Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
У цьому експерименті учні дізнаються про використання транзистора для підсилення змінної напруги.
Цей експеримент також знайомить учнів з часто обговорюваною проблемою виникнення електросмогу. Продемонстровано, що електричні пристрої генерують магнітні поля в навколишньому середовищі, коли вони працюють.
Додаткова інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні повинні знати, як працює транзистор.
Принцип
Створюване трансфоматором джерела живлення розсіяне магнітне поле індукує низьку змінну напругу в котушці. Його безпосереднє виявлення за допомогою навушників не є переконливим через низький рівень змінної напруги. Для досягнення необхідного підсилення напруги ця змінна напруга накладається на напругу зміщення бази, що генерується дільником напруги, і періодично контролює струм колектора навколо середнього значення, заданого напругою зміщення. Коливання струму колектора генерують коливання напруги в навушниках, які сприймаються як гудіння.
Додаткова інформація для вчителів (2/2)
Мета навчання
Під час експерименту учні повинні побачити, що транзистор може бути використаний як підсилювач напруги.
Завдання
Спробуйте посилити низькі змінні напруги, індуковані в котушці змінними магнітними полями блоку живлення, таким чином, щоб їх можна було виявити за допомогою навушників.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Транзистор - це електронний напівпровідниковий компонент для керування переважно низькими електричними напругами та струмами. Це, безумовно, найважливіший "активний" компонент електронних схем, який використовується, наприклад, у комунікаційній техніці, силовій електроніці та комп'ютерних системах. Транзистори мають особливе значення - здебільшого як перемикачі - в інтегральних схемах, що уможливлює широке розповсюдження мікроелектроніки.
Цей експеримент досліджує використання транзистора як підсилювача напруги.
Електронні компоненти
Матеріал
Підготовка
частина 1
- Зберіть експериментальну установку, як показано на рис. 1 і рис. 2. Однак, на відміну від цього, спочатку підключіть навушники безпосередньо до котушки. Вставте двожильний провід у котушку.
частина 2
- Зберіть експериментальну установку, як показано на рис. 3 та рис. 4.
Рис. 1
Рис. 3
Рис. 2
Рис. 4
Виконання роботи (1/2)
Частина 1
- Увімкніть блок живлення.
- Перемістіть котушку (із залізним осердям) до блоку живлення. Прислухайтеся до низького гудіння в навушниках.
Завдання 1:Вимкніть живлення і запишіть свої спостереження в протокол.
- Тепер підключіть навушники, як показано на рис. 2.
- Встановіть мультиметр на діапазон вимірювання 10 В-. Увімкніть блок живлення і встановіть напругу постійного струму на 12 В-.
- За допомогою потенціометра 10 кОм встановіть напругу колектор-емітер, що відображається на вимірювальному приладі, приблизно на 5 В.
Виконання роботи (2/2)
Завдання 2:Переміщайте і повертайте котушку із залізним осердям туди-сюди біля блоку живлення. Прислухайтеся до гудіння в навушниках. Вимкніть блок живлення і запишіть свій результат.
Частина 2
- Зберіть експериментальну установку як показано на рис. 4 і увімкніть блок живлення.
- Розташуйте котушку перед джерелом живлення і цього разу спостерігайте за відхиленням стрілки вимірювального приладу.
Завдання 3:Визначте точку на блоці живлення, де реєструється найсильніше змінне магнітне поле (найсильніший електросмог). Запишіть спостереження та виміряне значення.
Вимкніть блок живлення.
Протокол
Спостереження (1/3)
Запишіть свої спостереження щодо завдання 1.
Спостереження (2/3)
Запишіть свої спостереження щодо завдання 2.
Спостереження (3/3)
Запишіть свої спостереження щодо завдання 3.
Завдання (1/5)
Чому в навушниках виникає гудіння, коли котушка наближається до блоку живлення?
Завдання (2/5)
Як працює дільник напруги, що складається з резистора 47 кОм і змінного резистора 10 кОм?
Завдання (3/5)
Як змінюється ЕРС індукції, що прикладена до бази транзистора через конденсатор?
Завдання (4/5)
Чому індукційна котушка підключена до бази транзистора через конденсатор?
Завдання (5/5)
Опишіть, принципово, як можна побудувати пристрій для виявлення магнітного електросмогу.