Інформація для вчителів
Застосування
Електричний генератор - це електрична машина, яка перетворює енергію руху на електричну енергію. Генератор є протилежністю електродвигуна, який перетворює електричну енергію на енергію руху. Він ґрунтується на відкритому Майклом Фарадеєм 1831 року принципі електрогустини магнітного потоку.
Схема досліду
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
Якщо котушку обертати в магнітному полі, то на її кінцях виникає електрична напруга (індукційна напруга). Після кожного пів оберту котушки напруга змінює свій знак. Якщо саме в цей момент за допомогою так званого колектора змінити полярність виводів обмотки котушки, то виникає постійна напруга. Електричною енергією, що при цьому виникає, можна живити лампу розжарювання.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають зрозуміти, як працює генератор постійного струму.
Завдання
Дослідь, як за допомогою генератора постійного струму виробляють електричну напругу і електричний струм.
Інформація для учнів
Мотивація
Електричний генератор - це електрична машина, яка перетворює енергію руху на електричну енергію. Генератор є протилежністю електродвигуна, який перетворює електричну енергію на енергію руху. Він ґрунтується на відкритому Майклом Фарадеєм 1831 року принципі електрогустини магнітного потоку.
Історичний генератор
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Voltage - Датчик для вимірювання електричної напруги ± 30 В (Bluetooth + USB) | 12901-01 | 1 |
| 2 | Настільний затискач | 02012-00 | 1 |
| 3 | Тримач для пластин, ширина розкриття 2 - 35 мм | 06509-00 | 1 |
| 4 | Магніт, великий, U-подібний, довжина плеча 130 мм, полюси кольорові | 06320-00 | 1 |
| 5 | Насадка двигуна | 06550-00 | 1 |
| 6 | Роторна котушка, двотавровий якір | 06554-00 | 1 |
| 7 | Шнуровий шків | 06558-01 | 1 |
| 8 | Кривошип | 06559-01 | 1 |
| 9 | Ламповий патрон E 10 у корпусі комутаційної коробки | 06002-00 | 1 |
| 10 | Лампи розжарювання 4 В/ 0,04 A, E10, 10 шт. | 06154-03 | 1 |
| 11 | Лампи розжарювання 3,5 В/ 0,2 A, E10, 10 шт. | 06152-03 | 1 |
| 12 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 2 |
| 13 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 1 |
| 14 | Cobra SMARTsense Current - Датчик для вимірювання електричного струму ± 1 А (Bluetooth + USB) | 12902-01 | 1 |
| 15 | measureAPP - безкоштовне вимірювальне програмне забезпечення для всіх пристроїв | 14581-61 | 1 |
Складання (1/3)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання (2/3)
- Склади дослід відповідно до рис. 1.
- Склади насадку двигуна за рис. 2.
- Всунь вісь [1] двотаврового якоря в отвір підшипника [3] насадки двигуна і закріпи її разом зі шнуровим шківом [2].
- Надінь кривошип на шнуровий шків.
Рис. 1
Складання (3/3)
Рис. 2
- Приклади щітки [4] насадки двигуна за рис. 3 до розімкнутого контактного кільця.
- Потягни гвинт з накаткою [5] трохи вгору так, щоб обидва відігнуті важелі щіток лежали на одній лінії. Пружина при цьому натягується, а щітки притискаються до контактних кілець.
- Міцно закрути гвинти з накаткою [5]. Завдяки цьому створюється електричний контакт між котушками якоря та гніздами під'єднання [6].
Рис. 3
Виконання (1/4)
Cobra SMARTsense
- Увімкни датчики SMARTsense, які використовуєш зараз, і переконайся, що твій пристрій може з'єднуватися з пристроями Bluetooth.
- Відкрий PHYWE measureApp і вибери використовувані датчики "Current" або "Voltage".
- Вибери частоту опитування на свій розсуд. Що вона вища, то точнішим буде вимірювання.
Виконання (2/4)
- Склади дослід за рис. 1.
- З'єднай гнізда під'єднання [6] двигуна з входами мультиметра для вимірювання напруги.
- Вибери діапазон вимірювання 1 В-.
- Повільно і рівномірно крути кривошип в один бік, спостерігай за вимірювальним приладом.
- Примітка: якщо стрілка відхиляється ліворуч, зміни напрямок обертання або поміняй місцями виводи на вимірювальному приладі.
- Установи діапазон вимірювання на 3 В-.
Виконання (3/4)
- Збільш швидкість обертання.
- Переміст нуль стрілки на вимірювальному приладі трохи до середини.
- Обережно зміни напрямок обертання і спостерігай за відхиленням стрілки.
- Поверни нуль стрілки назад.
Рис. 4
Виконання (4/4)
- Зміни дослід за рис. 4, увімкни вимірювальний прилад і лампу розжарювання 4 В послідовно і з'єднай їх із двигуном. Стеж за правильною полярністю.
- Вибери діапазон вимірювання 100 мА-.
- Крути кривошип спочатку повільно, потім швидше. Спостерігай за вимірювальним приладом і лампою розжарювання.
- Встав лампу розжарювання 3,5 В / 0,2 А.
- Вибери діапазон вимірювання 300 мА-.
- Швидко крути кривошип, спостерігай за вимірювальним приладом і лампою розжарювання.
Протокол
Завдання (1/6)
Перетягни слова у правильні поля! Якщо кривошип крутити дуже повільно, ____ вимірювального приладу відхиляється праворуч лише дуже мало і після кожного ____ повертається майже до нуля. При швидшому обертанні стрілка дедалі менше встигає за зміною напруги, ____ двигуна стає більшою. Тоді діапазон вимірювання треба встановити на 3 В-.
Завдання (2/6)
Питання
Питання
Завдання (3/6)
Перетягни слова у правильні поля! При ____ обертанні кривошипа стрілка вимірювального приладу рухається насамперед у нижній частині шкали, тоді як ____ світіння лампи розжарювання в тому самому такті майже непомітне. За ____ частоти обертання рух стрілки стає ____. Лампа розжарювання світить дедалі яскравіше. Вимірювальний прилад відхиляється лише в один бік. Значення виміряної величини залежить від ____. Воно зростає до 40 мА.
Завдання (4/6)
Питання
Питання
Завдання (5/6)
Перетягни слова у правильні поля! У котушці, яка обертається в ____, виникає ____. Цей процес називають ____. При повільному обертанні котушки видно, що значення напруги коливається, але стрілка завжди відхиляється в ____, виникає (пульсівна) постійна напруга.
Завдання (6/6)
Перетягни слова у правильні поля! Через ____ тече ____. Механічна енергія перетворюється на ____. Що більша частота обертання, то більша ____, і лампа світить ____.