, он, скорее всего, пришел бы в ужас: спустя 140 лет с момента изобретения лабораторных сосудов они активно используются и в домашних условиях. Алессандро Вольпато — не повар и не химик, а биолог, присоединившийся к пока еще небольшому, но распространившемуся по всему миру движению Do-it-yourself-Biologie.

Кухня вместо лаборатории

Таких доморощенных специалистов называют еще биохакерами. Это физики, биологи, инженеры, исследователи-любители, художники, изобретатели, проводящие исследования в области молекулярной биологии. Они экспериментируют с бактериями, что зачастую вызывает оправданные опасения со стороны научного сообщества. Многие биохакеры проводят свои эксперименты в домашних условиях — на кухне или в гараже, так как не могут себе позволить арендовать лабораторию. Алессандро Вольпато работает сейчас над прототипом устройства, с помощью которого в будущем можно будет оказывать воздействие на молекулярном уровне. С одним знакомым, который хорошо разбирается в электротехнике, он работает над машиной для копирования геномов растений. А для чего же он принес с собой голубику и базилик? «Для коллеги, которая работает с пигментами», — объясняет молодой человек.

Алессандро Вольпато принес горшок с базиликом для коллеги

Академическая карьера Алессандро не сложилась, в бизнес идти он не хотел. «Я смирился с тем, что шансов стать ученым у меня нет, поэтому сейчас я провожу исследование в одиночку или вместе с людьми, разделяющими мои взгляды», — рассказывает он.

Биохакеры чаще всего объединяются в сообщества, делая ставку на междисциплинарность. «Это позволяет найти совершенно новые подходы», — говорит ученый-энтузиаст. Результаты научных экспериментов доступны широкой общественности. В этом и состоит одна из главных задач биохакеров — сделать науку и научные достижения доступными для каждого. Спектр проблем, над которыми они работают, широкий, вплоть до создания генетически модифицированных организмов. Так, уже известный многим биохакер Джозайя Зайнер из США в 2017 году изменил свой ДНК, введя гены, способствующие, по его мнению, росту мышечной массы. Цель Зайнера — научить людей перестать бояться генной терапии и быть рабами своих генов.

В Германии все действия с ДНК строго урегулированы. Для биохакеров это закрытая область. Однако Алессандро и его коллег это нисколько не смущает, они продолжают заниматься биотехнологиями в доступных им сферах, экспериментируя с бактериями и растениями. Средства для своей работы они собирают с помощью краудфандинга. Общаясь между собой, они часто подбадривают друг друга тем, что сам Билл Гейтс, если бы он сейчас был студентом, непременно стал бы биохакером.

На пользу обществу или ради коммерческого успеха

И хотя это движение уже получило глобальный характер, все-таки в каждой стране у биохакеров есть своя специфика. «В Камеруне, прежде всего, важно то, какую пользу это приносит обществу. Нам нужны знания ученых и студентов, чтобы помогать людям», — говорит микробиолог Томас Херве Н’Куду, 34-летний ученый камерунского происхождения. В 2018 году он планирует основать первую лабораторию в Африке для биохакеров. «Я хочу осуществлять конкретные разработки, чтобы повысить уровень жизни людей: например, создать фильтр для очистки воды, который каждый может сам смонтировать и установить у себя дома, или простые медикаменты от диареи». Как подчеркивает ученый, для биохакеров в  Африке важна не независимость от научного сообщества, а от денег, которых у них нет, и от технологий и оборудования, которые они не могут себе позволить.

Его коллега в Мексике Жоэль де-ла-Баррера придерживается коммерческих взглядов и уверен, что лаборатории энтузиастов могут стать преуспевающими стартапами. Он считает, что за инвестициями в генную инженерию большое будущее. У биохакеров много идей, которые можно реализовать быстро и с меньшими затратами. А это должно привлечь инвесторов. 

Смотрите также:

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Грибы из 3D-принтера

    Каркас с семенами, спорами и дрожжами отпечатывается при помощи 3D-принтера. В течение пяти дней грибы и зелень вырастают, у «блюда» появляются вкус и запах. Такая еда решает многие проблемы, но пока разработка под названием Edible Growth существует только в виде проекта.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Пластиковые продукты

    Проект Bioplastic Fantastic был придуман дизайнером из Берлина Йоханной Шмеер (Johanna Schmeer). Она убеждена, что человечество должно открыть альтернативные источники питания. Возможно, будущее за продуктами, которые будут созданы при помощи био- и нанотехнологий.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Маленькие порции и большие объемы

    Нидерландская художница Марие Фогельцанг уверена: если визуально увеличить объем пищи при помощи искусственных материалов, человек, обманутый внешним видом продуктов, сможет наедаться и маленькими порциями.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Кухня будущего

    Неаппетитно? Зато продуктивно. Так, по мнению итальянца Маурицио Монтальти, будет выглядеть кухня будущего. Она, как и другие проекты фуд-дизайнеров, представлена на выставке «Food Revolution 5.0», которая сейчас проходит в Берлине.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Водоросли через трубочку

    Изобретение лондонского дуэта Burtonnitta изменит представление о приеме пищи. В маске из трубок дыхание человека будет способствовать росту особых водорослей, которые можно будет есть, не снимая эту конструкцию.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Шоколадное дерево

    А это — печенья с шоколадом. Сложены в виде дерева — чтобы приблизить человека к природе. Так, во всяком случае, объясняет свою идею немец Клаус Пихлер.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Фальшивый заяц

    В отличие от жителей Азии большинство европейцев не воспринимают насекомых как съедобный источник белка. Каролин Шульце (Carolin Schulze) нашла выход: она измельчила личинки мучного хрущака и напечатала на 3D-принтере из этой массы блюдо в форме зайца.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Виртуальная реальность для одиноких кур

    Американская разработчица Остин Стюарт придумала, как развлечь одиноких кур, чтобы увеличить их яйценоскость. При помощи таких очков виртуальной реальности птицы будут думать, что они находятся в курятнике.

  • Что мы будем есть через несколько лет

    Корова с моторчиком

    А тайваньский дизайнер Пол Гонг предлагает заодно решать и энергетические проблемы: «вживить» корове маленькую турбину. За счет кровообращения животного будет производиться электроэнергия.

    Автор: Ксения Сафронова


электротехнических экспериментов | Университет Огайо

Вы представляете, что было бы сегодня, если бы не было электричества? У нас не было бы электрического света, компьютеров и мобильных телефонов. На наших кухнях не было бы холодильников, плит или микроволновых печей. Наша повседневная жизнь и распорядок сильно отличались бы от того, с чем мы знакомы сегодня. Хотя большинство из нас воспринимает электричество и все устройства, питаемые от него, как должное, инженеры-электрики думают и работают с этими творениями каждый день.Для инженеров-электриков электричество — увлекательная и интересная тема. Может быть, всем остальным стоит перестать принимать электричество как должное и узнать немного больше об электротехнике и о том, как работает электричество.

Что такое электротехника?

Найдите минутку и осмотритесь вокруг. Что вы видите, что подключено? Вы видите что-нибудь, что работает от батареек? Есть ли выключатели на стенах или на игрушках? Все, что работает от электричества, существует благодаря работе инженеров-электриков.

Электротехника — это специальное название работы, при которой люди создают вещи с помощью электричества. Эти инженеры создают, ремонтируют, изобретают и работают со всем, что связано с электричеством. Они тратят годы на изучение естественных наук и математики, которые объясняют смысл электроэнергии, чтобы они могли продолжать создавать и улучшать вещи.

Влияние электротехники на вашу жизнь

Каждый день вы используете устройства, работающие от электричества, которые делают жизнь проще и веселее. Некоторые из этих устройств даже сохранят вашу безопасность и здоровье.Например, у вас дома может быть сигнализация, в которую вы просто вводите код, приходя и уходя. Хотя вы не особо задумываетесь об этом, вы знаете, что он не пускает посторонних в ваш дом и защищает вас и вашу семью. Но вам, вероятно, никогда не приходило в голову, что в какой-то момент его должен был спроектировать инженер-электрик. Или как насчет телефона, по которому вы каждый день разговариваете и пишете друзьям: как вы думаете, откуда он взялся? Опять же, инженер создал его, чтобы вы могли разговаривать с кем угодно и откуда угодно.А теперь взгляни наружу. Что вы видите, на что влияет электричество? Вы видите провода, столбы или электрические коробки? Все эти предметы являются источниками энергии для ваших домов, школ и других зданий в вашем городе. Без этих источников у вас не было бы электрического освещения, отопления, кондиционирования воздуха или бытовой техники, позволяющей вам готовить. Используете ли вы компьютер? Инженеры-электрики также изобрели проводные и беспроводные сети, которые вы используете каждый день для социальных сетей и просмотра веб-страниц. У каждого есть любимое телешоу, и это тоже результат инженеров, создавших телевизоры.Или, может быть, вы предпочитаете видеоигры. Все эти игровые приставки и контроллеры тоже пришли в голову инженерам-электрикам. Как видите, электротехника оказывает большое влияние на вашу жизнь и все, что вы делаете каждый день.

Что вы можете сделать, чтобы стать более вовлеченным в электротехнику

Независимо от того, задумывались ли вы о карьере в области электротехники или нет, всем может быть полезно узнать несколько основ об этом. Важно знать, откуда берется электричество и как оно вырабатывается.Понимание того, что такое схема и как ее построить, может изменить ваше представление об электронике. Большинство устройств, которые вы используете каждый день, работают от электричества, поэтому немного узнать о том, как они работают, не только интересно, но и может помочь вам, если вам нужно починить что-то, что ломается.

Создание небольших электрических игрушек или проведение экспериментов — отличный способ узнать больше об этом типе инженерии. Любой, кто хочет узнать больше об электротехнике, должен попробовать один или несколько из этих захватывающих и забавных проектов:

Узнать больше

Программа повышения квалификации для инженеров, которые хотят стать лидерами, не теряя при этом своих знаний в области инженерии, онлайн-магистр инженерного менеджмента из Университета Огайо фокусируется на лидерских и управленческих навыках и их прямом отношении к совершенствованию инженерных процессов, управлению проектами, эффективному общению и инновациям. решения.

5 Электротехнические занятия для детей

Хорошо известно, что дети учатся лучше всего, когда им весело. Дети также с гораздо большей вероятностью поймут даже сложные предметы, когда они «учатся на практике», идея, которая занимает центральное место в известном методе обучения благодаря материалам Монтессори.

Самообучение помогает детям лучше запоминать то, чему они научились, и сохранять это дольше.

Попробуйте эти увлекательные занятия по электротехнике со своим ребенком, чтобы они могли погрузиться в самообучение вместе с его обычными развивающими игрушками.Занятия по электротехнике помогают развить у вашего ребенка логику, математику, естественные науки и навыки решения проблем в увлекательной практической форме.

1 — Используйте статическое электричество, чтобы «согнуть» воду

Для этого не требуется никакого необычного оборудования, просто создайте статическое электричество на пластиковой расческе, применив ее к волосам или потерев им о шерсть. Поднесите заряженную расческу к струе воды из крана. Вы увидите, как вода движется к гребню

.

Наука: Атомы в элементах обычно сбалансированы.Потирая гребень, вы перемещаете часть электронов из одного материала в другой, создавая положительные и отрицательные заряды. Это вызывает притяжение, заставляя воду «волшебным образом» изгибаться.

2 — соль отдельно от перца

Как и в предыдущем эксперименте, статически зарядите пластиковую расческу. Положите его на миску с солью, смешанной с перцем. Перец поднимется и прилипнет к гребню. Не ставьте гребень слишком близко, иначе он привлечет соль!

Наука: поскольку перец легче соли, он подпрыгнет к статически заряженной гребенке и будет держаться дольше.

3 — Создание электромагнита

Вам понадобится аккумулятор на 6 В, медный провод, зажимы из крокодиловой кожи и большой гвоздь. Оберните середину проволоки вокруг гвоздя, затем прикрепите конец к каждой клемме батареи зажимами из крокодиловой кожи. Гвоздь притянет скрепки и другие мелкие ферромагнитные предметы. Поэкспериментируйте и посмотрите, как количество раз, когда вы наматываете проволоку на гвоздь, влияет на силу его магнитных свойств.

Наука: Электромагнит — это временно намагниченный объект.Он работает только тогда, когда через него проходит электричество как часть цепи. Электромагниты работают, потому что электрические токи создают магнитные поля.

4 — проводник или изолятор?

Этот простой эксперимент позволяет вашему ребенку проверить, проводят ли электричество различные предметы домашнего обихода. Вам понадобятся два провода, подключенные к лампочке и батарее, а также один дополнительный провод и зажимы из крокодиловой кожи. Создайте простую схему, чтобы лампочка загорелась. Затем просто отсоедините один провод от лампы, подключите его к одному из ваших тестовых материалов, а затем подключите дополнительный провод к тестируемому материалу и лампе, создав цепь.Если загорается, значит, у вас дирижер.

Наука: Некоторые материалы являются проводниками, потому что их атомный состав позволяет некоторым электронам перемещаться, это позволяет электрическому заряду проходить через материал.

5 — Электрическая игра «Устойчивая рука»

Создайте забавную игру, которая проверит мелкую моторику вашего ребенка и поможет ему освоить основы электрических цепей. Вам понадобится Tupperware или другая маленькая пластиковая или поролоновая коробка с крышкой, металлическая вешалка для одежды, две батарейки AA с двойным держателем, светодиодная лампа и гибкий экранированный провод.

Сделайте два отверстия в крышке коробки и изогните жесткую проволоку для плечиков извилистым узором. Вставьте оба конца в отверстия и сделайте третье отверстие рядом с центром для светодиода. Проденьте ножки светодиода через отверстие и прикрепите одну сторону светодиода к батарее (светодиоды являются направленными, поэтому, если он не работает на этапе тестирования, поменяйте сторону, которую вы подключили). Подключите другую сторону держателя батареи к изогнутому проводу.

Сделайте четвертое отверстие в крышке, куда вы поместите гибкий провод, чтобы держать его и играть в игру.Присоедините нижнюю часть этого провода к светодиоду. С другого конца зачистите пластик и сделайте петлю. Проверьте, работает ли он, прикоснувшись к изогнутому проводу петлей, светодиод должен загореться. Попросите ребенка попытаться переместить петлю от одного конца изогнутой проволоки к другому, не загорая светодиод.

Наука: Когда петля касается изогнутого провода, цепь замыкается, позволяя потоку электронов зажигать лампочку.


Получайте удовольствие и, прежде всего, оставайтесь в безопасности, всегда следите за своим ребенком и никогда не оставляйте его без присмотра, пока он проводит какие-либо эксперименты.Вместо того, чтобы сразу отвечать на вопросы, постарайтесь предложить способы, которыми они могут узнать больше с помощью проб и ошибок и собственных экспериментов. Потому что самообучение — это ключ.

Это может сопровождаться более подробным объяснением, которое может быть связано с их результатами для лучшего понимания и большего энтузиазма.
Если у вас есть другие идеи для детей, поделитесь ими в комментариях ниже. Спасибо!

35+ потрясающих электрических проектов для инженеров и энтузиастов

Инженеры всегда находятся в поиске проектов, и поиск значимых проектов делает этот поиск полезным.Ниже перечислены некоторые идеи электротехнических проектов для таких инженеров. Многие из них могут работать с большей мощностью, чем привыкли инженеры-электронщики, поэтому безопасность превыше всего.

Эти тщательно подобранные проекты по электрике. Идеи просты, но при этом интересны и содержат несколько мини-проектов. Студенты EEE также могут использовать эти комплекты проектов в качестве проекта последнего года обучения. Список содержит в общей сложности 31 тему электрических проектов. Эти проекты будут очень полезны студентам-электротехникам.Взгляни.

Electric Projects: двухосная система отслеживания солнечной энергии

Эта система требует участия широкого круга инженеров, включая механическое, электрическое и электронное. Механическая часть будет включать в себя разработку гладкой зубчатой ​​передачи, которая будет двигаться в соответствии с требованиями. Электрическая часть будет работой солнечной панели и требования к батарее.

Электроника потребует разработки сенсорной системы, которая будет генерировать команды для системы передач, чтобы действовать соответствующим образом.В системе используется прямозубая шестерня для реализации двухосного солнечного трекера. Система реализована на микросхеме Atmel IC AT89C51.

Этот проект доступен по адресу: Dual Axis Solar tracker system

Преобразователь постоянного тока 5 В в постоянный ток 48 В для фантомных источников питания

Эта схема представляет собой простой и недорогой преобразователь постоянного тока в постоянный для источников фантомного питания, используемых в микшерных пультах, микрофонных предусилителях, телефонных системах и подобном оборудовании.

Этот проект доступен по адресу: Преобразователь 5 В постоянного тока в 48 В постоянного тока для источников фантомного питания

Создайте свой собственный решения для зарядки аккумуляторов электромобиля

Приведенное ниже примечание по применению должно помочь разработчикам создавать собственные решения для зарядки аккумуляторов электромобилей.При необходимости можно получить помощь от компании.

Руководство по проектированию доступно по адресу: «Создайте свое собственное решение для зарядки аккумуляторов электромобиля»

Сделайте свою собственную электрическую розетку USB

Схема универсальной розетки USB надежно преобразует напряжение аккумулятора 12 В в стабильное напряжение 5 В.

Эту систему можно приобрести по адресу: USB Power Socket

.

Сделайте свой собственный счетчик энергии

Здесь представлен простой счетчик энергии, использующий микросхему ADE7757 Analog Device для однофазных, 2-проводных (фаза и нейтраль) систем, используемых в домашних условиях.

Эта контурная система доступна по адресу: Energy Meter

Система промышленной автоматизации с джойстиком

Этот проект может использоваться для управления четырьмя промышленными электроприборами с помощью джойстика и платы Arduino Nano.

Этот проект доступен по адресу: Make This управляемая джойстиком система промышленной автоматизации

Драйвер бесщеточного двигателя постоянного тока

Схема драйвера бесщеточного двигателя постоянного тока, описанная здесь, использует микросхему драйвера DRV10866 для управления небольшим вентилятором BLDC без использования каких-либо датчиков положения.

Этот проект доступен по адресу: Бесщеточный драйвер двигателя постоянного тока

Конструкция источника питания постоянного тока

Для таких схем, как счетчики Гейгера, устройства защиты от насекомых, трубки и датчики Nixie, требуются источники постоянного тока высокого напряжения (HVDC). На рынке доступны различные типы источников постоянного тока высокого напряжения, включая удвоитель или учетверитель напряжения, обратноходовой преобразователь и повышающий преобразователь.

Некоторые из них имеют низкую выходную токовую нагрузку. Но при правильных расчетах с использованием базовых формул преобразования вольтодобавки мы можем получить источники постоянного тока высокого напряжения, способные обеспечивать чистую и высокую пропускную способность по току.Здесь представлена ​​конструкция повышающего преобразователя с использованием преобразователя постоянного тока MC34063.

Этот проект доступен по адресу: HVDC Power Supply Design

Микроинвертор

Здесь описана простая схема маломощного инвертора, которая преобразует 12 В постоянного тока в 230 В переменного тока. Его можно использовать для питания очень легких нагрузок, таких как ночные лампы и беспроводные телефоны, но его можно превратить в мощный инвертор, добавив больше полевых МОП-транзисторов.

Этот проект доступен по адресу: Micro Inverter

Автоматический якорный фонарь

Федеральные и международные правила требуют, чтобы лодки несли огни во время заката, восхода солнца и в условиях ограниченной видимости.Количество и цвета света зависят от размера судна. Топовый якорный огонь вышел из моды, так как он находится слишком высоко над уровнем воды. Это затрудняет оценку положения лодки, особенно в кромешной тьме на якорной стоянке.

Этот проект представляет собой компактный, но недорогой автоматический якорный светильник, интегрированный с датчиком внешней освещенности, который включает и выключает его автоматически.

Этот проект доступен по адресу: Automatic Anchor light

Буфер аудио с высоким сопротивлением и JFET

Буферная схема, описанная здесь, полезна для увеличения входного импеданса переменного тока звуковых усилителей, используемых со звукоснимателями в музыкальных инструментах.Источники сигналов для усилителей и пассивных звукоснимателей для электрогитар требуют очень высокого импеданса, превышающего 5 мегаом. Это может быть легко достигнуто с помощью полевого транзистора (JFET), но может потребоваться особая конструкция печатной платы (PCB), соответствующие методы изготовления коробки, соответствующие кабели и разъемы.

Этот проект обеспечивает решение для высокоомного, недорогого, малотока, буферного повторителя на основе PN4393 JFET.

Этот проект доступен по адресу: High-Impedance Audio Buffer With JFET

Контактный диодный датчик пожара

Это сверхчувствительный датчик пожара, который активирует тревогу при обнаружении пожара.В этой схеме чувствительный PIN-диод используется в качестве датчика пожара для обнаружения пожара на большом расстоянии. Он обнаруживает видимый свет и инфракрасное (ИК) в диапазоне от 430 нм до 1100 нм.

Видимый свет и инфракрасный свет от огня активируют датчик, чтобы вызвать тревогу. Он также обнаруживает искры в электропроводке и, если они не исчезнут, подает предупреждающий сигнал. Анод легко определить по плоской поверхности фотодиода, если смотреть сверху. Небольшая точка пайки, к которой подсоединяется тонкий провод, является анодом, а другая — клеммой катода.

Этот проект доступен по адресу: ПИН-диодный датчик пожара

Плюс-минус Питание 5 В от батареи 9 В

Операционным усилителям

для правильной работы требуется питание с двойной полярностью. При работе с батарейным питанием становится сложно получить двойной источник питания для операционных усилителей.

Здесь представлена ​​простая схема, обеспечивающая ± 5В от батареи 9В. Это один из интересных проектов среди идей электротехнического проекта. Операционные усилители требуют питания с двойной полярностью для правильной работы.При работе с батарейным питанием становится сложно получить двойной источник питания для операционных усилителей.

Этот проект доступен по адресу: Плюс-минус Питание 5 В от батареи 9 В

Инфракрасный релейный переключатель с датчиком движения

Этот проект разработан для использования со всеми видами автомобильных / бытовых нагрузок на 12 В постоянного тока средней мощности. Это простой переключатель твердотельного реле (SSR), управляемый стандартным модулем пассивного инфракрасного (PIR) датчика движения.

ПИК-датчик — это электронное устройство, которое может измерять инфракрасный свет, излучаемый объектами в его поле зрения.Кажущееся движение обнаруживается, когда источник инфракрасного излучения с одной температурой (например, человек) проходит перед источником инфракрасного излучения с другой температурой (например, стеной). Модуль датчика PIR, в центре которого находится датчик PIR, имеет элементы, изготовленные из кристаллического материала, который генерирует электрический заряд при воздействии ИК-излучения.

Этот проект доступен по адресу: Инфракрасный релейный переключатель с датчиком движения

Недорогой детектор утечки сжиженного нефтяного газа

Схема для детектора утечки сжиженного нефтяного газа легко доступна на рынке, но она чрезвычайно дорога и обычно основана на микроконтроллере (MCU).В этом проекте представлен недорогой детектор сжиженного нефтяного газа, который можно легко построить в цепи.

Основная задача схемы — обнаруживать утечку сжиженного нефтяного газа в любом месте. В основе схемы лежит сдвоенный компаратор IC LM393 (IC2). Он используется для сравнения двух разных напряжений, в данном случае опорного напряжения и выходного напряжения газового датчика MQ-6.

Этот проект доступен по адресу: Недорогой детектор утечки сжиженного нефтяного газа

Недорогой контроллер Dusk-Dawn

Этот контроллер сумерек-рассвет построен на основе светозависимого резистора среди других компонентов.Общий аккумуляторный источник питания используется для работы схемы, а также для нагрузки, то есть для схемы питания светодиода / небольшого инвертора. Резисторы работают в схеме как делитель напряжения и ограничитель тока. Светодиоды используются как индикатор отключения цепи. N-канальный полевой МОП-транзистор используется для переключения светодиода.

Этот проект доступен по адресу: Недорогой контроллер Dusk-Dawn

Сеть с автоматическим переключением мощности, солнечный инвертор или генератор

Этот проект основан на эвристической структуре AEIOU Design Engineering Approach.Конструкция, обеспечивающая производительность, безопасность и надежность, обеспечивается коммутационным модулем. Дизайн с учетом эргономики и эстетики обеспечивается с точки зрения приоритета, установленного пользователем в отношении доступности источника питания. Конструкция, обеспечивающая технологичность и сборку, обеспечивается генератором, инвертором и солнечными батареями.

Также, в зависимости от выбора и доступности, можно работать с различными схемами, использующими Eagle.

Этот проект доступен по адресу: Auto Power Switching Mains, Solar Inverter or Generator

Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555

Часто нам требуется генератор прямоугольных сигналов с регулируемой частотой, почти равными высокими и низкими импульсами на выходе и регулируемыми амплитудами.Здесь мы представляем простой, полезный и недорогой генератор сигналов, построенный на таймерах NE555. Используя внешние переключатели, вы можете контролировать или выбирать частотные диапазоны в соответствии с вашими требованиями.

Этот проект доступен по адресу: Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555

Настраиваемый адаптер RS232 — TTL — I2C

Сигналы

RS232 покрывают гораздо большее расстояние, чем стандартные сигналы TTL и I2C. Эти сигналы также имеют лучшую помехозащищенность. RS232 — это хорошо известный стандарт, поддерживаемый многими популярными ИС, и поэтому до сих пор широко используется.Иногда мы хотим отправить сигналы TTL и I2C на большее расстояние. В этом проекте описывается, как эти сигналы могут быть расширены через линии RS232.

Этот проект доступен по адресу: Настраиваемый адаптер RS232 — TTL — I2C

Смарт-зонд CRO с активацией вибрацией

Это простая, недорогая, энергосберегающая и экономящая устройства схема для лаборатории электроники, сервисного центра, мастерской электроники или где бы то ни было, где используется CRO. Как правило, на ремонтной станции CRO используется в течение очень короткого времени.Но в большинстве случаев пользователю не удается выключить CRO сразу после использования.

Сервисный инженер в основном концентрируется на неисправностях, а не на том, включен или выключен CRO. Датчик вибрации отключает CRO, когда датчик не используется в течение определенного времени.

Этот проект доступен по адресу: Интеллектуальный датчик CRO с активацией вибрацией

4-канальный многорежимный усилитель звука

Иногда нам нужны настраиваемые многоканальные усилители для экспериментов или для использования в офисах или школах.Вот проект на базе TDA1554Q, сконфигурированный для многорежимной работы с четырьмя выходами каналов. Он имеет четыре канала, и каждый канал может обеспечить около 11 Вт при нагрузке 2 Ом и около 6 Вт при нагрузке 4 Ом.

Схема также будет работать с нагрузками от 4 до 16 Ом. Коэффициент усиления каждого канала фиксируется на уровне 20 дБ в одноканальном режиме и 26 дБ в режиме BTL.

Этот проект доступен по адресу: 4-канальный многорежимный аудиоусилитель

Проектирование и анализ однокаскадного усилителя на C ++

Для расчета параметров цепи транзисторного усилителя звука требуется множество формул.Некоторые из этих значений включают резисторы, разделительный конденсатор, байпасный конденсатор, потребляемую мощность, ток, протекающий через различные компоненты. Даже на обычном калькуляторе на расчет таких параметров уходит немало времени. С помощью программы на C ++ все параметры можно рассчитать за доли секунды.

В этом проекте представлен одноступенчатый транзисторный усилитель звука, требующий в общей сложности 19 формул для получения значений компонентов и анализа схемы.

Этот проект доступен по адресу: Design and Analysis of Single Stage Amplifier using C ++

Четырехканальный видео и аудио секвенсор

Следующий проект представляет собой простую схему для последовательного переключения выходов камер видеонаблюдения.Он переключает четыре видео- и аудиоканала последовательно, по одному. Он построен вокруг таймера 555 и нескольких других компонентов. Таймер выполнен в виде нестабильного мультивибратора.

Односторонняя печатная плата четырехканального видео и аудио секвенсора предоставляется вместе с компоновкой компонентов. После сборки схемы на печатной плате поместите ее в подходящую пластмассовую коробку.

Этот проект доступен по адресу: Четырехканальный видео и аудио секвенсор

Автоматический выключатель питания с управлением через USB

Питание ТВ и ТВ-приставки (STB) происходит от общего коммутатора.Импульсный источник питания (SMPS) телевизора продолжает потреблять небольшое количество энергии из сети, и STB не выключается, когда вы выключаете пульт. В следующем проекте представлена ​​схема, которая может управлять питанием от сети LED-телевизора и DTH STB. Он также защищает устройства от вредных начальных скачков напряжения, когда питание восстанавливается после сбоя питания.

Этот проект доступен по адресу: Автоматический выключатель питания с USB-управлением

Синусоидальный инвертор мощностью 1 кВт

Инвертор обеспечивает резервное питание для сетевых устройств в случае сбоя питания.Большинство доступных на рынке инверторов имеют сложную схему и не очень экономичны. Некоторые из них выдают прямоугольный сигнал на выходе, что нежелательно для индуктивных нагрузок. В этом проекте представлена ​​простая инверторная схема, которая производит квазисинусоидальный выходной сигнал частотой 50 Гц с использованием одной микросхемы CD4047 и некоторых дискретных компонентов, что делает ее очень экономичным решением.

Этот проект доступен по адресу: синусоидальный инвертор мощностью 1 кВт

Четырехчастотный генератор

Существует потребность в сигналах TTL и CMOS от источников стабильной частоты для разработки, тестирования и обслуживания цифровых и аналоговых электронных схем.Эти источники также полезны для быстрой проверки осциллографов, пробников, мультиметров, частотомеров и другого измерительного оборудования. В этом проекте предлагается схема, которая производит фиксированные частоты 4 МГц, 6 МГц, 10 МГц и регулируемый прямоугольный сигнал с переменными частотами от примерно 10 Гц до более 100 кГц.

Этот проект доступен по адресу: 4 Frequency Generator

Программируемый трехфазный контроллер для двухпозиционного двигателя

Программируемый таймер полезен при разработке автоматического контроллера включения / выключения для трехфазного электродвигателя.В следующем проекте предлагается система с двумя программируемыми реле времени для настройки времени пуска и останова двигателя. Две цепи управления взаимодействуют с переключателями пуска / останова трехфазного пускателя двигателя. Также предусмотрена установка дней недели для работы контроллера.

Этот проект доступен по адресу: Программируемый трехфазный контроллер для двухпозиционного двигателя

Светодиодный стробоскоп высокой мощности

Стробоскоп

— удобный и достаточно точный прибор для измерения скорости вращающихся объектов в домах или на производстве.Его можно использовать для определения скорости вращения вентиляторов, двигателей или любого другого вращающегося объекта. Это мигающий свет, который излучает резкие световые импульсы с переменной частотой. Объект, вращающийся с частотой, соответствующей импульсному свету, считается неподвижным.

Этот проект доступен по адресу: High Power LED Stroboscope

Автоматический выключатель на основе пароля

Автоматический выключатель защищает электрические цепи от повреждений в случае перегрузки или короткого замыкания. Его основная функция — обнаруживать неисправность и прерывать прохождение тока.В системе используется 8-битный микроконтроллер семейства 16f877A. В EEPROM хранится пароль, и его легко изменить. Пароль вводится с клавиатуры, и реле размыкает или замыкает автоматический выключатель, на что указывает лампа.

Этот проект доступен по адресу: Автоматический выключатель с паролем

Защита электроприборов от повышенного / пониженного напряжения

Здесь представлена ​​схема защиты от пониженного / повышенного напряжения, которая защищает холодильники, а также другие приборы от пониженного и повышенного напряжения.В качестве компаратора здесь используется операционный усилитель IC LM324 (IC2).

Этот проект доступен по адресу: Защита электроприборов от повышенного / пониженного напряжения

Измеритель панели постоянного тока с использованием Arduino

Панельные счетчики в регулируемых источниках питания используются для отображения таких электрических параметров, как напряжение и ток. Здесь представлена ​​схема для отображения постоянного напряжения и тока блоков питания, в том числе самодельных.

Этот проект доступен по адресу: DC Panel Meter с использованием Arduino

Многофункциональный индикатор состояния с использованием одного светодиода RGB

Система мониторинга в зарядных устройствах, индикаторах уровня воды и т. Д. Использует светодиоды для индикации состояния определенных условий.Здесь представлена ​​схема с несколькими индикаторами состояния, в которой используется один светодиод RGB для семи различных индикаций.

Этот проект доступен по адресу: Многофункциональный индикатор состояния с использованием одного светодиода RGB

Простой преобразователь малой мощности

Вот простой инвертор малой мощности, который преобразует 12 В постоянного тока в 230–250 В переменного тока. Его можно использовать для питания очень легких нагрузок, таких как оконные зарядные устройства и ночные лампы, или просто шокировать, чтобы не допустить злоумышленников. Схема построена на основе всего двух микросхем, а именно IC CD4047 и IC ULN2004.

Этот проект доступен по адресу: Simple Low Power Inverter

Драйвер энергосберегающего реле

Во многих цепях действие переключения выполняется реле, которое, в свою очередь, активирует внешнюю нагрузку. Мощность, потребляемая реле, может быть неподходящей для систем с батарейным питанием. Вот простое решение с использованием недорогих компонентов для значительной экономии энергии.

Этот проект доступен по адресу: Драйвер энергосберегающего реле

Автоматический контроллер водяного насоса

Вот схема автоматического контроллера водяного насоса, которая управляет двигателем водяного насоса.Двигатель автоматически включается, когда вода в верхнем баке (OHT) падает ниже нижнего предела.

Этот проект доступен по адресу: Автоматический контроллер водяного насоса

Зарядное устройство для мобильного телефона

Это схема зарядного устройства мобильного телефона, в котором используются три никель-кадмиевых или восемь стержневых элементов для зарядки аккумулятора, подключенного к выходным клеммам.

Этот проект доступен по адресу: Зарядное устройство для мобильных телефонов

Производство электроэнергии с помощью микротурбины

Здесь представлена ​​схема производства гидроэлектроэнергии, которая генерирует энергию из водопровода в здании с помощью микротурбины.Произведенное электричество можно использовать для зарядки аккумуляторов, которые можно использовать для аварийного освещения или других подобных целей. Микротурбины производят кинетическую энергию, которая, в свою очередь, помогает в производстве электроэнергии (электричества).

Этот проект доступен по адресу: Generate Power Using Microturbine

Надеюсь, эти идеи электротехнического проекта были вам полезны. Если у вас есть еще такие интересные идеи для электротехнических проектов, не стесняйтесь размещать их в разделе комментариев ниже.

Эта статья была впервые опубликована 18 октября 2016 г. и недавно обновлена ​​7 июля 2021 г.

Электротехнические проекты для студентов-электриков

В нашей повседневной жизни электрические проекты очень полезны во многих областях, и им требуется больше энергии по сравнению с другими проектами. В схемах этих проектов используются пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и многие другие. Но многие дипломированные специалисты и студенты инженерных специальностей не знают, как они работают и какие проекты могут подпадать под эту категорию.Для этих студентов мы предлагаем несколько проектов, которые будут полезны в их работе над проектами. Многие выпускники инженерных специальностей проявляют большой интерес к этому потоку. Электротехническая и электронная инженерия включает в себя проектирование, контроль и обслуживание электрического оборудования. Некоторые из областей проекта в области электричества включают производство электроэнергии, техническое обслуживание и обращение с оборудованием энергосистем, промышленное управление и робототехнику, силовую электронику и энергетические системы. Поэтому в этой статье дается краткое описание 20 лучших инновационных проектов в области электротехники для студентов инженерных специальностей.


20 лучших электротехнических проектов для студентов инженерных специальностей

Здесь мы предлагаем лучшие электротехнические проекты для студентов последних курсов инженерных специальностей. Эти проекты являются потенциальными темами, которые могут быть использованы в последний год выполнения проектов по электротехнике. Следующие проекты включают в себя как крупные, так и мини-проекты для студентов дипломных и технических специальностей. Эти проекты являются инновационными и новыми электрическими проектами, которые следует выбрать в качестве темы проекта на последнем году разработки.

Система мониторинга и управления подстанцией на базе GSM

Этот проект направлен на получение различных параметров подстанции, таких как ток, напряжение, температура, коэффициент мощности и т. Д., Удаленно через связь GSM. Таким образом, удаленный оператор может анализировать значения этих параметров и предпринимать соответствующие управляющие действия. Пользователь может удаленно управлять оборудованием подстанции, таким как автоматические выключатели, изоляторы, реле, зуммеры и т. Д.


Мониторинг подстанции, электрические проекты

Различные блоки работы этой схемы показаны выше, в которых микроконтроллер принимает входы и, соответственно, управляет выходами.Контроллер периодически отправляет входные параметры на удаленный мобильный телефон GSM через сети GSM. Точно так же это позволяет управляющим сигналам, отправляемым операторами, управлять оборудованием подстанции.

Система обнаружения и контроля лесных пожаров на базе Zigbee

Идея реализации этого проекта заключается в удаленном обнаружении и предотвращении лесных пожаров с помощью связи Zigbee. Вся схема передатчика находится в лесу с различными датчиками, такими как датчики дыма и огня, которые питаются от системы солнечных батарей.Встроенная схема в схеме передатчика обрабатывает данные и отправляет их на удаленный ПК через модуль связи Zigbee.

На приемной стороне ПК на базе приемопередатчика Zigbee принимает эти сигналы и, соответственно, предупреждает пожарные машины, а также дистанционно приводит в действие оборудование противопожарной защиты в лесу.


Управление электроприборами на базе Android

Это усовершенствованный способ управления бытовой техникой с помощью обычной системы ручного нажатия переключателя.Он использует мобильный телефон Android с приложением с пользовательским графическим интерфейсом в нем. Схема управления подключена к ряду устройств, которые должны управляться через релейный механизм с коммуникационным модулем Bluetooth.

Управление электроприборами на базе Android

Во-первых, этот мобильный телефон Android должен сопрягаться с модемом Bluetooth на стороне приемника; как только он соединен с модемом, пользователь может посылать управляющие сигналы соответствующему устройству для управления им. На стороне приемника микроконтроллер управляет всеми исполнительными механизмами для различных нагрузок в зависимости от управляющих сигналов от пользователя.

Фотогальваническая солнечная генерация с отслеживанием точки максимальной мощности

Эта система значительно снижает количество панелей, необходимых для выработки электроэнергии, что снижает стоимость системы фотоэлектрических массивов. Поскольку солнце не постоянно в одном месте, и фиксируя солнечную батарею в одном фиксированном месте, максимальная выработка энергии невозможна. Таким образом, эта система определяет точку генерирования максимальной мощности с помощью контроллера MPPT.

Photovoltaic Solar Power Generation

Эта система использует алгоритм на основе квадратного уравнения, который вычисляет квадратичную функцию, соответствующую максимальному значению PowerPoint.Программное обеспечение на основе программ выполняет алгоритм и, соответственно, управляет преобразователем постоянного тока для регулировки выходного напряжения.

Система управления трафиком на основе ПЛК и SCADA

Эта интеллектуальная система управления трафиком использует программируемые логические контроллеры (ПЛК) и SCADA HMI для мониторинга и управления сигналами трафика. Эта система весьма полезна в районах с высокой плотностью движения, платных воротах и ​​других дорогих парковках.

Это централизованное управление системой трафика, при котором он собирает данные о дорожном движении в нескольких местах удаленно через среду связи, и эта информация отслеживается с помощью SCDA HMI.Таким образом, с помощью этой системы возможна синхронизация движения на разных развязках. А также, в зависимости от плотности движения на разных перекрестках, он управляет светофором дистанционно.

Минимизация штрафа за счет включения блока APFC для промышленности

Этот проект улучшает коэффициент мощности за счет набора конденсаторов, подключенных параллельно индуктивной нагрузке. Из-за запаздывающей нагрузки в отраслях коэффициент мощности резко становится низким, что приводит к штрафу за подшипник, налагаемому электроэнергетическими компаниями.Таким образом, предлагаемая система улучшает коэффициент мощности за счет переключения конденсаторов в зависимости от значения коэффициента мощности.

Минимизация штрафа путем включения блока APFC для промышленности

Эта схема реализована с помощью подсхем переключения при нулевом напряжении (ZVS) и переключения при нулевом токе (ZCS). Таким образом, полученные нулевые положения напряжения и тока этих цепей используются для расчета разницы во времени между ними, и, соответственно, рассчитывается коэффициент мощности. Таким образом, в зависимости от значения коэффициента мощности конденсаторы подключаются поперек нагрузки.

Управление бесщеточным двигателем постоянного тока с обратной связью

Целью реализации этой схемы является управление механическими нагрузками на желаемых скоростях путем разработки системы с обратной связью для бесщеточного двигателя постоянного тока. В замкнутом контуре используется система обратной связи для сравнения фактической скорости с желаемой.

Замкнутый контур управления электрическими проектами бесщеточных двигателей постоянного тока

Позволяет пользователю вводить желаемую скорость с матричной клавиатуры. Схема управления получает эту информацию, сравнивает фактическую скорость, измеренную датчиком скорости, и, соответственно, отправляет сигналы ШИМ на двигатель.

Автоматический контроллер освещения в помещении с использованием ИК-датчиков

В этом проекте используется механизм, с помощью которого освещение в помещении включается, когда человек входит в комнату, и выключается, когда человек выходит из комнаты. Кроме того, он также отображает количество людей, входящих или выходящих с помощью ЖК-дисплея. Этот автоматический режим позволяет экономить электроэнергию.

Автоматический контроллер освещения в помещении Электрические проекты

В этой системе два набора ИК-светодиодов и ИК-датчиков подключены к микроконтроллеру для обнаружения людей, выходящих и входящих в комнату.Микроконтроллер запрограммирован таким образом, что, получая сигналы, поступающие от ИК-датчика, он поворачивает лампу с помощью релейного механизма, а также увеличивает счетчик. Аналогично, для сигнала датчика выхода он выключает лампу и уменьшает счет, который также отображается на дисплее.

Система домашней автоматизации с использованием микроконтроллера Arduino

Система домашней автоматизации — это централизованное управление системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и осветительными приборами.Эта система использует плату разработки Arduino с подключенной связью Bluetooth для удаленного управления бытовой техникой.

Система домашней автоматизации с использованием микроконтроллера Arduino Electrical Projects

На стороне передатчика приложение с графическим пользовательским интерфейсом позволяет пользователю отправлять команды включения / выключения приемнику, к которому подключены нагрузки. Плата Arduino управляет нагрузками через оптоизоляторы и устройства TRAIC, получая команды от сотового телефона пользователя.

Электронный плавный пуск трехфазного асинхронного двигателя

Этот проект разработан для уменьшения пускового тока трехфазного асинхронного двигателя, тем самым обеспечивая плавный пуск.Есть несколько традиционных методов, используемых для запуска асинхронного двигателя. Но все они более дорогостоящие и также имеют некоторые лазейки, поэтому этот твердотельный метод управления обеспечивает эффективное управление запуском.

Электронный плавный пуск для трехфазного асинхронного двигателя

В нем используются шесть выпрямителей с кремниевым управлением, подключенных попарно через трехфазный асинхронный двигатель (здесь набор ламп используется для обозначения катушек трехфазного асинхронного двигателя). Таким образом, блок управления посылает триггерные сигналы тиристорам при запуске асинхронного двигателя.

Защита нагрузки и заряда при управлении солнечной энергией

В этой предлагаемой системе солнечная панель используется для зарядки аккумулятора. В качестве компаратора используются операционные усилители для непрерывного контроля напряжения и тока панелей. Светодиоды используются для указания условий заряда аккумулятора. Когда аккумулятор полностью заряжен, зеленый светодиод будет мигать, а когда аккумулятор недозаряжен или перегружен, тогда будет мигать красный светодиод.

Защита нагрузки и заряда в управлении солнечной энергией Электрический проект

Кроме того, этот проект может быть разработан с использованием GSM-модема и микроконтроллера.С их помощью статус системы может быть передан в диспетчерскую через SMS.

Управление бытовой техникой с помощью переключателя с временной задержкой

Этот проект предназначен для управления бытовой техникой на основе определенной временной задержки для каждой нагрузки с использованием таймера 555 для создания интервалов периода переключения для управления реле для включения / выключения для любой нагрузки. нагрузка.

Реле, которое зависит от временной задержки, которое остается включенным в течение фиксированного периода времени после срабатывания. Эта схема построена на основе простой схемы таймера, которая управляет фактическим реле.Время регулируется от нуля до нескольких секунд, но постоянную времени можно увеличить с помощью 555 таймеров в моностабильном режиме. Допустимая нагрузка будет ограничена типом используемого реле. В этом проекте в качестве нагрузки используется лампа. Текущая пропускная способность нагрузки ограничена типом используемого реле. Предлагается проект с лампой в качестве нагрузки.

Защита от повышенного / пониженного напряжения

Этот проект предназначен для разработки механизма защиты от повышенного или пониженного напряжения для защиты нагрузки.Изменения в питании от сети переменного тока распространены в домах, офисах и промышленных предприятиях. В этом состоянии чувствительные грузы могут быть легко повреждены.

Защита от перенапряжения и пониженного напряжения

Этот проект используется для отключения нагрузки в период времени, когда напряжение i / p падает выше или ниже на фиксированное значение. В качестве оконного компаратора используются два компаратора для создания одного счетверенного компаратора. Эта ИС отправляет ошибку o / p, если напряжение i / p выходит за пределы диапазона напряжения. Затем срабатывает реле для отключения нагрузки по соображениям безопасности.В этом проекте в качестве нагрузки используется лампа. Он усилен встроенной сигнализацией при срабатывании отключения.

Управление скоростью двигателя постоянного тока на основе платы Arduino

Этот проект предназначен для управления скоростью двигателя постоянного тока с помощью платы Arduino. Скорость двигателя зависит от напряжения, приложенного к его клеммам. Следовательно, если напряжение на клемме двигателя постоянного тока изменяется, скорость также может быть изменена.

Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием Arduino

В этом проекте используется принцип работы широтно-импульсной модуляции (ШИМ).Этот проект состоит из двух кнопок i / p, которые связаны с Arduino. Эти кнопки используются для регулирования скорости двигателя. ШИМ генерируется микроконтроллером на выходе по программе

. Код этого проекта написан на языке Arduino. Средний протекающий ток и напряжение, подаваемое через двигатель постоянного тока, будут изменяться в зависимости от рабочего цикла, поэтому скорость двигателя изменится. Микросхема драйвера двигателя подключена к плате Arduino для получения сигналов широтно-импульсной модуляции и отправки предпочтительных переключений для управления скоростью двигателя постоянного тока.В будущем этот проект может быть разработан с использованием IGBT для получения двигателей повышенной мощности с регулированием скорости в различных отраслях промышленности.

Некоторые последние электротехнические проекты для студентов инженерных специальностей

Существуют различные категории, относящиеся к электрическим проектам для студентов инженерных специальностей, такие как солнечная энергия, двигатели, автоматизация, двигатели, датчики и т.д. один из видов шагового двигателя, который работает за счет реактивного момента.Этот двигатель очень полезен в гибридных электромобилях благодаря своим характеристикам. Основная цель этого проекта — уменьшить колебания скорости, а также крутящий момент в гибридных электромобилях с помощью нелинейного контроллера.

Управление мощностью переменного тока с помощью микроконтроллера

Предлагаемая система, такая как микроконтроллерное управление мощностью переменного тока, используется для разработки однофазного инвертора PWM. Основные характеристики этого инвертора — недорогая, простая и совместимая по размеру.

Система электрической тяги с двигателем BLDC

Этот проект используется для разработки системы, а именно системы электрической тяги с двигателем BLDC. Этот тип двигателя используется в различных приложениях, таких как коммерческие, аэрокосмические, жилые системы, потому что он имеет несколько функций.

Распределенная генерация Активное управление мощностью через сеть

Источники энергии на основе нетрадиционных источников увеличены для распределенной генерации. Предлагаемая система используется для реализации как простого, так и эффективного метода управления.Используя этот метод, можно получить необходимую мощность от распределительной генерации до сети.

Контроллер для коррекции коэффициента мощности с использованием трехфазного выпрямителя

Этот проект в основном используется для коррекции коэффициента мощности в трехфазном выпрямителе с помощью повышающего преобразователя. В этой предлагаемой системе для протекания тока используется метод среднего контроля, и результаты могут быть проверены в MATLAB.

Вращение асинхронного двигателя в двух направлениях с помощью устройства дистанционного управления

Предлагаемая система в основном используется для управления направлением и скоростью асинхронного двигателя.Управление этим мотором может осуществляться с помощью пульта дистанционного управления. В этом проекте в основном используется микроконтроллер, а также инфракрасные датчики для получения сигналов с пульта дистанционного управления. Направление двигателя можно изменить с помощью драйвера реле, подключенного к блоку микроконтроллера.

Портативный тахометр с датчиком Холла

Этот проект в основном используется для разработки точного, бесконтактного и портативного тахометра с помощью линейного датчика Холла.Датчик, используемый в этом проекте, в основном генерирует нет. импульсов на каждый оборот. Эти обороты подаются на вход микроконтроллера. Так что микроконтроллер может измерять импульсы каждую минуту, чтобы подавать на дисплей оборотов.

Система ИБП с использованием солнечной и ветровой энергии

Предлагаемая система, а именно система ИБП, работающая от солнечной и ветровой энергии. Мы знаем, что, как правило, ИБП использует основной источник питания для зарядки, но в этом проекте он использует солнечную энергию, а также энергию ветра для зарядки с целью сохранения энергии.

Управление переключением в промышленной автоматизации

Этот проект разработан с такой функцией, как программируемое управление переключением. Благодаря этой функции промышленная автоматизация может осуществляться непрерывно. Этот проект играет ключевую роль в реализации переключения нагрузки через программу с использованием микроконтроллера. Этот проект используется там, где требуется непрерывная работа. Управление этим проектом может осуществляться тремя способами: ручным, установочным и автоматическим.

В ручном режиме управление различными нагрузками может осуществляться посредством ввода данных оператором с помощью переключателей, в противном случае — удаленно с помощью GSM.В автоматическом режиме различные нагрузки управляются в обычное время по умолчанию, тогда как в установленном режиме различные нагрузки могут контролироваться в зависимости от фиксированного времени, установленного пользователем.

Пускатель для асинхронного двигателя с задержкой с использованием микроконтроллера

В этом проекте реализован пускатель для автоматического асинхронного двигателя с помощью микроконтроллера. Работа этого проекта аналогична стартеру DOL. Микроконтроллер, используемый в этом проекте, постоянно проверяет 3 фазы входного питания, используемые для однофазных условий и перенапряжения.Таким образом, на основе этого можно активировать реле, чтобы двигатель работал.

Управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя с использованием микроконтроллера и метода V / F

Этот проект используется для разработки системы с использованием микроконтроллера и метода V / F для управления скоростью трехфазного асинхронного двигателя. Получая скорость сигнала обратной связи, микроконтроллер будет генерировать сигналы ШИМ. Эти сигналы могут подаваться на инверторный мост IGBT для приведения двигателя в движение с необходимой скоростью.

Повышающий преобразователь с чередованием, использующий возобновляемые источники энергии

С каждым днем ​​потребление возобновляемой энергии увеличивается из-за сокращения использования невозобновляемых источников энергии. Лучшим источником возобновляемой энергии в настоящее время является солнечная энергия. Выходной сигнал может быть увеличен с помощью повышающих преобразователей с чередованием. Как следует из названия, этот конвертер включает в себя нет. преобразователей, подключенных параллельно. Основные достоинства этих преобразователей — надежность, экономичность и т. Д.

Мобильное зарядное устройство на основе понижающего преобразователя с использованием солнечной энергии

Этот проект используется для разработки мобильного зарядного устройства, работающего от солнечной энергии с помощью понижающего преобразователя. Здесь понижающий преобразователь играет ключевую роль в модуляции и синтезировании мощности постоянного тока, получаемой от фотоэлементов, для удовлетворения требований нагрузок.

Моделирование асинхронных двигателей и анализ неисправностей

В этом проекте асинхронный двигатель реализуется через MATLAB или Simulink для анализа характеристик двигателя, а также эффективной диагностики неисправностей в роторе.Этот анализ может быть использован для одиночных, двойных и трехфазных неисправностей ротора.

Импровизация преобразователя переменного тока в переменный для приложений индукционного нагрева

Этот проект основан на MATLAB, используемом для создания параллельного резонансного преобразователя с одним переключателем, используемого в приложения индукционного нагрева для генерации высокочастотных токов. Анализируемые результаты можно оценить с помощью существующих топологий полумостового и полумостового инвертора.

Анализ и расчет пускового тока трансформатора

Этот проект используется для реализации аналитических формул для расчета пускового тока трансформатора с использованием MATLAB.Используя этот проект, с помощью MATLAB анализируется влияние изменения угла переключения, остаточного потока и импедансов цепи включения на характеристики пускового тока.

Измерение напряжения пробоя воздуха и электрического поля методом стандартного сферического зазора

Предлагаемая система используется для реализации метода, а именно стандартного сферического зазора. Этот метод используется для измерения электрического поля в высоковольтных устройствах и напряжения пробоя воздуха для измерения высоких напряжений.

Измеритель емкости индуктивности и LCF

Этот проект используется для разработки портативного устройства для измерения емкости, частоты и индуктивности. Проектирование этого устройства может быть выполнено с использованием дополнительных схем и микроконтроллера PIC для точного измерения и отображения параметров.

Внедрение PAVR

Основной целью этого проекта является разработка PAVR, а именно программируемого автоматического регулятора напряжения с микроконтроллером. Используя этот проект, стабилизация напряжения o / p может быть достигнута путем изменения входного напряжения, которое находится в диапазоне от 100 до 340 вольт.

Новый дизайн и моделирование интегрального управления циклом переключения для нагревательной нагрузки

Для управления твердотельной мощностью используются два метода, а именно фазовое управление и интегральное управление циклом переключения. У этих двух методов есть свои недостатки. Таким образом, реализована новая технология, такая как встроенное управление переключением

Система распознавания неисправностей в ИБП через GSM

Этот проект используется для разработки системы распознавания неисправностей в системе ИБП с помощью технологии GSM.
Переключаемое управление скоростью электродвигателя с помощью GA и ANFIS

В приложениях с прямым приводом в основном используются эти электродвигатели. Однако у этих двигателей есть некоторые недостатки, такие как акустический шум, высокая пульсация крутящего момента, колебания скорости. Чтобы преодолеть это, в предлагаемой системе используется технология ANFIS & GA для управления приводом.

Моделирование трехфазного многоуровневого инвертора

Этот проект используется для разработки трехфазного многоуровневого инвертора, и его моделирование может быть выполнено с использованием уменьшенного номера.переключателей. Эти инверторы используются в различных приложениях из-за их функций, таких как простота управления, низкая стоимость, гибкость и т. Д. Точно так же они имеют несколько преимуществ, например, включают в себя различные силовые электронные компоненты. Как только коммутационные потери увеличиваются, общие потери могут быть увеличены. Этот проект нацелен на сокращение нет. переключателей в многоуровневом инверторе.

Анализ устойчивости стабилизатора энергосистемы

Этот проект используется для описания характеристик PSS или стабилизатора энергосистемы при изучении различных энергосистем.PSS имеет различные функциональные блоки, которые разрабатываются в Simulink. Можно выполнить изменение колебаний в демпфировании стабилизатора энергосистемы для различных условий энергосистемы, и можно проиллюстрировать изменения напряжения и реактивной мощности.

Обнаружение неисправности датчика асинхронного двигателя

Предлагаемая система используется для обнаружения неисправности датчика в асинхронном двигателе посредством преобразования DQ и контроллера нечеткой логики. Используя этот проект, можно определить обнаружение неисправности и скорость в датчике тока.Эта система обеспечивает изоляцию для защиты асинхронного двигателя от сбоев датчика скорости вращения.

Проектирование энергосистемы для электромобилей

Этот проект используется для разработки системы для производства и распределения электроэнергии для электромобилей. Эта система иллюстрирует переход автомобиля с газового двигателя на аккумуляторный. Аккумулятор, используемый в автомобиле, можно заряжать от солнечных батарей.

Пускатель звезда-треугольник с регулируемым электронным таймером

Этот проект используется для разработки экономичного пускателя со звезды на треугольник, используемого для маломощного трехфазного асинхронного двигателя, чтобы обеспечить запуск с меньшим напряжением.Предлагаемая система может быть спроектирована с микросхемой 555 в моностабильном режиме для управления схемой драйвера тиристоров выключения затвора (GTO), так что трехфазное питание от сети может быть переключено со звезды на треугольник.

Коррекция PF на основе PIC

Этот проект используется для коррекции PF с помощью микроконтроллера PIC. В этом проекте коэффициент мощности может быть измерен для нагрузки с помощью микроконтроллера и схемы детектора пересечения с нулевым током и напряжением. Основываясь на установленных пределах отстающих и опережающих коэффициентов мощности, микроконтроллер PIC включает конденсаторы для повышения коэффициента мощности.

Беспроводная система считывания показаний счетчика энергии на основе GSM

Этот проект используется для разработки системы AMR (автоматического считывания показаний), используемой в счетчиках энергии для генерации счетов за электроэнергию без ручного управления. Предлагаемая система может быть разработана с контроллером ARM для измерения потребления электроэнергии в заданный период времени. Кроме того, информация о выставлении счетов будет отправлена ​​клиентам и компаниям через модуль GSM.

RPM Управление скоростью двигателя BLDC на основе дисплея

Управление скоростью этого двигателя может быть выполнено точно с помощью предварительно запрограммированного микроконтроллера с использованием датчика положения Холла.Программирование этого микроконтроллера может быть выполнено таким образом, чтобы оценивать определенную скорость с требуемой скоростью. На основе этого сигналы PWM могут быть сгенерированы для блока драйвера двигателя BLDC.

Управление электрической нагрузкой с помощью персонального компьютера

Предлагаемая система использует персональный компьютер или ПК для управления различными электрическими нагрузками в доме с помощью микроконтроллера. Здесь микроконтроллер, используемый в этом проекте, в основном работает как устройство управления и сбора данных, так что между персональным компьютером и электрическими нагрузками может быть образован переход.Как только микроконтроллер получает командные сигналы от персонального компьютера, можно управлять соответствующей нагрузкой.

Автоматическое отключение электропитания при утечке газа по беспроводной сети

Этот проект используется для разработки системы для уменьшения количества пожаров, возникающих из-за утечки газа при наличии электричества. В этой системе используется датчик газа для проверки утечки газа. Как только он замечает утечку газа, он немедленно дает команду микроконтроллеру, а затем активирует механизм отключения для отключения источника питания.В этом проекте радиочастотный модуль используется для удаленной отправки информации в цепь аварийной сигнализации и отключения.

Система домашней автоматизации через Zigbee

Предлагаемая система реализует систему домашней автоматизации для управления домашней техникой с помощью удаленного доступа и технологии Zigbee. В этом проекте используются различные типы датчиков, а именно светозависимый резистор, датчики обнаружения газа и датчики температуры. Расположение этих датчиков может быть выполнено путем подключения к блоку микроконтроллера, чтобы микроконтроллер непрерывно отслеживал различные погодные параметры.Как только эти параметры выйдут за установленные пределы, управление бытовой техникой можно будет выполнять автоматически. Используя технологию ZigBee, можно легко осуществлять удаленный мониторинг и управление.

Мониторинг фотоэлектрических панелей и измерительная система для солнечной энергии

Предлагаемая система используется для мониторинга различных параметров фотоэлементов, а также может быть измерена генерируемая солнечная энергия. Солнечная энергия может постоянно контролироваться с помощью набора датчиков и микроконтроллера, а пользователю может быть разрешен доступ к удаленному мониторингу различных параметров.

Асинхронный двигатель, управляемый Android

Этот проект в основном используется для управления скоростью однофазного асинхронного двигателя с помощью мобильного устройства на базе Android. В этом проекте модуль Bluetooth подключен к цепи управления, чтобы сигналы управления могли приниматься с мобильного устройства Android. Как только микроконтроллер получает эти сигналы, он управляет скоростью асинхронного двигателя, изменяя запускающие импульсы TRIAC.

Трехфазный распределительный трансформатор на базе Zigbee

Предлагаемая система используется для мониторинга и управления параметрами трехфазного распределительного трансформатора с помощью Zigbee.Различные параметры трансформатора можно контролировать с помощью различных датчиков, таких как уровень масла, температура масла, ток, напряжение и т. Д. Данные этих датчиков могут передаваться на внутренний контроллер с помощью модуля Zigbee.

Управление двигателем постоянного тока на основе DTMF

Этот проект используется для беспроводного управления скоростью двигателя постоянного тока с помощью DTMF. Здесь DTMF получает сигналы от мобильного устройства, чтобы можно было контролировать скорость двигателя постоянного тока.

Дизайн контроллера заряда солнечной батареи с использованием микроконтроллера

Предлагаемая система используется для реализации контроллера заряда солнечной батареи для зарядки батареи с использованием энергии, вырабатываемой солнечными панелями .Этот проект используется для изменения напряжения для защиты аккумулятора от перенапряжения, а также для предотвращения разряда аккумулятора.

Сбор платы за проезд на основе GSM и RFID

Предлагаемая система используется для автоматического внедрения системы сбора платы за проезд путем предварительной регистрации через SMS. Блок GSM-модема и микроконтроллера получит запрос от владельца транспортного средства на отправку подтверждения транспортного средства с паролем мобильному пользователю.

Перед тем, как подъехать к месту сбора платы за проезд, микроконтроллер запрашивает пароль, после проверки сумма будет вычтена контроллером из RFID.Здесь RFID подключен к автомобилю. Как только сумма будет получена, платные ворота откроются автоматически.

Электротехнические проекты на солнечных батареях для студентов инженерных специальностей

Следующие проекты основаны на солнечной энергии и являются наиболее важными в нашей повседневной жизни. В домах используются солнечные батареи: плита, холодильник, водонагреватель и т. Д. Список солнечных проектов включает следующее.

  1. Автоматический контроль яркости светодиодного уличного освещения на солнечной энергии
  2. Мониторинг и измерение фотоэлектрических панелей и солнечной энергии
  3. Конструкция солнечного инвертора для домов
  4. Автоматическая система полива на базе солнечной энергии
  5. Солнечная панель с отслеживанием солнечной энергии с помощью микроконтроллера Atmega8
  6. Реализация зарядного устройства на солнечной батарее
  7. Зарядное устройство на солнечной батарее для iPod или iPhone
  8. Телеметрия на основе солнечных батарей
  9. Блок кондиционирования воздуха (переменного тока) с питанием от солнечной батареи
  10. Контроллер заряда солнечной батареи с использованием Arduino
  11. Солнечная система нагрева воды
  12. с использованием микроконтроллера PIC
  13. Измерительная система для солнечной энергии
  14. MPPT для фотоэлектрических панелей малой мощности
  15. Двойная система управления с использованием солнечной панели
  16. Портативный инвертор с использованием солнечной энергии
  17. Система домашнего освещения с использованием солнечной энергии
  18. Робот на солнечной энергии, управляемый фонариком с помощью контроллера заряда Arduino
  19. MPPT на основе Solar Boo st Converter
  20. Беспроводное солнечное зарядное устройство
  21. Схема ночной лампы с использованием солнечной энергии
  22. Индикатор зарядки аккумулятора с использованием солнечной энергии
  23. Система мониторинга качества воды с использованием солнечной энергии и WSN
  24. Обнаружение пожара в лесу с использованием солнечной энергии WSN
  25. Беспроводное питание Передача с использованием солнечной энергии
  26. Электрический велосипед с использованием солнечной энергии

Электротехнические проекты на основе автоматизации для студентов-инженеров

Проекты автоматизации в основном сокращают участие людей.Итак, список идей проектов автоматизации для студентов-электротехников приведен ниже.

  1. Умные дома на основе DTMF и AVR
  2. Домашняя автоматизация с использованием микроконтроллера и DTMF
  3. 8051 Домашняя автоматизация на основе микроконтроллера
  4. Система мониторинга дома, управляемая сигналом DTMF
  5. Домашняя автоматизация на базе GSM
  6. Домашняя автоматизация на основе речи
  7. Система автоматизации с использованием GSM
  8. Система домашней автоматизации на базе Bluetooth и ARM9
  9. Домашняя автоматизация с голосовым управлением
  10. Домашняя автоматизация на базе Android
  11. Домашняя автоматизация на базе GSM и Arduino
  12. Меню заказа в ресторанах
  13. Домашняя автоматизация на базе GLCD и сенсорного экрана
  14. Система домашней автоматизации с использованием IoT
  15. Управление несколькими устройствами с помощью RF
  16. Контроллер оборудования с использованием ПК
  17. Проект домашней автоматизации с использованием Wi-Fi
  18. Домашние устройства, управляемые по Wi-Fi через Android, Arduino и ESP8266
  19. Система домашней автоматизации по беспроводной сети
  20. Управление программируемой коммутацией для автоматизации в промышленности
  21. Система домашней автоматизации с использованием возобновляемых источников энергии
  22. Система домашней автоматизации и мониторинга на основе облака

Электротехнические проекты на основе двигателей для студентов инженерных специальностей

Электротехнические проекты для студентов инженерных специальностей, основанные на двигателях, перечислены ниже .

  1. Защита низковольтных двигателей с помощью микроконтроллера и технологии Zigbee
  2. Управление скоростью двигателя постоянного тока на основе голоса
  3. Защита асинхронного двигателя от температуры и фазы
  4. Универсальное управление скоростью двигателя с помощью микроконтроллера
  5. Регулируемый 4-х квадрантный привод скорости для двигателей постоянного тока с последовательной обмоткой
  6. Двунаправленное вращение асинхронного двигателя с помощью устройства дистанционного управления
  7. Управление четырехквадрантным двигателем постоянного тока без использования микроконтроллера
  8. Синхронизация скорости нескольких двигателей на основе микроконтроллера
  9. Конструкция панели управления на основе ПЛК и SCADA для непрерывного мониторинга трехфазного асинхронного двигателя.
  10. Автоматический пускатель асинхронного двигателя на основе микроконтроллера с задержкой
  11. Запуск и защита асинхронного двигателя на основе ПЛК
  12. Управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя с использованием микроконтроллера и техники V / F
  13. Проектирование бесщеточного двигателя постоянного тока, используемого для системы электрической тяги
  14. Управление скоростью асинхронного двигателя на базе Android
  15. Регулировка скорости электродвигателя с переключаемым сопротивлением с помощью GA и ANFIS
  16. Беспроводное управление электродвигателем постоянного тока на основе DTMF
  17. Электродвигатель с переключаемым сопротивлением, используемый для гибридного электромобиля
  18. Управление скоростью электродвигателя BLDC с помощью дисплея об / мин
  19. Регулируемый Электронный таймер со звездообразным треугольником, используемый для маломощного асинхронного двигателя
  20. Обнаружение неисправности датчика в асинхронном двигателе с помощью преобразования DQ и контроллера нечеткой логики
  21. Регулируемый электронный таймер с использованием звездообразного треугольника для маломощного асинхронного двигателя
  22. На основе технологии Zigbee Защита от низкого напряжения n для двигателей с микроконтроллером
  23. Автоматический асинхронный двигатель с задержкой и микроконтроллером

Электротехнические проекты на основе силовой электроники для студентов инженерных специальностей

Список проектов силовой электроники для студентов-электротехников приведен ниже.

  1. Понижающий-повышающий преобразователь на базе микроконтроллера PIC
  2. Статические переключатели на основе тиристоров
  3. Полноволновой выпрямительный заряд батареи на основе
  4. Контроллер заряда от солнечной батареи на основе PIC
  5. Полноволновой выпрямитель на основе индуктивной нагрузки
  6. Система 9060 на базе микроконтроллера PIC 9060 Инвертор синусоидальной волны
  7. с однофазным интерфейсом с использованием Arduino
  8. Микроконтроллер PIC
  9. и генератор прямоугольных сигналов на базе SG3525
  10. Контроллер коэффициента мощности
  11. с использованием микроконтроллера PIC
  12. Инвертор синусоидальной волны
  13. с трехфазным интерфейсом с использованием Arduino
  14. Контроль угла зажигания в аналоговом устройстве Thyrirstor
  15. Измеритель коэффициента мощности на основе микроконтроллера PIC
  16. Контроль угла зажигания на тиристоре на основе микроконтроллера PIC
  17. Статический переключатель на базе микроконтроллера PIC и тиристора
  18. Устройство плавного пуска трехфазного асинхронного двигателя на базе микроконтроллера PIC
  19. Регулируемая ШИМ на основе PI Микроконтроллер C
  20. Space Vector PWM для 3-фазного драйвера двигателя
  21. Управление переменным током на базе тиристора и PIC-микроконтроллера
  22. PIC-микроконтроллер и бестрансформаторный инвертор на базе SG3525
  23. Прямоугольный инвертор с использованием PIC-микроконтроллера

Проекты для проектирования электрических датчиков

Студенты

Электротехнические проекты на основе датчиков для студентов инженерных специальностей перечислены ниже.

  1. Система оповещения о красном сигнале для поездов по беспроводной сети
  2. Автоматическая солнечная резак для травы
  3. Аутентификация в экзаменационном зале на основе отпечатка пальца
  4. Обнаружение плотности движения и регулировка сигнала с помощью IR
  5. Система контроля температуры в промышленности
  6. Промышленный переключатель нагрузки с сенсорным экраном
  7. Система оповещения о перегрузке в автоматическом лифте с микроконтроллером PIC
  8. Обнаружение пожара и газа для промышленной и домашней безопасности
  9. Обнаружение кражи предварительно оплаченного счетчика энергии
  10. Регулятор скорости вентилятора для вентилятора с регулируемой температурой
  11. Обнаружение движения транспортного средства с помощью автоматического отключения Функция в дневное время
  12. Автомобиль с электроприводом по беспроводной сети
  13. Управление скоростью в однофазном асинхронном двигателе
  14. Роботизированный автомобиль, обнаруживаемый ультразвуковым препятствием
  15. Управление скоростью бесщеточного двигателя постоянного тока с помощью RPM и PWM
  16. Обнаружение нарушения предела скорости на автомагистралях
  17. Контроль
  18. Автоматическая регулировка интенсивности света с помощью PIC
  19. Энергосбережение на основе LDR в системе управления уличным освещением
  20. Контроль уровня жидкости с помощью ультразвукового датчика
  21. Система автоматического открывания дверей на основе ИК-датчика
  22. Контроль температуры на основе цифрового датчика
  23. На основе ИК-датчика Бесконтактный тахометр

Таким образом, это электрические проекты для студентов инженерных специальностей, основанные на солнечной энергии, двигателях, автоматике, силовой электронике и т. Д.В этой статье рассматриваются 20 лучших инновационных идей в области электротехники в сравнении с различными областями применения и последние проекты в области электротехники с рефератами. эти проекты помогут студентам инженерных специальностей при выборе второстепенных / крупных проектов для своей проектной работы. Если вам нужна техническая помощь для реализации этих идей на практике или еще какие-то новые проектные идеи в области электротехники, вы можете оставить нам комментарий в разделе комментариев ниже.

(PDF) Использование студентами-электрониками домашних экспериментальных наборов для дистанционного обучения

15.Колас, Ф., де Санто, М., и Пьетросанто, А., «Работа в процессе — Виртуальная лаборатория электронной инженерии

Curricula», 34-я конференция ASEE / IEEE Frontiers in Education, T3C-22, Саванна, Джорджия, октябрь 20-23,

2004.

16. Ко, С.К., Чен, Б.М., Чен, С.Х., Рамакришнан, В., Чен, Р., Ху, С.Ю. и Чжуан, Ю., «Крупномасштабная сеть-

Лабораторный эксперимент с виртуальным осциллографом на основе

», Журнал технических наук и образования, 9 (2) 2000,

69-76.

17. Фернан Пирес, В., Соуза Мартинс, Л., Амарал, Т.Г., Марсал, Р., Родригес, Р., и Крисостомо, М.М.,

«Дистанционное обучение защиты энергосистемы на основе тестирования реле защиты. , ”IEEE Transactions on

Industrial Electronics 55 (6), 2008, 2433-2438.

18. Стейдли К. и Бачнак Р., «Разработка прототипа виртуальной лаборатории для дистанционной науки и

инженерного образования», ITHET 2005: 6-я Международная конференция по высшему образованию на основе информационных технологий

Образование и обучение, Хуан Долио, Доминиканская Республика, 7-9 июля 2005 г., T2B-1 — T2B-4.

19. Линдси, Э. и Гуд, М., «Влияние режимов доступа в лабораторию на результаты обучения», IEEE

Transactions on Education 48 (4), 2005, 619-631.

20. Фергюсон, К. и Флоранс, Дж. «Доступ в Интернет к гибкой производственной ячейке», Материалы Международного симпозиума

по производственным системам, Второй Всемирный производственный конгресс (Дарем, Великобритания),

Academic Press, 1999 , 25-30.

21. Лемкерт, С.Дж., Флоранс, Дж.R. «Соображения при разработке экспериментов с Интернетом в реальном времени

», Труды Первого Азиатско-Тихоокеанского форума по инженерному и технологическому образованию

(Мельбурн), Международный центр инженерного образования ЮНЕСКО, 1997 г., 303-306 .

22. Лемкерт, К. и Флоранс, Дж. «Лабораторные эксперименты с использованием Интернета в реальном времени для дистанционного обучения

студентов», Британский журнал образовательных технологий 33 (1), 2002, 99-102.

23.Лоу, Д., Мюррей, С., Линдсей, Э. и Лю, Д., «Развитие архитектур удаленных лабораторий для использования

новых Интернет-технологий», IEEE Transactions On Learning Technologies 2 (4), 2009, 289-294 .

24. Лонг, Дж. М., Флоранс, Дж. Р. и Джоорденс, М., «Использование домашних экспериментальных комплектов для студентов-заочников на курсах электроники первого курса

», Ежегодная конференция Американского общества инженерного образования

Труды, 2004 , сессия 2426.

25. Лонг, Дж. М. и Хартас, К. Дж., «Пакет для тестирования генератора сигналов переменного тока и ПК-осциллографа для дистанционных

студентов-электронщиков

», Материалы 4-го Глобального коллоквиума ASEE / AaeE 2005 г. по инженерному образованию

, Сидней, 26-30 сентября.

26. Лонг, Дж. М., Де Врис, Л. Л., Холл, Р. М., и Кузани, А. З., «Новый H.E.L.P. Комплект для преподавания практической электроники AC

студентам-заочникам », Труды 19-й ежегодной конференции Австралийской ассоциации инженерного образования

, редакторы Л.Манн, А. Томпсон и П. Ховард (Йепун, Австралия),

, 7-10 декабря 2008 г. (ISBN 1-921047-60-7).

27. Продукты Digitech, распространяемые в Австралии компанией Electus Distribution Pty / Ltd, Сильвервотер, Новый Южный Уэльс, веб-сайт:

www.electusdistribution.com.au.

28. PoLabs, Словения, веб-сайт: www.poscope.com; распространяется в Австралии компанией Electus Distribution.

29. Parallax, Inc., Роклин, Калифорния, http://www.parallax.com.

30. Линдси А., Прикладная робототехника с SumoBot, Parallax, 2005.

31. Палмер, С., и Брей, С.Л., «Стойкость и успеваемость студентов в кампусе и за его пределами», Engineering

Science and Education Journal 11 (2), 2002, 66-72.

32. МакГрат Д., «Инструмент привлекает студентов EE», EETimes, 24 сентября 2007 г., http://www.eetimes.com.

33. Миллард, Д., «Семинар — Повышение вовлеченности и интуиции студентов с помощью мобильной студии педагогики»,

38-я конференция ASEE / IEEE Frontiers in Education, WC3, Саратога-Спрингс, Нью-Йорк, 22-25 октября 2008 г.

34. Кларк, Р.Л. мл., Флауэрс, Г.Х., ДуЛиттл, П., Михан, К., Хендрикс, Р.В., «Работа в процессе — переход

Lab-in-a-Box (LiaB) в местный колледж» , »39-я конференция ASEE / IEEE Frontiers in Education

W1J, Сан-Антонио, Техас, 18–21 октября 2009 г.

35. Уоррен С. и Яо Дж.« Портативные кибер-лаборатории для образования в области электротехники. ”Труды ежегодной конференции Американского общества

инженерного образования, 2010 г., сессия 2156.

36. Яо, Дж., Лимберис, Л., Уоррен, С., «Работа в процессе — универсальная лабораторная модель для улучшения обучения в области электроники

, предлагаемая двумя университетами с разными учебными планами», 40-е заседание ASEE / IEEE Frontiers in Education

Conference F3C, Вашингтон, округ Колумбия, 27-30 октября 2010 г.

37. Хендрикс, Р. У. и Михан, К., Лаборатория в коробке: вводные эксперименты в электрических цепях, (Wiley) 2009.

Должен ли я изучать электротехнику в U.С.? Учеба и карьера в 2021 году

Развитие электротехники началось с небольших экспериментов с аккумуляторами и статическими зарядами.

Позже Майкл Фарадей, Андре-Мари Ампер, Чарльз Сименс, Томас Эдисон и Никола Тесла своими изобретениями вошли в историю в области электротехники. Сегодня электротехника присутствует практически повсюду вокруг нас.

Знаете ли вы, что каждый раз, когда вы используете какое-либо электронное устройство, за этим стоит тяжелая работа инженера-электрика? Вы используете свой смартфон, компьютер или разогреваете еду в микроволновой печи — все это стало возможным с помощью гениальных умов инженеров-электриков.

Бакалавр электротехники в США

Если бы вы были тем ребенком, который всегда хотел что-то исправить и которому было (и, вероятно, до сих пор) любопытно, как все работает, от телевизоров до компьютеров или даже автомобилей, тогда, возможно, вам стоит подумать об обучении степень бакалавра в области электротехники.

Чем занимаются инженеры-электрики?

Электротехника — это область исследований, которая занимается проектированием, разработкой, тестированием и контролем всего процесса производства электрического оборудования, устройств и систем, таких как электродвигатели, системы навигации и связи, оборудование для выработки электроэнергии и т. Д.

Этапы создания электрического устройства:

  • Определите, для чего предназначено новое устройство / система.
  • Спроектируйте все компоненты электроники, как правило, с помощью компьютера.
  • Создайте прототип, затем протестируйте его и исправьте возможные ошибки.

Однако работа инженера-электрика включает в себя гораздо больше, чем просто сидение в лаборатории и тестирование устройств в течение всего дня. Часто инженеры-электрики работают в команде, поддерживая контакт с клиентами, и в определенных подразделах инженерии (например,г. Power Generation) включают много полевых работ.

Бакалавриат в области электротехники в США

Вначале о главном. Прежде чем стать инженером-электриком, вам необходимо получить необходимую степень бакалавра. Найдите колледж или университет, который предлагает обучение в области электротехники.

Если вы закончили среднюю школу и рассматриваете электротехнику как специальность, вам лучше хорошо знать математику и физику, поскольку эта область в значительной степени зависит от этих предметов.

Учебная программа по электротехнике в США обычно занимает 4 года. Студенты могут рассчитывать на занятия по:

  • Логика и анализ цифровых схем
  • Сигналы и системы
  • Цифровая обработка сигналов
  • Компьютерное моделирование
  • Электромагнитная теория
  • Термодинамика
  • Расчет
  • Физика схем
  • Вы Вы также можете быстрее завершить свое образование, получив степень младшего специалиста, которая обычно занимает около двух лет и обеспечивает достаточную подготовку для начала работы инженером начального уровня в Штатах или за рубежом.

    Несмотря на то, что некоторые из них имеют профессиональный уклон, младшие ученые степени в области электротехники не фокусируются на специальности или специализации, они просто предлагают базовое понимание механики, схем и промышленных систем электротехники.

    Лучшие школы электротехники в США

    Согласно рейтингу US News Global University Ranking, это лучшие американские колледжи и университеты, дающие степени в области электротехники и электроники:

    Вы также можете ознакомиться с предложениями некоторых американских университетов онлайн Бакалавриат в области инженерии:

    Основные причины для изучения электротехники в США

    Решение изучать электротехнику (фактически, любую инженерную область) в США.С., скорее всего, окажется полезным как с точки зрения академического образования, так и с точки зрения возможностей будущей карьеры.

    Давайте рассмотрим некоторые из наиболее важных преимуществ изучения электротехники здесь:

    • В США более 345 университетов, утвержденных Советом по аккредитации в области инженерии и технологий (ABET), национальной организацией, которая обеспечивает стандартную компетенцию среди инженерных колледжей.
    • Соединенные Штаты являются мировым лидером в большинстве областей инженерии и технологий, включая исследования в обеих этих областях.Будучи студентом инженерного факультета в США, вы будете иметь доступ к самым передовым технологиям и исследовательским ресурсам и даже сможете встретиться и поработать вместе с ведущими профессионалами в области электротехники. Например, некоторые из нынешних студентов, обучающихся по программам бакалавриата по электротехнике, работают с Исследовательским центром НАСА.
    • Вы можете помочь в разработке некоторых из величайших изобретений, которые изменят наше будущее, например, летающую машину. Если вы думаете, что это слишком далеко в будущем, некоторые U.Компании S. уже начали свои исследования в этой области.
    • У выпускников много возможностей трудоустройства. Фактически, по данным Бюро статистики труда США, перспективы трудоустройства инженеров-электриков показывают прогнозируемое увеличение на 3% в период с 2019 по 2029 год.

    Самые высокооплачиваемые рабочие места в области электротехники в США

    Как и в любой другой области машиностроения, Выпускники электротехники имеют шанс найти высокооплачиваемую работу.

    Решите ли вы остаться в U.S. после того, как вы закончите учебу и сделаете карьеру здесь или предпочтете работать за границей, международный рынок труда очень многообещающий и полон предложений. Просто имейте в виду, что возможности карьерного роста и заработная плата увеличатся, если вы продолжите свое образование и получите степень магистра в области инженерии.

    Бакалавры в области электротехники в США

    Теперь давайте посмотрим на некоторые из самых высокооплачиваемых вакансий в области электротехники в Америке. Мы также включили несколько общих задач и обязанностей, чтобы вы лучше понимали, что подразумевает каждая работа:

    Техник-электрик — 44 700 долларов США в год

    • Диагностика, ремонт и обслуживание электрического оборудования и систем
    • Заказ и установить новые компоненты; замените неисправные компоненты и убедитесь, что они переработаны или утилизированы должным образом.
    • Изучите новые методы и инструменты для поиска и устранения неисправностей

    Инженер-электрик начального уровня — 73 300 долларов США в год

    • Проверьте спецификации электрического оборудования, чтобы убедиться в его совместимости
    • Ознакомьтесь с информацией от поставщиков и тестируйте различные компоненты, устройства и системы
    • Напишите подробные отчеты о вашей деятельности, выводах и выводах

    Доцент электротехники — 84 400 долларов США в год

    • Разработайте надлежащую учебную программу и план обучения по электротехнике на в соответствии с текущими потребностями студентов и требованиями рынка труда
    • Предоставлять академические консультации, репетиторство и общую поддержку студентам
    • Оценивать задания, тесты и успеваемость студентов

    Старший инженер-электрик — 90 300 долларов США в год

    • Разработка, модернизация е, тестировать и обслуживать электрические компоненты, системы и оборудование
    • Предоставлять наставничество новым ученикам и руководить другими (электрическими) инженерами
    • Проводить исследования и создавать подробные отчеты

    Менеджер по электротехнике — 115 200 долларов США в год

    • Управлять и контролировать всю электротехническую деятельность в различных организациях
    • Создание и обновление процедур, связанных с проектированием, тестированием, обслуживанием и безопасностью
    • Утверждение новых проектов, политик и компонентов

    В заключение, если вы хотите продолжить работу бывшие (и действующие) инженеры-электрики и помогают миллионам людей каждый день, создавая многие электрические компоненты в потребительских товарах, компьютерных системах, электростанциях и т. д., запускают двигатель и связываются с U.S. колледж или университет для получения степени бакалавра электротехники.

    Школа инженерии Массачусетского технологического института | »С каких проектов может начать шестиклассник, интересующийся электротехникой?

    С каких проектов может начать шестиклассник, интересующийся электротехникой?

    Это как раз подходящее время, чтобы начать изучать простые схемы и основы электричества и магнетизма…

    Сара Дженсен

    Какой ученик средней школы не увлечен гаджетами — внутренним устройством панели мигающих огней, как регулировать громкость зуммера, общаться с лучшими друзьями через рацию? Еще веселее, когда они могут занять тихий уголок в папиной мастерской и сами построить устройства и получить ценные знания в области физики и основных концепций электроники.

    Первый шаг — поиск в Google по запросу «комплекты электроники», — рекомендует Срини Девадас, профессор факультета электротехники и информатики Массачусетского технологического института. «Существуют тысячи комплектов, и у детей не должно возникнуть проблем с поиском того, который соответствует их интересам». Доступны расходные материалы и инструкции для всего, от телеграфов до фонариков и охранной сигнализации, включая документацию, объясняющую основы электроники и даже немного теории.

    Студенты могут также поощрять своих учителей к участию в таких инициативах, как «Мир в движении» (AWIM), предлагает Девадас.AWIM ориентирован на детей от детского сада до средней школы, предлагая практический опыт создания все более сложных устройств и возможность изучить основные инженерные принципы. Учебная программа средней школы AWIM включает в себя весь класс в создании гравитационных крейсеров, планеров и моторизованных игрушечных машинок, приобщая их к основным законам физики, движения, полета и электроники.

    Собственные детские эксперименты

    Девадаса положили начало его пожизненному увлечению электроникой и заложили основу для его карьеры в области компьютерного дизайна и архитектуры.Когда ему было 10 лет, он изучил книги принципиальных схем и следовал инструкциям по созданию своего первого устройства — аппарата, который автоматически включал и выключал лампочку. «Это научило меня резисторам, конденсаторам и напряжению», — говорит он. «Мне казалось волшебным, что мне не нужно включать и выключать свет вручную!»

    Более сложным проектом был AM-радио, проект, который включал разделение его аудионаушников на части для создания женского конца проводки, необходимой для замыкания электрической цепи.«Это тоже часть процесса обучения», — объясняет он. «Строя вещи, вы также развиваете навыки решения проблем. Как только вы поймете понятие схемы, вы сможете посмотреть на провода, с которыми вы работаете, и интуитивно понять, как соединить их вместе.

    «Понимание того, как работают простые схемы и основы электричества и магнетизма, относительно легко для шестиклассника», — говорит Девадас. «По мере того, как схемы становятся более сложными, появляются слои и уровни сложности, но как только вы усвоите основы, вы можете уверенно поднять свои навыки на новый уровень.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *