Опыты по электротехнике в домашних условиях: 7 увлекательных опытов для детей, эксперименты в домашних условиях

7 увлекательных опытов для детей, эксперименты в домашних условиях

Не все родители знают, что увлекательные опыты для детей, демонстрирующие эффектные физические явления и химические реакции, можно с легкостью провести дома: все необходимое для того, чтобы стать в глазах ребенка настоящим волшебником, найдется на любой кухне!

Наша подборка занимательных фокусов поможет вам в этом деле, но не забывайте: все научные опыты для детей должны быть подробно и понятно разъяснены, ведь их главная цель — помощь в познании окружающего мира.

7 увлекательных опытов для детей из серии «как сделать?»

1. Как приручить Лизуна (воспоминаем культовый фильм «Охотники за привидениями»)

Продукты и материалы:

• картофельный клубень
• сито
• миска
• тоник с хинином

Подготовка и проведение: Картофель измельчить и залить горячей водой на 10-15 минут, затем слить через сито для выпадения в осадок крахмала, оставить в миске только крахмал, сцедив воду (можно ее подкрасить для наглядности)

Через пару дней к высушенному крахмалу добавляем тоник и делаем «тесто»— субстанцию, способную сохранять консистенцию в ваших руках, но моментально растекающуюся, если перестать ее месить. Осветите ее ультрафиолетовой лампой!

Эффект: На первом этапе получена неньютоновская жидкость, способная твердеть и снова становиться жидкой

Из-за содержащегося в тонике хинина «тесто» начинает светиться — и это просто волшебно!

 

Как стать обладателем суперспособностей (наш герой — управляющий металлами Магнето)

Продукты и материалы:

• тонер для лазерного принтера (50 мл)
• много салфеток для уборки после опыта подсолнечное масло
• магнит

Подготовка и проведение: Засыпать тонер в емкость, добавить масло (2 ст. ложки), хорошо перемешать – вы сделали жидкость, способную реагировать на воздействие магнита

Эффект: Прикладываем магнит к емкости — и наблюдаем, как жидкость «ползет» по стенке. Также можно поместить волшебную каплю тонера на доску, и позволить ребенку управлять ею, передвигая магнит под доской.

 

Как сделать корову из молока (сделать жидкое твердым без заморозки — это ли не чудо!)

Продукты и материалы:

• уксус (ст. ложка)
• молоко (1 стакан)
• пищевой краситель

Подготовка и проведение: В горячее, но не кипящее молоко добавить уксус и активно перемешивать, наблюдая за выделением белка казеина

Получившиеся плотные белые сгустки отцедить, слегка просушить, размять и добавить краситель

Эффект: Выложите массу в подготовленную формочку или позвольте ребенку вылепить «корову» самому — и через 1-2 дня у вас будет готовая очень прочная гипоаллергенная фигурка.

Сегодня это лишь увлекательные эксперименты для детей — а до 30-х годов прошлого века именно так делали пуговицы, прочую фурнитуру и украшения!

 

Как выйти сухим из воды (изучаем понятие «гидрофобный»)

Продукты и материалы:

• песок (в идеале — цветной аквариумный)
• большая тарелка (противень)
• банка с большим отверстием, аквариум
• обувной спрей для защиты от воды

Подготовка и проведение: На противень высыпать песок, обработать его гидрофобным спреем, повторить процедуру несколько раз (перемешиваем и снова распыляем, чтобы все песчинки были обработаны). После высыхания собрать песок в любую емкость — подготовка завершена!

Эффект: Заполните водой просторную емкость и всыпайте туда же тонкой струйкой подготовленный «волшебный» песок: он опустится на дно, но не промокнет. Дети могут сами убедиться, достав песок со дна и увидев, как он рассыпается. Объясните, что песок не волшебный, а «гидрофобный»!

 

Как получить голограмму (вспоминаем «Звёздные войны»)

Продукты и материалы:

• бумага
• карандаш
• скотч
• коробка от CD
• канцелярский нож
• смартфон

Подготовка и проведение: На бумаге начертить трапецию со сторонами 1 см и 6 см, вырезать ее и по этой «выкройке», используя канцелярский нож, сделать 4 одинаковых заготовки из прозрачной части коробки; используя скотч, склеить из них усеченную пирамидку.

Эффект: Запускаем на смартфоне видео типа Pyramid Hologram Screen Up, ставим на экран воронку (узкой частью вниз) — и наслаждаемся голографическим изображением.

При желании можно найти видео с персонажами из легендарного сиквела и повторить выступление принцессы Леи!

 

• Как засекретить информацию (вспоминаем фильмы о Джеймсе Бонде)

Продукты и материалы:

• бумага
• кисточка
• ватный тампон
• йод
• рис

Подготовка и проведение: Отварить рис, слить отвар, обмакнуть в него кисточку и на бумаге написать «тайное послание». Дать бумаге высохнуть: слова по-прежнему не видны, секрет не раскрыт.

Эффект: Обмакиваем ватный тампон в йод и проводим им по сухой бумаге, хранящей тайну — и видим, как крахмальные буквы синеют. Это — результат химической реакции между йодом и крахмалом.

 

• Как управлять змеями (просто прикольный фокус — куда интереснее «вулканов» и «шипучек»!)

Продукты и материалы:

• уксус
• пищевая сода
• желейные конфеты «червячки»
• 2 стакана

Подготовка и проведение: В одном стакане сделать содовый раствор и погрузить в него разрезанных пополам вдоль «червячков» (чем они тоньше, тем зрелищнее опыт). Через 5 минут налить во второй стакан уксус и переместить в него червячков из первого стакана.

Эффект: При попадании «червячков» в уксус на их поверхности сразу же появляются пузырьки — результат реакции между щелочью (сода) и кислотой (уксус). Чем больше червячков оказываются во втором стакане, тем более бурной становится реакция — наконец, они сами станут «вылезать» из стакана. Это действительно очень весело!

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

Опыты с электричеством для детей

Электричество может показаться детям слишком скучным, если своевременно не продемонстрировать им наглядную сторону данных явлений. Они обладают особой визуализацией. Пока малыши не увидят этого, электрический ток будет для них невнятным нечто, опасным и невидимым. Естественно, что необходимо проводить всё собственными руками, а ребятню усадить в качестве благодарных зрителей. Эксперты блога «ПрофЭлектро» подобрали наиболее яркие опыты, позволяющие наглядно показать, до какой степени интересны окружающие нас физические явления. Мы специально определили наиболее безопасные варианты.

Наэлектризованные воздушные шарики

Статика также даёт возможность наслаждаться всеми прелестями электричества. Сфера является конденсатором, подобно нашей планете, а диэлектрический материал отлично накапливает заряд от трения. Чтобы сделать это, необходимо потереть шарик о голову детей. Волосы будут забавно стоять вертикально.

Также можно попробовать нарезать так называемую бумажную лапшу, подобную результатам работы уничтожителя документов. Она будет хорошо прилипать к поверхности.

Простейший электрический мотор

Для этого понадобится батарейка формата АА, магнит на базе неодима с диаметром не более корпуса элемента питания и легкая медная проволока. Чтобы создать вращение, нужно выгнуть проводник в виде сердца. Место, где сходятся две половинки, будет установлено на плюсовую часть. Минусовое плоское донышко нужно соединить с магнитом. Нижняя часть сердцевидной рамочки изгибается в виде двух полукругов с каждой стороны так, чтобы они немного не соприкасались между собой. Предварительно подготовьте ротор из проволоки, чтобы он хорошо держал равновесие. Дети придут в восторга, когда эта система будет вращаться вокруг своей оси. Скорость вращения напрямую зависит от соотношения мощности элемента питания и массы медной части. Поэтому определенно имеет смысл найти тонкую проволоку.

Движение будет продолжаться несколько дней.

Графит и светодиод

Постарайтесь запастись источником освещения, обладающим парой ножек. Он должен питаться от постоянного тока напряжением в 9В. Тогда можно будет провести очень впечатляющий эксперимент для маленьких зрителей. Вы просто рисуете какую-то фигурку на бумаге самым мягким простым карандашом так, чтобы на её концах оставалось свободное место под контакты батарейки, а на другом конце – под выходы светодиода. То есть фигурка должна быть нарисована двумя простыми линиями. Но нельзя давать им пересекаться, иначе вы получите воспламенение и короткое замыкание. Просто приложите к рисунку сначала батарейку, а затем светодиод. Очень забавно видеть, как работает цепь без проводов. Но старайтесь покупать именно карандаш 6М, потому что в более твердых версиях часто используется обыкновенный полимерный аналог графита.

Если есть мощный магнит

Попробуйте показать, как работают магнитные поля при помощи старого доброго опыта с металлической пылью или стружкой. Мелкие фрагменты будут выстраиваться в виде незамысловатых линий, точно показывающих распределение основных сил взаимодействия. Между парой мощных магнитов можно собрать цепочку из скрепок или гвоздей, а наличие большого количества экземпляров позволит построить целый город, рассыпающийся при удалении источника генерации постоянного магнитного поля. И не забудьте показать взаимное притяжение с отталкиванием при смене полюсов. Можно создать самостоятельно компас при помощи иголки.

Если фантазия иссякла

Сейчас имеется огромное количество различных игрушек на рынке, обладающих впечатляющим внешним видом только благодаря использованию элементарного электричества, но некоторые из них повторить дома практически не удастся. Вспомните хотя бы знаменитый плазменный шар. Он стоит недорого, зато можно дать детям управлять этими молниями при условии соблюдении необходимых мер безопасности. Устройство может служить в качестве светильника.

Также имеется бесконечное множество развлечений с магнитами. Они имеют также небольшую стоимость, обычно их относят в ассортименте к так называемым развивающим играм. Пояснить магнетизм на их примере значительно проще.

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.

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

4. 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.

2. 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

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

3. 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?

4. 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.

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

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 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. Посмотри.

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 электроэнергии, 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, в том числе 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

Аудиобуфер 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 построения 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: Питание плюс-минус 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, стена). 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 различных 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 может работать с нагрузками от 4 до 16 Ом. Коэффициент усиления каждого канала зафиксирован 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 при восстановлении питания после сбоя питания.

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

Синусоидальный инвертор мощностью 1 кВт

Инвертор обеспечивает резервное питание 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 схема инвертора, которая выдает 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. Этот проект предлагает схему, 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 — обнаружение неисправности и прерывание 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 переключение 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.

12 электротехнических проектов, которые впечатлят ваших учителей

Вам нужно произвести впечатление на ваших учителей, верно? Это единственный способ получить оценки — и, надеюсь, рекомендацию на первую работу или в аспирантуру.

В наши дни студенты инженерных специальностей должны найти творческие способы продемонстрировать свои знания в области проектирования, управления и обслуживания электрического оборудования, чтобы опережать своих сверстников.

Вот почему так важен электротехнический проект последнего года обучения, который выбирает студент-инженер. К счастью, у вас очень много возможностей. В наши дни речь может идти о чем угодно, от энергетики до робототехники.

Но теперь вам больше не нужно искать идеи. Мы собрали 12 лучших проектов в области электротехники, которые смогли найти, чтобы помочь вам сделать выбор.

Куда бы вы ни обратились, для вас найдется что-нибудь.

1. Продемонстрируйте свои навыки работы с GSM

Источник: EzEd / Youtube

Почему бы не использовать технологию, подходящую для повседневной жизни, например GSM?

GSM (Глобальная система мобильной связи) хорошо известна как телефоны.Но почему бы не использовать его для мониторинга и управления подстанциями?

В этом проекте вы покажете, как можно удаленно контролировать аспекты подстанции. Это может сэкономить драгоценное время и человеко-часы. Насколько было бы полезно, если бы такие параметры, как ток, напряжение, температура и выходная мощность, не нужно было измерять вручную?

Данные об этих функциях могут быть захвачены и отправлены через GSM. Затем контроллер может просмотреть данные и определить, необходимы ли регулировки в целях безопасности или функциональности.GSM также можно использовать для управления автоматическими выключателями и реле.

Похоже на то, что вы можете построить?

2. Берегите леса от пожаров

Источник: sckrepta / iStock

Да, ваши навыки также могут принести пользу окружающей среде. Этот проект представляет собой простую и необходимую систему, требующую определенного уровня знаний для обеспечения точности.

Дымовые и пожарные извещатели, которые можно размещать в лесу, могут быть связаны с электронной системой оповещения через связь Zigbee.Когда происходит пожар, органы власти, такие как пожарная служба, автоматически информируются, чтобы они могли быстро принять меры.

Если все сделано правильно, никаких человеческих действий не потребуется. Компьютер на базе приемопередатчика Zigbee может даже приводить в действие противопожарное оборудование из удаленного места.

Если вы любите природу, этот проект может быть для вас.

3. Давайте автоматизируем наши дома

В качестве альтернативы вы можете облегчить жизнь людям дома. За домашней автоматизацией, несомненно, будущее, почему бы не опередить конкурентов с этим проектом?

Через беспроводное соединение Bluetooth и интерактивное приложение для Android вы можете позволить людям управлять своими приборами удаленно.Для этого вам необходимо получить следующие права:

• Создать удобное приложение
• Создать микроконтроллер, который можно легко разместить на устройствах
• Разрешить смартфонам подключаться к приемникам на устройствах, обеспечивая при этом высокую скорость подключения

Домашняя автоматизация уже является частью наших домов. Вы могли бы помочь ускорить эту тенденцию.

4. Получите максимальную отдачу от солнечной энергии

Источник: LeoPatrizi / iStock

Использование солнечной энергии быстро растет, но есть еще много возможностей для улучшения.Большие солнечные панели устанавливаются в большом количестве, но одним ограничивающим фактором является необходимость того, чтобы панели двигались вместе с солнцем. Итак, что, если бы мы могли оптимизировать выходную мощность с меньшим количеством панелей?

Разработав систему MPPT (отслеживание точки максимальной мощности) для определения точки максимальной мощности, вы можете помочь людям оптимизировать свои системы.

Вам необходимо разработать алгоритмы управления преобразователем постоянного тока для управления выходным напряжением. Вы должны сосредоточить внимание на минимизации затрат на фотоэлектрические системы.Можете ли вы помочь людям сэкономить на солнечной энергии?

5. Управляйте трафиком

Источник : 1001slide / iStock

Вы можете внести свой вклад, чтобы минимизировать заторы на дорогах, с помощью системы управления движением. Вам нужно будет использовать ПЛК (программируемые логические контроллеры) и SCADA HMI.

Если вы правильно реализуете этот проект, вам необходимо разработать систему, которая может:

• Собирать данные о дорожном движении о различных оживленных местах и ​​перекрестках
• Анализировать данные
• Синхронизировать транспортный поток путем удаленного управления светофорами

Один еще один пример того, как проекты в области электротехники могут решать обычные проблемы общества, такие как экономия времени людей в дороге и, возможно, даже предотвращение несчастных случаев.

6. Углубите свое понимание энергопотребления и затрат

Источник: Мартин Прескотт / iStock

Другая идея — создать блок, ограничивающий штрафные санкции для промышленности.

Вам нужно будет разработать способ управления конденсаторами в соответствии со значениями коэффициента мощности. Этот коэффициент определяется ZVS (переключение при нулевом напряжении) и ZCS (переключение при нулевом токе). Цель состоит в том, чтобы, даже если коэффициент мощности стал низким, никаких потерь на подшипник не возникло, потому что вы подключаете в систему дополнительные конденсаторы, которые будут использоваться при необходимости.Потребность в этом на промышленных рынках огромна.

7. Управление скоростью

Источник: Akintevs / iStock

Если вы хотите, чтобы механический груз работал с определенной скоростью, это не должно быть угадайкой. Вы можете повысить точность с помощью замкнутой системы для бесщеточного двигателя постоянного тока. Закрытая система позволяет контролировать реальную скорость. При необходимости настройки могут быть выполнены с помощью сигналов ШИМ.

Правильный подход должен включать клавиатуру, позволяющую пользователю вводить желаемую скорость.Готовы ли вы к этому вызову?

8. Непревзойденная домашняя роскошь

Источник: gorodenkoff / iStock

Инженеры-электрики могут решать проблемы, но они также могут улучшать текущие инновации. Дома и офисы уже забиты устройствами, которые используют энергию, и разработка способов экономии энергии всегда будет полезной и востребованной.

Разработайте систему, которая включает свет, когда кто-то входит в комнату, и выключает, когда они уходят. Конечно, ваша система должна отслеживать количество людей, входящих и выходящих.Свет не должен отключаться, пока в комнате остаются люди.

Это можно сделать с помощью:

• ИК-светодиодных датчиков
• ИК-датчиков
• Микроконтроллеров
• Счетчиков

Теперь никому не нужно беспокоиться о том, чтобы забыть выключить свет.

9. Дома, управляемые Arduino

Источник: S-cphoto / iStock

Как насчет того, чтобы превратить вашу плату разработки Arduino в совершенный домашний блок управления? И все это можно сделать через телефон.

Еще раз, вам нужно создать удобный интерфейс и приложение. Это приложение должно будет обмениваться данными через Bluetooth с различными домашними функциями, такими как освещение и системы кондиционирования воздуха.

Наиболее важной частью является то, что плата Arduino должна иметь возможность управлять командами от пользователя. Он будет контролировать нагрузки, отправляемые на устройства, с помощью оптоизоляторов и устройств TRAIC.

Вы можете разработать его как свой последний годовой проект, а затем с удовольствием использовать его в собственном доме.Не забудьте включить настройки конфиденциальности для всех приложений.

10. Обеспечьте плавный пуск для лучших результатов

Источник : Ладислав Кубес / iStock

Трехфазный асинхронный двигатель может иметь дорогостоящие проблемы, если процедура запуска не проходит гладко. Можете ли вы придумать способ минимизировать эту проблему?

При более низком пусковом токе запуск автоматически будет более плавным и, следовательно, менее дорогостоящим. И это возможно. Все, что вам нужно:

• Кремниевые выпрямители
• Трехфазный асинхронный двигатель
• Блок управления

Спроектируйте систему так, чтобы тиристоры получали сигналы запуска от блока управления при каждом запуске двигателя.

Легко, правда?

11. Создание беспроводной системы передачи энергии

Источник : NevonProjects

Ваша следующая задача? Создайте устройство, которое может передавать энергию по беспроводной сети. Этот проект не такой сложный, как вы думаете. Конечное устройство будет передавать энергию по беспроводной сети вместо использования обычных медных кабелей и токоведущих проводов. Вам понадобятся:

• ВЧ трансформатор
• 2 катушки индуктивности
• Резисторы
• Конденсаторы
• Транзисторы
• Кабели и разъемы
• Диоды
• Печатные платы и макеты
Адаптер
• Кнопки
• Светодиодные кнопки
• Светодиодные кнопки
• Светодиодные кнопки
Switch

Первоначально концепция беспроводной передачи энергии была предложена Николой Тесла.После завершения он имеет множество приложений.

12. Совершенный солнечный инвертор

Источник: RossHelen / iStock

Для непосвященных солнечный микроинвертор — это стандартное устройство plug-and-play, которое используется в фотоэлектрической энергии. Он преобразует постоянный ток, генерируемый одним солнечным модулем, в переменный ток. Хотя вы можете использовать любую нормальную схему инвертора и подключить ее к солнечной панели. Если это похоже на то, что вас заинтересует, обязательно ознакомьтесь с проектом здесь.

Мы надеемся, что эти проекты помогут вам понять, что возможно, если вы примените свои электротехнические навыки. Другие проекты, посвященные обработке сигналов и проектированию схем, — отличные способы проверить свои навыки. Если вы хотите окунуться в мир Matlab Image Processing или Matlab Advanced Image Processing, обязательно остановитесь здесь.

И помните, что речь идет об использовании ваших навыков и знаний для решения больших и малых проблем.

Посмотрите эти замечательные проекты, сделанные своими руками.

Отчеты лаборатории электротехники — Информационный центр WAC

Написание лабораторного отчета — это и путешествие, и пункт назначения. Во время эксперимента вы выходите за рамки информации из учебника в тактильную среду. Здесь вы столкнетесь с неожиданными характеристиками устройств и концепций. По завершении эксперимента вы получите представление, проанализировав свои результаты. Проведение экспериментов и написание лабораторных отчетов позволяют получить практический опыт работы с инженерными концепциями и устройствами.

Лабораторный отчет — это отчет об эксперименте и том, что было обнаружено в ходе эксперимента. Обычно в лабораторных отчетах представлены данные, обсуждаются результаты и делаются выводы. Некоторые лабораторные отчеты также описывают эксперимент и выполняемые процедуры. Как студент, лабораторные эксперименты дадут вам практический опыт. Написание о своей работе в лаборатории заставляет вас логически думать о своих данных. Например, если вы получили неожиданные результаты лабораторного эксперимента, вы будете размышлять, почему вы получили эти результаты в отчете.

Записные книжки проекта

Блокноты

Project записывают ваши эксперименты и включают информацию о процедурах, которым вы следовали, и ваших выводах, а также об успехах и неудачах во время самого эксперимента. Блокноты также помогают запомнить детали эксперимента. Если с тех пор, как вы фактически завершили эксперимент, прошло несколько недель или месяцев, чтение записей с того времени при написании отчета поможет вам запомнить детали.

Аудитория

Читатели могут знать или не знать подробности лабораторного отчета.Не следует полагать, что они знают тест достаточно хорошо, чтобы заполнить пробелы в отчете, или что они знают что-нибудь о реальной лаборатории. Узнайте у своего инструктора, кто ваша аудитория. Чтобы помочь вам подробно описать свою лабораторию, предположим, что вы пишете для сверстника в своем классе, студента, который знает, что такое инструменты, но который не знает никаких деталей того, что вы делаете. Или предположим, что вы пишете для инженеров, которые будут использовать вашу информацию в проекте. Возможно, они не знакомы со всеми терминами, поэтому вам следует объяснить им условия лаборатории.

Типы лабораторных отчетов

Не все лабораторные работы требуют отчета. Фактически, иногда вы можете провести эксперимент и задокументировать только численные результаты. В других случаях вы подробно остановитесь на деталях эксперимента, официально представив процедуры, которым вы следовали, и оборудование, которое вы использовали.

Другой тип лабораторного отчета — это отчет по проекту. Отчет по проекту похож на отчет лаборатории тем, что они оба представляют данные. Однако разница между ними часто заключается в количестве передаваемой информации.Отчеты по проектам обычно документируют не только результаты. Всегда уточняйте у своего инструктора, какой тип отчета вам необходимо написать и какую информацию вы должны включить.

Лабораторные отчеты

Отчеты

Lab обычно охватывают более узкую область, чем отчеты по проектам. Например, вас могут попросить сообщить только ответы на уравнения или результаты конкретного эксперимента. Отчеты лаборатории, как и их название, отражают работу, выполненную в лаборатории. Формат лабораторного отчета может быть таким простым, как заполнение пустых строк на рабочем листе, или таким сложным, как написание полного отчета с рефератом, разделом процедур, разделом результатов, резюме и заключениями.Отчеты лаборатории обычно не содержат ссылок; однако, будучи студентом, вы можете обращаться к информации из своего учебника и лекций для некоторых отчетов.

Отчеты по проекту

Отчеты по проектам обычно охватывают более широкий круг вопросов, чем лабораторные отчеты. Другими словами, этот тип отчета дает более широкое понимание конкретной темы. Например, вместо того, чтобы сообщать только результаты эксперимента, отчет по проекту может содержать справочную информацию или альтернативные решения проблемы.Кроме того, отчет о проекте не обязательно документирует результаты эксперимента. Вместо этого он может описывать дизайн или концепцию. Поскольку отчеты по проектам дают «более широкую картину», они обычно включают ссылки.

Общий формат

Лабораторные отчеты, как и другие письменные формы, имеют организованный формат. Организация вашего отчета зависит от того, как отчет будет использоваться и какие заголовки ожидают найти ваши читатели. Например, в промышленности инженер, читающий отчет, может беспокоиться только о результатах теста, а не об используемых процедурах или оборудовании.С другой стороны, однокласснику в вашем классе, читающему ваш отчет, возможно, потребуется знать, какое оборудование вы использовали или как вы проводили тест.

Большинство лабораторных отчетов имеют общий формат. Однако вам может потребоваться использовать другие заголовки или представлять данные в другом порядке. Вам также может потребоваться включить или исключить конкретную информацию. Обязательно посоветуйтесь со своим инструктором, прежде чем использовать формат, изображенный здесь.

Титульная страница

Лабораторный отчет всегда должен включать заголовок, четко идентифицирующий лабораторию.Заголовок должен быть описательным и точным, но не многословным, многословным или слишком кратким. Обсуждения с несколькими преподавателями показывают, что не существует взаимосвязи между длиной или литературным качеством заголовка и качеством отчета. То есть длинный заголовок не отражает того, насколько хорош отчет.

Аннотация

Аннотация чрезвычайно важна, поскольку помогает читателям решить, что читать, а что пропустить. Идея аннотации состоит в том, чтобы дать читателям честную оценку содержания отчета, чтобы они могли быстро решить, стоит ли им тратить свое драгоценное время на чтение отчета.Этот раздел должен давать правдивое и краткое описание содержания отчета. Самая важная цель аннотации — дать кому-то возможность быстро составить представление о том, что написано в статье, и сделать суждение.

Аннотация — это краткое изложение вашего доклада. Его длина соответствует длине отчета. Так, например, если ваш отчет состоит из восьми страниц, вы не должны использовать в аннотации более 150 слов. Как правило, тезисы определяют цель лаборатории и выполняемые процедуры.Они также включают результаты лаборатории.

Введение

Во введении объясняется, почему вы проводите эксперимент и почему он полезен. Он устанавливает основу или обзор для остальной части отчета. Здесь вы также можете представить проблему, которую вы решаете, и резюмировать все связанные исследования.

Введение должно быть введением. Например, если вы собираетесь выступить с речью, возможно, вас представит церемониймейстер.Он или она назовет ваше имя, возможно, предоставит вашу предысторию, название того, о чем вы будете говорить, и, возможно, почему вы решили выступить с докладом. Введение в отчет работает точно так же.

Эксперимент

Под заголовком эксперимента вы должны описать каждый этап лабораторного теста. Здесь вы также можете задокументировать свои цели и шаги, предпринятые для их достижения. По сути, вы записываете все, что делали во время эксперимента.

В разделе экспериментов читателям рассказывается, чего вы хотели достичь (например, измерить напряжение в цепи), какие шаги вы предприняли для достижения своих целей, а также какие материалы и оборудование вы использовали для достижения своих целей.

Результаты

В результатах вы должны сообщить, что вы нашли. Здесь вы можете включать или не включать интерпретации данных. Некоторые читатели ожидают, что интерпретации или выводы будут выделены в отдельный заголовок. Посоветуйтесь со своим инструктором, что включать в свои результаты.

Раздел результатов документирует результаты теста. Здесь читатели узнают, что было измерено тестом с точными данными. Также могут быть включены расчеты или уравнения.

Обсуждение и выводы

Одна из целей раздела «Обсуждение и выводы» — прокомментировать результат того, что вы сделали.Вы также можете порассуждать о последствиях того, что вы обнаружили. Или даже о методах, которые вы использовали для получения результатов.

Обычно разделы «Обсуждение и заключение» демонстрируют, что было извлечено из эксперимента. Здесь подчеркивается то, что было достигнуто в понимании как из самого эксперимента, так и из любого базового чтения при подготовке отчета. Например, вы можете отметить, что использованная вами процедура была хорошим методом измерения емкости. Будучи студентом, вряд ли вы будете знакомы с таким количеством процедур, как практикующий инженер, но вы можете узнать о них, прочитав учебники и опубликованные отчеты.

Список литературы

Отчеты лаборатории

могут включать или не включать ссылки. Если вы используете информацию из учебника курса, цитируйте ее в качестве справки. Вы также должны процитировать любые стандарты IEEE, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. , использованные в вашем отчете. Посоветуйтесь со своим инструктором, чтобы определить, какой справочный стиль вам следует использовать.

Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, Inc.

Графика

Graphics предоставляет читателям иллюстрированную информацию.Как правило, графика предназначена для облегчения читателям понимания вашего отчета. Решение о том, когда вставлять графику, зависит от информации, которую вам нужно передать. Например, когда вы пишете отчет, вы обнаруживаете, что изо всех сил пытаетесь описать сложную концепцию. Уместить описание в несколько абзацев невозможно, поэтому вы решаете создать графику. Часто графика полезна, когда концепции, проекты или процессы слишком сложны или громоздки для описания в письменной или устной форме.

Перспективы лабораторных отчетов

В этом разделе вы узнаете, как инженеры-электрики думают о лабораторных отчетах.

Дерек Лайл, электротехника

С учетом вашей аудитории

«Когда вы пишете технический отчет, насколько вы предполагаете, что читатель знает? Я думаю, что обычно, если вы пишете, скажем, в IEEE Transactions — вам лучше предположить, что читатель — инженер-электрик.Он или она знает, что такое ом, что такое фарады, что такое конденсатор и что такое осциллограф. Но вы не должны предполагать, что он или она что-то знает об измерениях, которые вы проводите. «

Функция аннотации

«Важной частью умелого чтения, особенно при чтении технических материалов, является отделение плевел от пшеницы — поиск того, что важно потратить на чтение. Когда они читают техническую статью, большинство людей не пойдут в журнал , найдите газету, сядьте и прочитайте ее.Вместо этого они посмотрят на заголовок и решат, интересна статья или нет. Если это будет интересно, они перейдут к следующему шагу. Некоторые люди в этот момент будут читать аннотацию следующим, в то время как другие могут взглянуть на цифры, а затем взглянуть на аннотацию. Дело в том, что аннотация становится решающим фактором, принимающим решение о том, читать ли статью полностью или нет. Если аннотация выглядит интересной, читатели переходят к следующему этапу беглого просмотра статьи. Если это будет хорошо, они прочитают всю газету.Чтение всей статьи требует драгоценного времени. Реферат — это один из шагов к тому, чтобы уделять работе много времени. Главное помнить, что вы не пытаетесь заманить людей в ловушку для чтения газеты — от этого ничего не получится. «

Как читатели используют введение

«Когда я читаю отчет и после того, как я просмотрел аннотацию и решил, что отчет выглядит так, как будто я хотел бы прочитать, я, вероятно, посмотрю на раздел результатов. Если результаты будут интересными, то я» Вернусь, и я начну читать введение.Читая введение, я буду искать информацию о том, почему результаты эксперимента важны ».

Цель экспериментальной секции

«Самая важная цель этого раздела — четко и точно объяснить, что было сделано для получения результатов. Вам также необходимо сообщить вашим читателям точные процедуры, которым вы следовали, чтобы получить эти результаты. В некотором смысле это все равно, что сообщить ингредиенты для торта, не раскрывая шагов, необходимых для их объединения и выпечки.«

Составление раздела эффективных результатов

«Разделы о хороших результатах относятся к делу и действительно говорят о результатах. Они не уходят в сторону, обсуждая экспериментальные материалы снова, и так и должно быть. Вы не должны повторять информацию снова и снова. — кроме как напоминать читателю или помогать читателю следить за тем, что вы делаете. Тогда повторение разрешено. Читателю не нужно заполнять пробелы ».

Обсуждение и выводы: Организационные проблемы

«Иногда разделы обсуждения и заключения являются двумя отдельными разделами — у вас будет раздел обсуждения и раздел заключения.Мне лично они нравятся вместе, потому что раздел выводов иногда может стать немного искусственным и ничего особо не добавляет. Так что мне нравится объединять их вместе и оставлять только один заключительный раздел. «

Джон Махан, электротехника

Отчеты по проекту в сравнении с лабораторными отчетами

«Отчеты по проектам и лабораторные отчеты похожи на рецепты. Чтобы добиться успеха, вам нужно включить определенные ингредиенты. С отчетами по проектам на студентов возлагается больше ответственности, чем с отчетами по лабораторным работам.В конце концов, в отчете о проекте студентам не всегда говорят, как именно действовать. Им могут посоветовать решить эту проблему, вместо того, чтобы строить это устройство. Можно даже сказать, что отчеты по проектам больше похожи на дизайн-проекты, поскольку иногда они требуют от вас создания дизайна. «

Ценность лабораторной работы

«Я могу многому научиться, читая и слушая информацию, но есть что-то увлекательное в том, чтобы на самом деле выполнять лабораторные работы, создавать работающую электронную систему.Это уже не диаграмма в книге, а компоненты, собранные вместе… что-то, что я правильно соединил, и это работает! Это основной человеческий интерес! «

Информация о цитировании

Дон Ковальски. (1994-2021). Отчеты лаборатории электротехники. Информационный центр WAC. Государственный университет Колорадо. Доступно на https://wac.colostate.edu/resources/writing/guides/.

Информация об авторских правах

Авторские права © 1994-2021 Государственный университет Колорадо и / или авторы, разработчики и участники этого сайта.Некоторые материалы, представленные на этом сайте, используются с разрешения.

Адаптация к вызовам COVID-19: ЕЭК успешно переводит лаборатории в Интернет | Кафедра электротехники и вычислительной техники | Школа инженерии и прикладных наук

Лабораторные и практические эксперименты являются важными компонентами образования в области электротехники и компьютерной инженерии, поэтому, когда Университет Джорджа Вашингтона решил перенести осенние курсы в Интернет в ответ на пандемию COVID-19, Департамент электротехники и вычислительной техники (ECE) столкнулся с вызов.Как лучше всего подготовиться к онлайн-лабораторным и практическим экспериментам?

Как инженеры, мы привыкли сталкиваться с препятствиями и проблемами в исследованиях, а также находить решения с помощью исследований, настойчивости и настойчивости. Итак, мы подошли к этой задаче одинаково.

Мы быстро узнали, что доступны несколько платформ для онлайн-лабораторий: «удаленные лаборатории», специальное оборудование которых управляется через Интернет, «виртуальные лаборатории», использующие компьютерное моделирование, и «персональные лаборатории», которым требуются портативные устройства.

Изучив все варианты и поговорив с коллегами из отрасли и из других университетов, мы быстро поняли, что лучший вариант для получения практического опыта в области электротехники и компьютерной инженерии дома — это платформа для личных лабораторий. Благодаря недавним инновациям в портативных и компактных лабораторных устройствах платформа для персональных лабораторий превосходит классную лабораторию и превращает ее в домашний опыт.

Одним из таких компактных и портативных устройств является Analog Discovery 2 (AD2).Учитывая все проблемы, масштабность проекта и сжатые сроки, наша цель поначалу казалась недостижимой: лабораторные руководства нужно было полностью переписать для использования нового оборудования, а новые инструменты и комплекты нужно было определить, протестировать, купить. в большом количестве, отсортированы, упакованы и отправлены студентам — кроме этого, казалось, что невозможно будет получить оборудование AD2, необходимое для платформы персональных лабораторий до начала семестра, из-за высокого спроса на это и замедлить производство.

Но мы настояли и смогли решить все проблемы. После обращения в компанию-производителя AD2 мы получили подтверждение, что доставка до семестра гарантирована. Все лабораторные руководства были переписаны с четкими и простыми инструкциями для каждого эксперимента и проекта. Для каждого эксперимента были сняты высококачественные видеоролики, чтобы помочь студентам, которые, возможно, не смогут посетить лабораторию. Кроме того, был разработан интернет-портал, аналогичный порталам компаний электронной коммерции, чтобы студенты могли удаленно размещать заказ на оборудование, необходимое для их курсов, и предоставлять информацию о доставке и другую необходимую информацию.

После исследования и тестирования необходимых новых инструментов мы купили их, а затем упаковали и отправили нашим студентам. В осеннем семестре 10 000 резисторов нужно было аккуратно рассортировать по 80 упаковок. Точно так же нужно было отсортировать многие другие мелкие и большие части, чтобы создать пакеты, основанные на потребностях студентов. За осенний и весенний семестры ученикам 15 классов отправлено более 380 упаковок. В дополнение к оборудованию AD2, пакеты содержали смесь лабораторных комплектов деталей, лабораторных инструментов, портативных адаптеров переменного / постоянного напряжения переменного напряжения, цифровых мультиметров, Altera Boards DE2, микроконтроллеров STK500 и Basys3 FPGA.

Помимо обслуживания собственных студентов, кафедра также обслуживала студентов, использующих эти лаборатории, из кафедры биомедицинской инженерии и кафедры механической и аэрокосмической инженерии. Мы осуществляли доставку в большинство штатов США и на трех континентах почти в 15 стран.

Мы также создали виртуальную лабораторию ECE Virtual Lab, которая обеспечивает легкий доступ к программному обеспечению, доступному на лабораторных компьютерах ECE. Учащиеся, работающие в команде, также могут делиться экранами в реальном времени при использовании любого программного обеспечения в виртуальной лаборатории ECE.Точно так же курсы, в которых используется наша чистая комната, могут использовать программное обеспечение виртуальной производственной лаборатории под названием vFabLab, чтобы обучать студентов различным инструментам, доступным при производстве.

Что касается наших студентов, то они очень положительно отреагировали на изменения:

«Благодаря отделу GW ECE продолжить обучение в Интернете стало очень удобно и легко. Мне предоставили набор инструментов и AD2, которые дали мне все, чтобы добиться успеха в моих лабораториях. Вместо того, чтобы идти в лабораторию в определенное время недели, я мог начинать и завершать все свои эксперименты у себя дома, когда я хотел.”

—Мэттью Бек (студент ECE)

«Я знаю, что и я, и многие другие всегда благодарны отделу ECE за то, что лаборатория стала доступной и удивительной для обучения даже из дома. AD2 предлагал множество преимуществ, так как он предлагал студентам доступ к генератору волн, осциллографу, а также ко многим другим функциям в одном компактном устройстве ».

— Мария Депаскале (студентка бакалавриата ECE)

Электротехнические технологии | Центральный Пьемонт

Степень «Технологии электротехники» фокусируется на знаниях и навыках, связанных с установкой, обслуживанием, интеграцией и поиском и устранением неисправностей автоматизированных систем.

Что вы узнаете

Начиная с основ электротехники, в курсовой работе по электротехнике постепенно вводятся:

• Электроника
• Моделирование схем
• Токи постоянного и переменного тока
• Шаговые и серводвигатели
• Преобразователь частоты
• Основы твердотельного оборудования
• Цифровые концепции
• Программирование на C ++
• 2D компьютерное проектирование (CAD)
• Микропроцессоры
• Электроэнергетические системы
• Электрические машины, такие как трансформаторы и генераторы
• Управляющее оборудование, такое как программируемые логические контроллеры (ПЛК)

Вариант обучения на рабочем месте (кооператив) или сертификат промышленной безопасности позволит составить ваше резюме.Программа электротехнических технологий предназначена для развития персонала, чтобы вы могли напрямую работать в промышленности с этой степенью.

Выпускники могут использовать степень младшего специалиста по электротехнике, чтобы перейти на университетскую программу и получить степень бакалавра в области электротехники. Однако будут недостатки, и не все технические кредиты будут переведены. Если вы планируете продолжить обучение со степенью бакалавра (четыре года) в области электротехнических технологий, рассмотрите возможность получения степени младшего специалиста по технологиям электроники в Центральном Пьемонте по программе прикладных наук.

Цели программы

1. Выпускники будут обладать знаниями и навыками для работы на техническом уровне для региональных работодателей.
2. Выпускники будут иметь навыки, подтверждающие, что они будут трудоустроены в области, связанной с их программой. Сюда входят технические навыки, способность передавать техническую информацию в различных форматах и ​​навыки командной работы.
3. Работодатели будут довольны успеваемостью и образованием выпускников и будут готовы принять на работу будущих выпускников.
4. Выпускники смогут принять возрастающий уровень ответственности, изучая новые навыки и адаптируясь к меняющимся технологиям на рабочем месте.
5. Выпускники, решившие продолжить обучение по четырехлетней программе инженерных технологий, будут обладать навыками для удовлетворительной работы по таким программам.

Результаты учащихся

1. способность применять знания, методы, навыки и современные инструменты математики, естествознания, инженерии и технологий для решения четко определенных инженерных задач, соответствующих дисциплине
2. способность разрабатывать решения для четко определенных технических проблем и оказывать помощь в инженерном проектировании систем, компонентов или процессов, соответствующих дисциплине
3. способность применять письменную, устную и графическую коммуникацию в четко определенной технической и нетехнической среде, а также способность определять и использовать соответствующую техническую литературу
4. способность проводить стандартные тесты, измерения и эксперименты, а также анализировать и интерпретировать результаты
5. способность эффективно работать в качестве члена технической группы
6. ELN a: применение анализа и проектирования схем, компьютерного программирования, связанного программного обеспечения, аналоговой и цифровой электроники и микрокомпьютеров, а также технических стандартов для строительства, тестирования, эксплуатации и технического обслуживания электрических / электронных систем
7. ELN b: применение естественных наук и математики на уровне алгебры и тригонометрии или выше для создания, тестирования, эксплуатации и технического обслуживания электрических / электронных систем

Подать заявку

Почему выбирают Центральный Пьемонт

Программа электротехнических технологий аккредитована Комиссией по аккредитации инженерных технологий ABET (abet.org). Степень специалиста по прикладным наукам в области электротехнической технологии Центрального Пьемонта принимается в некоторых колледжах и университетах в качестве первых двух лет программы бакалавриата по инженерным технологиям. Наша программа была специально разработана для облегчения перехода для студентов, планирующих поступить на степень бакалавра в области электротехнических технологий UNC Charlotte, но ее также можно применить во многих других университетах. Наша учебная среда является домом для новейшего отраслевого оборудования и программного обеспечения, а также для квалифицированных инструкторов, которые привносят реальный опыт в классную комнату.Это мощное сочетание традиционного преподавания и практического обучения готовит наших студентов к трудоустройству в сегодняшней рабочей силе 21 века.

Образование в реальном мире

В Центральном Пьемонте ваше образование выходит за рамки того, что вы изучаете в классе. Мы предлагаем вам множество возможностей улучшить свое обучение — и завести друзей, пообщаться и заняться своими увлечениями — через клубы и организации, спорт, мероприятия и мероприятия, возможности лидерства, опыт работы, волонтерский опыт, изобразительное и исполнительское искусство и даже международный опыт.

Стажировки

Центральный Пьемонт предлагает обучение у местных деловых партнеров. С Apprenticeship 2000 у вас будет возможность:

• получить 6400 часов обучения производственным навыкам
• прирост 1600 часов обучения в колледже
• зарабатывают во время обучения
• получить бесплатный колледж и зарплату
• получить сертификат подмастерья Министерства труда (торговли)
• опыт двойного обучения — преподаватели в колледже / практические занятия в компании
• получить стипендию для поступления в дополнительный колледж для получения степени бакалавра искусств (разница в каждой компании)
• гарантированное трудоустройство после окончания учебы

Для получения дополнительной информации об ученичестве 2000 свяжитесь с Эриком Истоном в [email protected] или 704.330.2722, доб. 3181.

Знакомство с лабораторией наших студентов

Практические эксперименты, сотрудничество и практические занятия являются ключом к обучению наших студентов. Итак, этот год был особенным испытанием для нашего преподавательского состава. Руководящие принципы социального дистанцирования сократили возможности наших лабораторий более чем вдвое, а возможность блокировок и ограничений на поездки означала, что персоналу необходимо было полностью переосмыслить то, как они преподавали в этом году.

Преподавательскому составу необходимо было выяснить, как обеспечить наилучшее образование, достичь целей обучения и обеспечить учащимся равный доступ к учебным заведениям, где бы они ни находились. Наши ученые собрались вместе, проконсультировались с Институтом машиностроения и Институтом инженерии и технологий (IET), а также посоветовались с нашими сотрудниками технической службы, и так родился Бристольский «домашний лабораторный комплект».

Отправка тысяч лабораторных наборов по всему миру

Наборы для дома — не новость на нашем факультете; Студенты, изучающие электронику и электротехнику, могут брать напрокат комплект «лаборатория в портфеле» на несколько лет.Однако проблемы масштаба, безопасности и международной доставки означали, что эти комплекты были совершенно новым предложением.

Мы разослали 5 различных видов домашней утвари более чем 1250 студентам из Бристоля по различным нашим программам. Студенты получили комплекты по всему миру, включая Румынию, Бруней, Зимбабве, Бразилию и Маврикий!

Большой комплект

Самый большой комплект, как с точки зрения компонентов, так и количества получателей, был разослан всем студентам первого курса аэрокосмического, гражданского строительства, машиностроения и инженерного проектирования.Создание чего-то, что поддерживало бы принципы аэрокосмической, механической и гражданской инженерии, было захватывающим проектом, но он также соответствует все более междисциплинарному характеру инженерии.

Технические характеристики набора были точными, с множеством нестандартных компонентов и в общей сложности более 200 компонентов. Мы работаем с RS Components, которые помогли нам собрать комплекты и отправить их по всему миру в чрезвычайно сжатые сроки.

Высокотехнологичные и низкокачественные компоненты

Содержимое набора должно быть безопасным (как с точки зрения того, что можно делать дома, так и с точки зрения того, что может быть законно размещено по всему миру) с сочетанием высокотехнологичных и низкокачественных компонентов, чтобы студенты думали физически, а не физически. теоретическая область.Мы хотели побудить всех «пощупать» смесь простых экспериментов, которые будут проводиться в режиме реального времени, и долгосрочных проектов, которые будут выполняться вне формальных учебных занятий. Мы надеемся и поощряем, что учащиеся найдут время для самостоятельных игр и экспериментов. Вот несколько примеров предметов, включенных в «большие» наборы:

• Инструменты для инженерного рисования / карандаши
• Измерительные инструменты, такие как штангенциркуль, стальная линейка и мерные цилиндры
• Шарики из струны, медная проволока, малярная лента
• Электронное оборудование: макетная плата, микроконтроллер, серводвигатель, различные компоненты, кусачки
• Установка тензодатчика
• Lego для инженеров-механиков!

Самое приятное то, что эти комплекты были разработаны с расчетом на то, чтобы их хватило на весь срок обучения студента и за его пределами.И не исключено, что некоторые компоненты студенты останутся навсегда!

Примеры экспериментов с домашними наборами

Наборы

Bristol для дома используются для различных видов деятельности, но вот некоторые примеры:

• Расчет момента инерции с использованием простых предметов домашнего обихода, таких как консервная банка или рулон туалетной бумаги
• Программирование робота
• Прототип электроники (с использованием микроконтроллера / серводвигателя и т. Д.)
• Простой изгиб — измерение прогиба балки и сравнение с теорией
• Измерение деформации — расширение лаборатории простой гибки, но с использованием тензодатчиков, разработанных на основе компонентов комплекта

Что дальше?

Хотя в следующем сентябре мы, возможно, вернемся к нормальной жизни, мы увидели большие преимущества для студентов, имеющих эти комплекты и проводящих собственные эксперименты дома в этом году.Студенты должны быть независимыми и иметь больше возможностей быть творческими инженерами с доступом к собственному оборудованию. Поэтому мы изучаем возможность продолжения чего-то подобного в будущем и опираемся на успех того года, который был динамичным и вдохновляющим для практического обучения.

Карьера инженера-электрика | Обзор Princeton

Один день из жизни инженера-электрика

От радара до двигателей инженеры-электрики проектируют, внедряют, обслуживают и улучшают всю электронику, которую каждый использует каждый день.«Большинство EE любят говорить о технологиях, — сказал один из них, — и это замечательно». Многие инженеры приходят в профессию для интеллектуального стимулирования и, как правило, являются целеустремленными людьми, стремящимися найти баланс между конкуренцией и взаимной поддержкой. Более 85 процентов опрошенных нами ИП назвали взаимодействие со своими сверстниками самым положительным аспектом своей профессии. Ежедневные занятия включают изучение технических руководств, статей и других публикаций; проектирование, испытание и сборка устройств; и написание отчетов и отслеживание различных заданий.Компьютерные навыки необходимы. Более 40 процентов времени тратится на встречи, работу над стратегическим планированием и отслеживание проектов. Интенсивность межличностного общения может сбивать с толку многих проектно-ориентированных инженеров; более 15 процентов вновь нанятых ИП проходят курсы повышения квалификации или написания текстов на собственном предприятии. Контакты между профессионалами и клиентами нечасты. Это чувство изоляции «проект от продукта» действительно кажется ценным. Помимо разработки и создания новых схем для телевизоров, видеомагнитофонов, игровых автоматов или стереооборудования, инженеры с творческими инстинктами обычно стекаются в более эзотерические, недоказанные области, такие как передовые медицинские технологии и HDTV.Специализация важна и происходит быстро, поскольку инженеры переходят в такие области, как квантовая электроника, акустика, обработка сигналов и сегнетоэлектрики. ЭЭ должны иметь терпение; средний промежуток времени от дизайна продукта до размещения на полке — два года.

Paying Your Dues

Степень бакалавра в области электротехники будет достаточной для большинства должностей начального уровня, таких как тестировщик и сборщик данных, но степень магистра наук. или Ph.D. будет необходимо тем, кто намерен развиваться дальше.Курсовая работа включает физику, химию, немного биологии, тяжелую математику и статистику. Оборонная промышленность обеспечивает значительную часть рынка труда для начинающих инженеров-электриков, поэтому может потребоваться прохождение проверки безопасности. Авиационная промышленность предоставляет еще один значительный сегмент рабочих мест. Кандидаты должны быть знакомы с производством, тестированием и сборкой электронных компонентов, общими методами и средствами передачи энергии и, если возможно, компьютерным электронным моделированием. Начинающие EE, которые хотят работать в крупных корпорациях, должны быть готовы следовать уже установленным процедурам и протоколам.Некоторые из самых захватывающих и революционных инноваций исходят от небольших компаний.

Настоящее и будущее

Двадцатый век — век информации, который во многом стал возможен благодаря инженерам-электрикам. Наука в том виде, в каком мы ее сейчас представляем, по существу началась с изобретения микрочипа в 1960-х годах, что привело к созданию современного персонального компьютера. На протяжении 1970-х годов большинство крупных достижений в области энергоэффективности явилось результатом исследований, спонсируемых оборонной промышленностью, но в последние годы эта тенденция, похоже, изменилась, и наиболее значительные достижения были получены в отрасли бытовой электроники, особенно в компьютерном секторе.Разработка продукта все больше и больше связана с использованием микрочипа. По оценкам, из 17 миллиардов долларов, ежегодно расходуемых в США на исследования и разработки, более 7 миллиардов долларов так или иначе связаны с работой инженеров-электриков.

---

Качество жизни

НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ

«Из сковороды в огонь», — сказали двое наших респондентов о своих первых годах работы в электротехнике.Заработная плата разумная, но недавние выпускники, привыкшие к гибким дедлайнам и уступчивым профессорам, находят этот переход неприятным. Около 20% меняют работу в первые три года, пытаясь найти соответствие своему личному стилю работы. Работа строго контролируется и разобщена; ожидайте, что вы не сможете отличиться в течение первых двух лет, так как вы будете погружены в детали моделирования, компьютерного анализа и черчения.

---

ПЯТЬ ЛЕТ

Специализация длится от третьего до пятого года обучения.Многие переходят из области «помощник» в область «проектировщика» или «отдела контроля качества». Повышаются зарплата и ответственность. Корпоративная игра имеет решающее значение для сотрудников крупных компаний. Контакты, установленные на ранней стадии, очень важны для тех, кто хочет самостоятельно создавать стартап-компании. Всего десять процентов меняют профессию в отрасли, если есть хотя бы отдаленный шанс на продвижение в нынешней фирме.