Интерактивная лаборатория учителя по электродинамике

Интерактивная лаборатория учителя по электродинамике предназначена для выполнения демонстрационных экспериментов и моделирующих расчетов, в которых изучаются свойства электрических цепей с конденсаторами и катушками индуктивности, а также для изучения темы «Переменный электрический ток». Лаборатория обеспечивает выполнение 11 демонстрационных экспериментов по следующей тематике: зарядка конденсатора; разрядка конденсатора; энергия заряженного конденсатора; электромагнитная индукция; явление самоиндукции; конденсатор в цепи переменного тока; катушка индуктивности в цепи переменного тока; последовательная цепь переменного тока; резонанс в последовательном колебательном контуре; зависимость резонансной частоты от параметров контура; принцип действия трансформатора.

В состав набора входит 4 конденсатора, катушка индуктивности сопротивлением 20 Ом, ферритовый сердечник, катушка-моток – 2шт., флеш – накопитель с ПО для моделирования и методическое руководство.

Номиналы элементов подобраны таким образом, чтобы обеспечить заметное отличие в собственных частотах колебательных контуров, собранных на их основе. Платформы, содержащие элементы электрических цепей, имеют встроенные магниты для установки на вертикальную поверхность магнитной доски. Модули, в которых смонтированы конденсаторы, имеют на лицевой поверхности обозначения элементов. Набор совместим с демонстрационным измерительным прибором универсальным, цифровыми датчиками тока и напряжения, а также с цифровым двухканальным осциллографическим датчиком напряжения.

Программное обеспечение для моделирования позволяет выполнить 3 численных эксперимента по моделированию процессов зарядки и разрядки конденсатора, началу и прекращению протекания тока через катушку индуктивности, а также по моделированию свободных колебаний в колебательном контуре. При этом в каждом из экспериментов предусмотрен ввод номинальных значений элементов электрической цепи и характеристик источника питания. Кроме того, моделирование включает замыкание и размыкание электрической цепи. Программное обеспечение для выполнения компьютерного моделирования позволяет получать расчетные осциллограммы напряжений на выбранных элементах рассматриваемых электрических цепей с конденсаторами, катушками индуктивностей и резисторами. В частности, инструментарий моделирующей программы позволяет измерять интервалы времени и величины напряжений в выбранных точках. Программа позволяет пользователю сформировать таблицу из данных, полученных при установке маркера в определенные точки одной или нескольких расчетных осциллограмм с целью построения резонансных кривых и кривых затухания колебаний. Программа формирует таблицу результатов, которая может быть вставлена в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными.

Программное обеспечение позволяет работать под управлением операционных систем семейства Windows.

Методическое руководство содержит указания по выполнению 10 экспериментов на собираемых установках и 3 численных экспериментов по моделированию процессов в электрических цепях.

Предусмотрена система хранения в пластиковом контейнере с ложементом и прозрачной крышкой. Контейнер имеет габаритные размеры: высота – 150 мм, ширина – 312 мм, длина – 425 мм.