Преобразователь высоковольтный школьный разряд 1 инструкция
Обновлено: 04.07.2024
Лабораторная работа №18. Электростатика Инструкция по выполнению работы
Задание 2. Изучите по описаниям и инструкциям следующие приборы:
весы чувствительные с принадлежностями;
электрометры с принадлежностями;
сетка металлическая с бумажными листочками;
прибор для демонстрации спектров электрического поля (султаны)
Задание 3. Разработайте принципиальные схемы и смонтируйте с помощью имеющихся приборов экспериментальные установки для следующих опытов:
б) через влияние (посредством электростатической индукции);
2) взаимодействие заряженных тел:
а) заряженного и незаряженного;
б) одноименно заряженных;
в) разноименно заряженных;
4) моделирование силовых линий электрического поля;
5) распределение заряда на поверхности проводника;
6) введение понятия электроемкости;
7) исследование электроемкости плоского конденсатора.
Задание 4. Подготовьтесь к проведению экспериментов с собранными ЭУ по следующему плану:
Разработка метода эксперимента;
Проектирование и конструирование ЭУ (или описание готовой ЭУ);
Составление плана проведения эксперимента;
Анализ полученных результатов;
Формулирование вывода из опыта;
Формулирование эмпирического вывода;
Задание 5. Подготовьте письменный отчет по выполнению лабораторной работы, включив в него:
Название работы; Цель работы;
Результаты выполнения задания №1 в форме таблицы:
Краткое описание приборов, используемых в работе, в форме таблицы:
Название и рисунок прибора
Эксплуатационные характеристики и особенности (кратко)
Описание экспериментов по указанному в задании 4 плану с рисунками ЭУ.
Описания приборов, используемых в теме
Весы чувствительные с принадлежностями (рис.1) предназначены для измерения малых сил в опытах по аэродинамике, электростатике, электромагнетизму и пр.
Весы представляют собой неравноплечий рычаг 1, вращающийся вокруг оси 2, снабженный справа противовесом 3, который вращением можно перемещать по винтовой резьбе. На рамке 4 нанесена шкала из 30 делений. С тыльной стороны рамки можно ввинчивать стальной стержень, служащий для удобства установки-прибора на штативе. На оси рычага имеется блок, в котором снизу сделано гнездо. В гнездо можно вставлять держатель (проволоку), который стопорится винтом 5. Вдоль стрелки рычага перемещаются грузики (рейтеры) в виде изогнутой пластины массой от 0,1 до 1 г, что позволяет уравновешивать силу, действующую на тело с держателем.
В комплект весов входят тела разной формы (для изучения законов аэродинамики) и одинаковые металлические шарики, служащие для изучения электрического взаимодействия. Шарики укреплены на изолирующих стержнях с проволочными держателями.
Перед началом работы на стрелку прибора устанавливают соответствующий рейтер у нулевого деления, а затем вращением противовеса уравновешивают ве
сы, проверяя состояние равновесия по совпадению конца рычага стрелки с указателем на рамке.
Электрометры с принадлежностями (рис.2) служат для измерения разности потенциалов, обнаружения электрически заряженных тел и определения рода заряда.
Промышленность выпускает комплекты, в которые входят два электрометра, три полых шара, два из которых имеют одинаковые размеры, два диска, два острия, проводник с изолирующей ручкой и пробный шарик с изолирующей ручкой.
Электрометр представляет собой металлический цилиндрический застекленный корпус, закрепленный на подставке. Сверху через изолирующую втулку пропущена металлическая трубка, на нижнем конце которой смонтирован стержень с легкоподвижной стрелкой. Рядом с втулкой смонтирован арретир (проволочный рычаг), с помощью которого можно застопорить стрелку на период хранения и транспортировки. Внизу внутри корпуса имеется шкала, а снаружи - зажим. Шары и диски можно устанавливать на верхнем конце трубки электрометра. Каждое острие может быть установлено в специальном гнезде большого шара.
Конденсатор разборный (электрофор) (рис.3) предназначен для получения электрических зарядов путем электростатической индукции, а также для демонстрации опытов при изучении устройства и действия конденсатора и проведения опытов по электростатике.
Прибор состоит из двух металлических дисков со съемными изолирующими ручками, которые можно устанавливать на подставке со специальными пазами. Между дисками помещается пластина из диэлектрика (оргстекла).
Применяя прибор, можно продемонстрировать разные опыты: по электризации тел, исследования электроемкости плоского конденсатора и др.
Чтобы продемонстрировать электризацию тел, поступают следующим образом. Пластину из диэлектрика кладут на стол и натирают мехом (сукном, куском бумаги) быстрыми движениями руки в течение 10—20 с. При этом на пластине образуется отрицательный заряд. Держа за изолирующую ручку, диск кладут на пластину. На поверхности диска, обращенной к пластине, индуцируется положительный заряд, а на внешней поверхности —отрицательный. Не снимая диска с пластины, пальцем касаются внешней поверхности диска. Убрав палец, поднимают диск за изолирующую ручку. Диск оказывается заряженным положительно. Заряженный диск можно применить для электризации других тел.
Прибор для демонстрации спектров электрического поля ПДС (рис.4) состоит из прозрачной ванночки, укрепленной в корпусе. На корпусе смонтированы два универсальных зажима, соединенные с контактными пластинами. Прилагаемые к прибору электроды устанавливают так, что они одним концом опираются на контактные пластины. Другой конец электрода с фигурным проводником опускают в ванну.
Рис.5
При работе с преобразователем необходимо соблюдать следующие условия техники безопасности: запрещается касаться высоковольтных элементов схемы; место работы с преобразователем следует содержать в чистоте, там не должны находиться посторонние предметы, которые могут привести к случайным соприкосновениям с элементами, имеющими высокий потенциал.
Машина электрофорная (рис.6, рис.7) служит для получения больших зарядов и высоких разностей потенциалов. На рис. 6 и 7 показаны соответственно ее внешний вид и схема, поясняющая принцип действия машины.
Основными частями машины являются два диэлектрических диска 1 (см. рис. 6) с нанесенными на их поверхность станиолевыми наклейками, два конденсатора 2 в виде лейденских банок, две пары щеток 5, соединенных между собой попарно проводящими стержнями, и два токосъемника 6, которые имеют электрический контакт с конденсаторами и разрядниками 4. Внешние обкладки конденсаторов соединены перемычкой 3. Кроме того, имеется механизм, с помощью которого диски можно привести во вращение в противоположных направлениях. Все детали на стойках закреплены на подставке.
Токосъемник представляет собой металлическую дугу, охватывающую оба диска. На поверхности дуги, обращенной к дискам, закреплены пучки тонких проволочек, концы которых располагаются вблизи поверхности дисков, не касаясь их. Действие токосъемника основано на эффекте стекания заряда с острия.
Машина работает следующим образом. Предположим, что на наклейке а (см. рис.7) оказался небольшой отрицательный заряд. Этот заряд, действуя индуктивно на стержень rs, заряжает наклейку a' положительно. Когда наклейка а', вращаясь, как показывает стрелка, достигает положения b', эта наклейка, воздействуя индуктивно через щетку на стержень r's', зарядит отрицательно наклейку b. Отсюда ясно, что все наклейки на верхней части внутреннего круга (т. е. верхней части переднего диска), проходя мимо щетки r, получат положительные заряды, а все наклейки верхней части внешнего круга (заднего диска), проходя мимо щетки s', получат отрицательные заряды. Подобным образом на нижней половине дисков все наклейки внутреннего круга (ближнего диска), проходя мимо щетки s, получают отрицательные заряды, а наклейки внешнего, проходя щетку s', получают положительные заряды. Когда положительные заряды на наклейках ближнего и дальнего диска оказываются напротив токосъемника c, они переходят на пластину конденсатора L и соединенный с ней разрядник, заряжая их положительно. Такой же процесс идет на противоположной стороне, где снимаются отрицательные заряды.
Когда проскакивает искра, конденсаторы и соединенная с ними система проводников разряжаются, и процесс начинается сначала. Чтобы машина работала нормально, необходимо следить за положением стержней со щетками. Угол между горизон талью и стержнем должен быть близок к 45°. (Угол наклона стержня отмеряют от горизонтали по направлению вращения диска, по которому скользят его щетки.) Оба стержня при этом будут скрещиваться под углом в 90°.
Если по какой-то причине на разрядниках приведенной в действие машины заряды не появляются, то бывает достаточно поднести наэлектризованную палочку к верхней части вращающихся дисков и машина заработает в обычном режиме.
Следует помнить, что прикосновение к разрядникам работающей машины оказывает неприятное психофизиологическое воздействие на организм. Поэтому, если по ходу опыта нужно изменить положение разрядников, прикасаться можно только к их изолирующим ручкам, а сразу после демонстрации снять с них оставшийся заряд, замкнув накоротко.
Сетка металлическая с бумажными листочкам (рис.8) служит для демонстрации опытов по распределению электрического заряда на поверхности проводника в зависимости от поверхности. Состоит из гибкой металлической сетки на стойках. На сетку прикреплены с обеих сторон легкие бумажные листочки.
Маятники электростатические (рис.9) служат для обнаружения электрического заряда на теле и демонстрации взаимодействия электрических зарядов. Выполнены в виде станиолевых гильз высотой 45 мм. Гильза соединена нитью длиной 30 см с резиновой пробкой, которая закрепляется на изогнутом в виде консоли металлическом стержне. Стержень закрепляется в изолирующем штативе. В комплект входят два одинаковых маятника и стеклянная трубка, куда маятники укладываются для хранения.
Задание 2. Изучите по описаниям и инструкциям следующие приборы:
1) трубка с двумя электродами;
2) лампа люминесцентная;
Задание 3. Разработайте принципиальные схемы и смонтируйте с помощью имеющихся приборов экспериментальные установки для следующих опытов:
1) искровой разряд;
2) несамостоятельный разряд;
3) тлеющий разряд;
4) коронный разряд.
Задание 4.Подготовьтесь к проведению экспериментов с собранными ЭУ по следующему плану:
1. Цель эксперимента;
2. Разработка метода эксперимента;
3. Проектирование и конструирование ЭУ (или описание готовой ЭУ);
4. Составление плана проведения эксперимента;
5. Анализ полученных результатов;
6. Формулирование вывода из опыта;
7. Формулирование эмпирического вывода;
8. Теория эксперимента.
Задание 5.Подготовьте письменный отчет по выполнению лабораторной работы, включив в него:
1. Название работы; Цель работы;
2. Результаты выполнения задания №1 в форме таблицы:
| Название опыта | Формулировки суждений |
3. Краткое описание приборов, используемых в работе, в форме таблицы:
| Название и рисунок прибора | Эксплуатационные характеристики и особенности (кратко) |
4. Описание экспериментов по указанному в задании 4 плану с рисунками ЭУ.
Описания приборов, используемых в теме
Трубка с двумя электродами(рис.1)предназначена для демонстрации прохождения тока через воздух при разной степени разрежения. На концах трубки имеются два электрода с контактными колпачками, выведенными на внешнюю сторону. В средней части имеется отросток (патрубок) для подсоединения толстого резинового шланга, соединенного с вакуумным насосом.
Электроды трубки подключают к высоковольтному источнику тока. При соответствующем разрежении наблюдается тлеющий разряд. Установку для демонстрации опытов собирают по рисунку 1.
Лампа люминесцентная со стартером и дросселем (рис.2) служит для демонстрации газосветной лампы, применяют ее в качестве прерывистого источника света при демонстрации стробоскопического эффекта.
Люминесцентная лампа смонтирована на вертикальной панели. На этой же панели установлены дроссель и стартер (пусковое устройство). Лампу можно зажигать как с помощью кнопки замыканием цепи накала, так и с помощью стартера. Лампа рассчитана на включение в сеть переменного тока напряжением 127 В.
Варианты экспериментальных установок
Опыт 1. Искровой разряд
Рис.3 Рис.4
Собирают установку для демонстрации искрового разряда с применением высоковольтного преобразователя “Разряд-1”, входные клеммы которого подключают к выпрямителю ВС-4-12, соблюдая полярность. Переключатель напряжения преобразователя устанавливают в положение “25кВ”. Включают выпрямитель и преобразователь. Наблюдают искру при разных расстояниях между борнами.
Наблюдать искровой разряд можно и между брнами электрофорной машины при их сближении после зарядки на определенное расстояние.
Здравствуйте! У меня есть два данных прибора с нарушенным монтажом проводов. Один прибор датирован 1977 годом No.00283,второй - 1983 No. 01065.Между собой по схеме они отличаются. У меня есть схема 91 года, но она не подходит к ним, т. к. более совершенная. Хотелось бы восстановить оригинальный монтаж, поэтому прошу выложить схему 70х-80х. гг. Заранее спасибо!
В инете нет схем с датой выпуска прибора, если это не инструкция по пользованию. Схемы прибора "Разряд -1"есть, но какую вам нужно ---неизвестно.
Цель работы: знакомство с типами школьных трансформаторов, преобразователей, изучение возможности их использования в демонстрационном эксперименте.
Подготовка к работе (дома)
Изучите назначение, принцип действия и устройство:
- регулятора напряжения РНШ
- дроссельной катушки (схема соединения катушек)
- универсального трансформатора с набором принадлежностей (схема подключения катушек)
- комплектов электроснабжения КЭФ-8 и КЭФ-10
Заполните таблицу.
Регулятор
Дроссельная катушка
Схема вывода обмоток катушки:
Универсальный трансформатор с набором принадлежностей
| 8 |
| 9 |
| 10 |
Схема вывода обмоток катушек:
Комплект электроснабжения КЭФ-8
Принципиальная схема преобразователя:
Если включить в сеть преобразователь, представленный на рисунке, то под напряжением будут находиться клеммы
(постоянного, переменного) тока.
Комплект электроснабжения КЭФ-10
| 220В |
Назначение. Правила эксплуатации. Техника безопасности!
Выполнение работы (в лаборатории)
Задание 1. Изучите комплект КЭФ-8. Определите местоположение предохранителей, входное и выходное напряжения. Выполните опыт 2 [1, с. 43].
Изучите комплект КЭФ-10. Определите местоположение предохранителей, входное и выходное напряжения. Рассмотрите монтажную схему и укажите:
- расположение гнезд для подключения щита к электросети – гнезда № _________;
- расположение гнезд выхода к демонстрационному столу – гнезда № _________;
- расположение гнезд выхода к столам учеников – гнезда № ______________________(укажите пары для рядов).
Задание 2. Изучение универсального трансформатора. Опыт 4 [1, с. 44]. В пособии (1) во второй схеме допущена ошибка - нельзя подключать цепь к РНШ, используйте КЭФ – 8.
| U1 ~100 В |
| V |
| U2 ~6 В |
| Не включать без проверки! |
в трансформаторе. Соберите установку
1) измерьте напряжение при незамкнутом магнитопроводе - U2 =___________ ;
2) медленно вдвигайте ярмо трансформатора справа налево, расположив его отшлифованной стороной вниз – наблюдайте за показаниями вольтметра - U2ʹ =_______, __________________;
3) прижмите ярмо зажимными винтами – как это сказалось на режиме работы трансформатора?
U2ʹʹ = ______, _________________________
4) положите ярмо нешлифованной стороной вниз - изменились ли показания приборов? ____________________________
Контрольные вопросы
Итого баллов ________ Подпись преподавателя _______________
1. Дайте объяснение различиям в работе трансформатора под нагрузкой и без неё.
2. Меры безопасности с указанными приборами.
3. Устройство дроссельной катушки.
4. Какова роль сердечника в трансформаторе? Почему его делают из листовой стали?
5. Для чего предназначены комплекты КЭФ?
Лабораторная работа № 5
ВИДЫ ПРОЕЦИРОВАНИЯ
Цель работы: изучить проекционный универсальный аппарат, осветитель для теневого проецирования, стробоскоп; овладеть приемами работы с ними.
Подготовка к работе (дома)
Изучите назначение, принцип действия и устройство:
- проекционного универсального аппарата, осветителя для теневого проецирования, стробоскопа. [1,2]
Заполните таблицу.
Проекционный универсальный аппарат
Осветитель для теневого проецирования
3- ______________________________
Стробоскоп СШ-2 предназначен для демонстрации физических процессов, изучаемых в общеобразовательных школах, в специальных средних и высших учебных заведениях. Питание стробоскопа СШ-2 осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В±22 В, частотой 50 Гц.
Диапазон частот следования вспышек подразделен на 2 поддиапазона:
1й поддиапазон—10+40 Гц, 2й поддиапазон — 40+150 Гц.
Время непрерывной работы стробоскопа, не более 25 минут с интервалами между включениями не менее 15 минут.
Для обеспечения нормальной эксплуатации прибора и безопасной работы необходимо соблюдать меры предосторожности:
— при перерыве в работе прибор отключить от сети;
— запрещается производить смену предохранителей, стробоскопической лампы или устранять неисправности при включенном приборе;
— наблюдаемые в свете стробоскопа движущиеся детали могут казаться неподвижными вследствие стробоскопического эффекта.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
1. Включите вилку стробоскопа в сеть.
2. Нажмите клавишу нужного поддиапазона. При этом стробоскоп начнет излучать световые импульсы определенной частоты.
3. Вращением ручки плавной регулировки частоты произведите изменение частоты в пределах поддиапазонов частот.
Выполнение работы (в лаборатории)
Задание 2. Получение прямого изображения проецируемого объекта. Опыт 2 [1, с. 62]. Начертите оптические схемы. Подпишите входящие в них элементы.
Получить прямое изображение вертикального объекта можно двумя способами:
Опыт 5 в, а [1, с.63].
Определите частоту колебаний молоточка электрического звонка.
Контрольные вопросы
1. Какие методы проецирования применяются в школе?
2. Почему для теневого проецирования неприменим протяженный источник света? Поясните ответ чертежом.
3. Каково назначение комплектующих узлов проекционного аппарата?
4. Для демонстрации каких процессов может быть использован стробоскоп?
5. С какой целью используется в демонстрационных опытах осветитель для теневого проецирования? Приведите пример такого использования.
Итого баллов ________ Подпись преподавателя _______________
Лабораторная работа № 6
ДЕМОНСТРАЦИИ ПО ТЕМЕ
Цель работы: изучить материал и отработать технику демонстрационных опытов по теме.
Подготовка к работе (дома)
Читайте также: