УСТРОЙСТВО МИНИЛАБОРАТОРИИ ПО ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ Российский патент 2003 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к средствам обучения учащихся в учебных заведениях различного уровня на уроках физики, а именно к средствам проведения лабораторных работ по разделу "Электродинамика" школьного курса физики.

Известно техническое решение по описанию полезной модели 4181, кл. G 09 В 3/10, 1997 г. "Учебно-наглядное пособие L - микро для изучения электрических явлений", содержащее установочный столик, на котором установлен набор различных электрических элементов оборудования, выполненных в виде отдельных плат с магнитами на основании, маркировкой условного обозначения каждого элемента и электрогнездами, набор соединительных проводов, причем элементы оборудования включают электрический ключ, резисторы постоянного и переменного тока, электролампочки, кювету с электродами и т.д. Однако данное техническое решение не удобно в применении, так как все элементы оборудования выполнены россыпью, неудобно при складировании и транспортировке.

Известно техническое решение по описанию свидетельства на полезную модель 7235, кл. G 09 В 23/06, 1998 г. "Демонстрационная наглядная модель учебного устройства", в котором все приборы скомпонованы в корпусе прямоугольной формы, а внутреннее пространство корпуса разделено вертикальными направляющими рейками на секции, в которых установлены блоки контейнерного или пенального типа, в которых хранится учебный материал, приборы и оборудование. Корпус снабжен откидывающейся крышкой. Однако такое техническое решение неудобно в эксплуатации, так как нет наглядности, а при использовании затрачивается время на извлечение приборов из блоков.

Технической задачей настоящего изобретения является создание такого технического решения, которое было бы удобно в эксплуатации, обеспечивало наглядное обозрение наличия приборов и оборудования, легко транспортировалось и складировалось, а также являлось компактным и удобным при раздаче устройства как каждому учащемуся, так и отдельным группам.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве мини-лаборатории по электродинамике, включающем корпус с крышкой, боковыми, передней и задней стенками и днищем, внутреннее пространство корпуса разделено вертикальными перегородками на секции для размещения оборудования, блоков и приборов, внешняя поверхность днища снабжена фиксаторами, выполненными в виде продольных полос, расположенных вдоль задней и боковых стенок, а боковые стенки и параллельная им внутренняя перегородка корпуса выполнены со скошенным передним углом, в верхней части боковых стенок с их внутренней стороны выполнены продольные горизонтальные пазы, параллельные торцу, при этом внутри отдельных секций выполнены ложементы для размещения приборов, одна из секций снабжена горизонтально расположенной открывающейся крышкой с захватной выемкой и предназначена для размещения набора соединительных проводов, выполненных различного цвета, подставки, металлической пластины с отверстиями, металлического и неметаллического сердечников, катушек с выводами, маркированного и немаркированного постоянных магнитов, проволочного резисторов на каркасе, снабженного угловыми вырезами и гнездами, компаса, болтов и гаек, двух контактов реле, а на внутренних поверхностях боковых стенок другой секции наклонно закреплены планки, служащие опорами для размещения блоков, выполненных в виде планшетов, на лицевой стороне которых закреплены элементы электрических цепей, нанесены их условные обозначения и выполнены электрические гнезда, а крышка корпуса выполнена прозрачной со скосом переднего угла и устанавливается в пазы боковых стенок с опорой на переднюю стенку. Подставка выполнена П-образной формы, с отверстиями на горизонтальной полке, а свободные концы боковых стоек снабжены прорезями, взаимодействующими с угловыми вырезами каркаса резистора.

На фиг.1 представлено устройство минилаборатории по электродинамике, вид спереди, на фиг.2 - тоже, вид сбоку, на фиг.3 - то же, вид сверху, на фиг.4 - расположение приборов и оборудования в корпусе устройства, на фиг.5 - планшет 1, на фиг.6 - планшет 2, на фиг.7 - трансформатор в собранном виде, на фиг, 8 - электромагнитное реле в собранном виде.

Устройство минилаборатории по электродинамике состоит из корпуса 1, выполненного в виде короба с открытым верхом. Днище 2 корпуса снабжено фиксаторами 3, расположенными на внешней стороне днища вдоль задней 4 и боковых 5 стенок. Внутреннее пространство корпуса разделено на секции перегородками продольной 6 и поперечной 7. Боковые стенки 5 и поперечная 7 перегородка выполнены со скошенным передним углом, в связи с чем передняя стенка 8 выполнена меньшей высотой, чем задняя 4. Такое выполнение стенок корпуса обеспечивает хорошую обзорность размещенных в нем приборов, планшетов и обеспечивает хорошую доступность и удобство пользования всем оборудованием. Секция 9 предназначена для размещения таких электроприборов как учебного миллиамперметра, учебного амперметра, учебного выпрямителя ВУ-4М, учебного вольтметра, используемых при составлении электроцепей.

В секции 10 на внутренней поверхности ее боковых стенок закреплены опорные планки 11 для размещения планшетов 12, 13.

Планшеты 12, 13 выполнены в виде прямоугольных плат, на лицевой поверхности которых закреплены выключатель В, переменный резистор R, постоянный резистор R, гнезда Г, Г для подключения внешних элементов, а также нанесены условные обозначения этих электрических элементов. На планшетах дополнительно размещены гнезда "плюс" и "минус" для подключения ВУ-4М, на планшете 12 дополнительно размещены дополнительный постоянный резистор R и лампочка Л, а на планшете 13 дополнительно размещены выпрямительный диод Д, фоторезистор R, светодиод Д.

Секция 14 снабжена горизонтально расположенной открывающейся крышкой 15 с захватной выемкой 16, причем крышка используется как рабочая площадка для сборки экспериментальных электроцепей. Внутри секции 14 размещен набор соединительных проводов, причем для удобства сборки схем провода имеют разный цвет. Красный провод используют для подключения ВУ-4М к "плюсу" планшета, белый провод используют для подключения ВУ-4М к "минусу" планшета, желтые провода - для подключения приборов к другим элементам планшет, а синий провод - для сборки электрических цепей. В секции 14 размещены детали и узлы, используемые в опытах по изучению сопротивления проводника, взаимодействия магнитов, электромагнитной индукции. В секции 14 размещены подставка 17, металлические пластины 18 с отверстиями, металлический и неметаллический сердечники 19, катушки 20 с выводами, постоянные маркированный и немаркированный магниты 21, проволочный резистор 22 на каркасе (не показан), снабженный угловыми вырезами и гнездами, компас (не показан), болты 23, гайки 24. Вышеперечисленные элементы необходимы для сбора трансформатора, см. фиг.7, и электромагнитного реле, см. фиг.8. Резистор 22 выполнен проволочным, причем проволока закреплена на прямоугольном каркасе, снабженном гнездами и угловыми вырезами. Подставка 17 выполнена П-образной формы, горизонтальная полка 25 которой снабжена отверстиями, а свободные концы боковых стоек 26 снабжены прорезями 27, взаимодействующими с угловыми вырезами каркаса резистора, так как этими вырезами каркас закрепляется на подставке.

Устройство минилаборатории по электродинамике снабжена съемной крышкой 28, выполненной прозрачной и со скосом 29 переднего угла. Крышка 28 устанавливается в пазы 30, выполненные на внутренней части боковых стенках 5 в их верхней части, и опирается на переднюю 8 стенку. При складировании устройства одно на другое фиксаторы 3 днища 2 располагаются между боковыми стенками нижележащего устройства, что обеспечивает надежную фиксацию устройств между собой и обеспечивает компактность хранения устройств.

Перед началом проведения лабораторных работ преподаватель проверяет наличие элементов устройства в корпусе визуальным осмотром благодаря прозрачной крышке, раздает устройства каждому ученику или одно устройство на группу учащихся и выдает задание на проведение тех или иных опытов. После получения задания учащиеся отбирают необходимые элементы из секции 14, собирают ту или иную электрическую схему, используя необходимую планшету 12 или 13, при этом используются приборы в секции 9 и провода соответствующих цветов.

Соединения элементов на планшетах осуществляют посредством электрогнезд и проводов. Таким образом, учащиеся изучают всевозможные свойства видов различных электрических цепей. При изучении законов электромагнитной индукции учащиеся собирают модель трансформатора согласно фиг.7 и используют планшету 12, составляя различные схемы электроцепей, знакомятся с вариантами изменения коэффициента трансформации. При изучении законов магнетизма собирают электромагнитное реле согласно фиг. 8, используют планшету 13, а составление различных схем цепей позволяет учащимся изучить законы магнитного поля. При измерении удельного сопротивления проводника учащиеся используют подставку 17 с размещенным на ней проволочным резистором 22, собирают электрическую цепь, измеряют ток и напряжение на проволочном резисторе, замеряют длину проволоки резистора и определяют его удельное сопротивление.

Предложенное лабораторное устройство по электродинамике позволяет проводить более 18 опытов и лабораторных работ но разделу "Электродинамика" школьного курса физики. Учащиеся получают необходимое умение и навыки в проведении физических опытов и экспериментов, причем данное устройство позволяет проводить опыты различной сложности. Предложенное лабораторное устройство является удобным в работе, конструкция является компактной, а все необходимое оборудование собрано в единое целое. Предложенная конструкция обеспечивает надежную его транспортировку, раздачу учащимся на уроках и обеспечивает удобство в хранении и складировании. Предложенное устройство значительно облегчает работу преподавателей и позволяет сократить время на подготовительные и заключительные этапы в процессе проведения уроков физики и увеличить время на сам процесс обучения.

Предназначено для обучения учащихся в учебных заведениях различного уровня на уроках физики. Корпус устройства выполнен в виде короба, внутреннее пространство его разделено на секции с ложементами для размещения узлов, приборов и оборудования, необходимых и достаточных для проведения более 18 опытов по разделу "Электродинамика" школьного курса физики. Устройство снабжено прозрачной крышкой. Обеспечивается удобство в эксплуатации и компактность устройства. 8 ил.

1. Устройство минилаборатории по электродинамике, включающее корпус с крышкой, боковыми, передней и задней стенками и днищем, внутреннее пространство корпуса разделено вертикально перегородками на секции для размещения оборудования, блоков и приборов, отличающееся тем, что внешняя поверхность днища снабжена фиксаторами, выполненными в виде продольных полос, расположенных вдоль задней и боковых стенок, а боковые стенки и параллельная им внутренняя перегородка корпуса выполнены со скошенным передним углом, в верхней части боковых стенок с их внутренней стороны выполнены продольные горизонтальные пазы, параллельные торцу, при этом внутри отдельных секций выполнены ложементы для размещения приборов, одна из секций снабжена горизонтально расположенной открывающейся крышкой с захватной выемкой и предназначена для размещения набора соединительных проводов, выполненных различного цвета, подставки, металлической пластины с отверстиями, металлического и неметаллического сердечников, катушек с выводами, маркированного и немаркированного постоянных магнитов, проволочного резистора на каркасе, снабженного угловыми вырезами и гнездами, компаса, болтов, гаек, двух контактов реле, а на внутренних поверхностях боковых стенок другой секции наклонно закреплены планки, служащие опорами для размещения блоков, выполненных в виде планшетов, на лицевой стороне которых закреплены элементы электрических цепей, нанесены их условные обозначения и выполнены электрические гнезда, а крышка корпуса выполнена прозрачной со скосом переднего угла и устанавливается в пазы боковых стенок с опорой на переднюю стенку. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подставка выполнена П-образной формы с отверстиями на горизонтальной полке, а свободные концы боковых стоек снабжены прорезями, взаимодействующими с угловыми вырезами каркаса резистора.