VII класс

При изучении вопросов электричества в VII классе следует выделить два направления в автоматизации. Первое направление связано с формированием первоначальных представлений о программном управлении, второе -с расширением знаний об устройствах автоматического контроля.

Для формирования представлений о программном управлении можно воспользоваться комплектом приборов для демонстрации программного управления, выпускаемым Главучтехпромом. Семиклассникам трудно понять работу всей установки сразу, поэтому целесообразно на начальном этапе знакомства с данным видом автоматического управления воспользоваться только панелью с программным устройством. Это удобно сделать при рассмотрении вопросов об электрической цепи и ее составных частях. Рассматривая цепь, состоящую из выключателя, источника тока и электроприемника (например, лампочки), следует обратить внимание учащихся на тот факт, что, замыкая и размыкая цепь, мы управляем работой лампы (электроприемника).

Далее заменяют выключатель программным устройством. Удобнее всего использовать перфорированный диск. При включении двигателя, приводящего во вращение диск, лампочка загорается и гаснет через определенный промежуток времени. Причем этот процесс происходит автоматически в определенном порядке. Учащимся сообщают, что управление такого типа называется программным.

Желательно семиклассникам предложить вопросы и задания такого типа: "Какие приемники электрической энергии можно включить вместо лампочки? Придумайте новое применение таким программным автоматам. Какие изменения нужно внести в данное программное устройство, чтобы управлять по различным программам сразу тремя потребителями электрической энергии? Придумайте конструкцию светофора, сделайте рисунок такого программного автомата".

После изучения закона Ома на кружковых занятиях с учащимися можно рассмотреть следующую задачу:

"Программный автомат позволяет менять ток в электрической цепи в соответствии с графиком, изображенным на рисунке 27. Резистор какого сопротивления включается в первую секунду, вторую, третью и т. д., если в цепь включен источник тока напряжением 10 В?"

Рис. 27

Знания семиклассников об устройствах автоматического контроля расширяются после ознакомления с реостатным и угольным датчиками.

Рассказывая учащимся об устройстве, принципе действия и назначении реостата, можно сказать об использовании его в автоматических устройствах в качестве датчика перемещения.

На кружковых занятиях следует напомнить ребятам, что датчиком называется устройство, которое позволяет преобразовывать контролируемую величину в сигнал другого вида, более удобный для дальнейшего использования. Необходимо пояснить, что наиболее удобными оказываются электрические сигналы: их легче передавать, измерять, усиливать, хранить. Поэтому чаще всего неэлектрическую контролируемую величину преобразовывают в электрический сигнал.

Продемонстрировать работу реостатного датчика можно следующим образом. К клеммам "датчика" на панели для демонстрации устройств автоматического контроля подсоединяют реостат, а к клеммам "регистрирующего устройства" - гальванометр. Рядом с реостатом помещают демонстрационную линейку.

Перемещение ползунка реостата сопровождается отклонением стрелки гальванометра. Если шкалу гальванометра закрыть листом бумаги и на нем нанести деления, соответствующие перемещению ползунка реостата в сантиметрах, то можно будет измерять перемещение какого-нибудь тела, жестко связанного с ползунком реостата.

Лучшему пониманию использования реостата в качестве датчика поможет ознакомление с устройством контроля уровня топлива в баке (рис. 28) и объяснение его работы.

Рис. 28

Полезно предложить задание на конструирование какого-нибудь устройства контроля с помощью реостатного датчика, например такое: "Придумайте конструкцию устройства, которое позволяло бы измерить размеры деталей электрическим способом".

При изучении работы угольного микрофона учащимся следует задать вопрос: "Где еще можно использовать зависимость сопротивления угольного порошка от механического воздействия?"- и предложить нарисовать схему измерения давления " электрическим способом.

В разделе "Электромагнитные явления" рассматривается вопрос об электромагнитах и их применении. Важным применением электромагнита в автоматике следует считать реле. Учащиеся знакомятся с устройством и действием реле и, что очень важно, получают навык обращения с ним, выполняя лабораторную работу "Сборка и испытание электромагнитного реле".