Комплект для демонстрации и изучения электромагнетизма

Практические работы

Комплект для демонстрации и изучения электромагнетизма позволяет провести 38 практических работ по основным разделам электричества, магнетизма и электромагнитных явлений.

Перечень практических работ

1. Модель биметаллического предохранителя;
2. Биметаллический термостат;
3. Биметаллический пожарный извещатель;
4. Мощность электрического двигателя;
5. Магнитное поле электрического тока;
6. Магнитное поле катушки;
7. Магнитоуправляемый переключатель;
8. Реле;
9. Реле с нормально разомкнутым и нормально замкнутым контактами;
10. Саморазмыкающаяся электрическая цепь;
11. Зуммер переменного тока;
12. Модель магнитного предохранителя;
13. Механическое действие электрического тока;
14. Сила Лоренца;
15. Принцип действия электрического двигателя;
16. Модель электрического двигателя;
17. Двигатель постоянного тока;
18. Модель электроизмерительного прибора с подвижным железным элементом;
19. Электромагнитная индукция;
20. Индукционная электродвижущая сила;
21. Принцип действия генератора;
22. Генератор переменного тока с внутренними полюсами;
23. Генератор переменного тока с внешними полюсами;
24. Генератор постоянного тока;
25. Генератор с электромагнитом;
26. Генератор с внутренними полюсами и электромагнитом;
27. Индукция при постоянном токе;
28. Трансформатор;
29. Трансформатор с коэффициентом трансформации 1:1;
30. Ненагруженный трансформатор;
31. Трансформация силы тока;
32. Катушка в цепи постоянного тока;
33. Импульсы напряжения при размыкании цепи вследствие самоиндукции;
34. Правило Ленца;
35. Тормозящее действие самоиндукции;
36. Катушка в цепи переменного тока;
37. Индуктивное сопротивление катушки;
38. Активное сопротивление и индуктивность в цепи переменного тока.

Тематические блоки

Практические работы объединены в пять тематических блоков:

• «Превращение электрической энергии в тепловую»;
• «Работа и мощность»;
• «Электромагнетизм»;
• «Превращение электрической энергии в кинетическую»;
• «Электромагнитная индукция».

Превращение электрической энергии в тепловую

Работы данного блока знакомят учащихся с тепловым действием электрического тока и практическим применением биметаллических элементов.

Учащиеся исследуют принципы действия тепловой защиты, термостатов и устройств сигнализации, основанных на изменении формы биметаллической пластины при нагревании.

Работа и мощность

Тематический блок посвящён исследованию энергетических характеристик электрического двигателя.

Практическая работа помогает установить связь между электрической энергией, механической работой и мощностью электромеханического устройства.

Электромагнетизм

Работы данного блока позволяют изучать магнитное действие электрического тока, магнитное поле катушки и принципы работы электромагнитных устройств.

Учащиеся знакомятся с устройством реле, магнитоуправляемых переключателей, саморазмыкающихся цепей, зуммеров и магнитных защитных элементов.

Превращение электрической энергии в кинетическую

Блок посвящён механическому действию электрического тока и преобразованию электрической энергии в движение.

Практические работы помогают изучить силу Лоренца, принцип действия электрического двигателя, двигатель постоянного тока и устройство электроизмерительных приборов электромагнитной системы.

Электромагнитная индукция

Наиболее крупный тематический блок посвящён возникновению индукционного напряжения, работе генераторов и трансформаторов, а также явлениям самоиндукции.

Учащиеся исследуют различные конструкции генераторов, работу катушек в цепях постоянного и переменного тока, правило Ленца, индуктивное сопротивление и особенности передачи электрической энергии с помощью трансформатора.

Организация занятий

Комплект подходит для демонстрационных опытов преподавателя, индивидуальной работы учащихся и занятий в малых группах.

Во время практических работ учащиеся собирают электрические и электромагнитные установки, проводят наблюдения и измерения, сравнивают результаты и формулируют выводы.

Образовательные результаты

Выполнение практических работ способствует развитию:

• Понимания взаимосвязи электрических и магнитных явлений;
• Навыков чтения и сборки электрических схем;
• Представлений о магнитном поле проводника и катушки с током;
• Понимания принципов работы электромагнита и реле;
• Знаний об устройстве электрических двигателей и генераторов;
• Понимания явления электромагнитной индукции;
• Представлений о работе трансформатора и самоиндукции;
• Навыков проведения наблюдений и электрических измерений;
• Умения анализировать экспериментальные результаты;
• Экспериментального, инженерного и аналитического мышления.

Методическое сопровождение

В комплект входит руководство на русском языке с описанием 38 практических работ.

Подробные схемы соединений, последовательность выполнения экспериментов, параметры измерений и рекомендации по обработке результатов представлены в методическом руководстве.

Состав набора

Комплект для демонстрации и изучения электромагнетизма включает оборудование базового набора для проведения 38 практических работ, а также дополнительные элементы, предусмотренные техническим заданием. Компоненты предназначены для сборки электрических и электромагнитных установок, изучения теплового действия тока, работы электродвигателей, генераторов, реле, трансформаторов и явления электромагнитной индукции.

Катушки, сердечники и магнитопроводы

• Прямоугольная железная рама — 1 шт.;
• Сплошной железный сердечник длиной 50 мм — 1 шт.;
• U-образный и I-образный сердечники из электротехнической стали с зажимным приспособлением — 1 комплект;
• Катушка на 800 витков, синяя — 1 шт.;
• Катушка на 2 × 800 витков, красная — 1 шт.;
• Корпусированный модуль для катушки на 800 витков — 1 шт.;
• Корпусированный модуль для катушки на 2 × 800 витков — 1 шт.;
• Подвижная катушка с указателем — 1 шт.;
• Полюсная пластина размером 60 × 25 мм — 2 шт.

Элементы электродвигателя и генератора

• Корпусированный экспериментальный двигатель с намоточным барабаном — 1 шт.;
• Щётка для двигателя и генератора — 2 шт.;
• Коммутаторный диск — 1 шт.;
• Диск с контактными кольцами — 1 шт.;
• Вращающийся держатель магнита — 1 шт.;
• Подшипниковый штифт — 2 шт.;
• Сменный модуль с шарикоподшипником — 1 шт.;
• Раскачивающийся проводник — 1 шт.

Корпусированные электрические модули

• Корпусированный модуль с нагревательной спиралью — 1 шт.;
• Корпусированный модуль с неоновой лампой — 1 шт.;
• Корпусированный кнопочный выключатель — 1 шт.;
• Контактный штырь — 3 шт.;
• Штырь с электрическими контактами — 3 шт.

Оборудование для сборки электрозвонка

• Молоток электрозвонка с разъёмом диаметром 4 мм, длиной от 250 до 300 мм — 1 шт.;
• Чашка электрозвонка с разъёмом диаметром 4 мм, диаметр чаши не менее 70 мм — 1 шт.;
• Крепление для двух батарей — 1 шт.

Тепловые и упругие элементы

• Демонстрационная биметаллическая пластина размером 160 × 20 мм — 1 шт.;
• Плоская стальная пружина размером 160 × 20 мм, толщиной 0,2 мм — 1 шт.;
• Плоская латунная пружина размером 160 × 15 мм — 1 шт.;
• Нагревательная спираль — 1 шт.

Материалы для исследования электрической проводимости

• Набор электродных пластинок — 1 комплект;
• Набор проводников и диэлектриков — 1 комплект.

Контактная система и соединительные принадлежности

• 96-полюсная контактная шина для подключения элементов — 1 шт.;
• Набор соединительных проводов — 1 комплект.

Конструкция учебных элементов

Корпусированные модули изготовлены из пластика. На поверхности элементов нанесены условные обозначения соответствующих компонентов электрической цепи.

Такое исполнение позволяет сопоставлять собранную экспериментальную установку с её электрической схемой, быстро распознавать элементы и наглядно прослеживать соединения между ними.

Хранение и методическое сопровождение

• Защитный ложемент с индивидуальными местами для оборудования — 1 шт.;
• Прочный пластиковый ящик с крышкой — 1 шт.;
• Руководство по эксплуатации на русском языке — 1 шт.;
• Методическое руководство на русском языке с описанием 38 практических работ — 1 шт.

Все элементы размещаются в защитном ложементе, который облегчает проверку комплектности, подготовку оборудования к занятиям и организованное хранение после завершения практических работ.

Техническое задание №1

Учебное оборудование: комплект для демонстрации и изучения электромагнетизма.

Комплект предназначен для проведения экспериментальных работ по изучению основ электричества и магнетизма.

Комплект должен обеспечивать возможность проведения не менее 5 экспериментов:

• Блок: «Превращение электрической энергии в тепловую»;
• Блок: «Работа и мощность»;
• Блок: «Электромагнетизм»;
• Блок: «Превращение электрической энергии в кинетическую»;
• Блок: «Электромагнитная индукция».

Материал: пластик.

Корпус: литой.

Наличие: изображения символа электрического компонента на поверхности корпуса.

Состав комплекта:

• Прямоугольная железная рама;
• Сердечник;
• Катушка тип 1;
• Катушка тип 2;
• Катушка подвижная с указателем;
• Раскачивающийся проводник;
• Сменный модуль с шарикоподшипником;
• Штырь с контактами — не менее 3 шт.;
• Молоток электрозвонка с 4-мм разъёмом, длина от 250 до 300 мм;
• Чашка звонка с 4-мм разъёмом, диаметр чаши звонка — не менее 70 мм;
• Крепление для двух батарей;
• Нагревательная спираль;
• Плоская стальная пружина, толщина — не менее 0,2 мм;
• Набор электродных пластинок;
• Набор проводников и диэлектриков;
• Демонстрационная биметаллическая пластина;
• 96-полюсная контактная шина (гнездо) для подключения элементов;
• Ящик для хранения с крышкой;
• Руководство по эксплуатации.