Симулятор электротехнической лаборатории¶
Интерактивный практикум по электричеству, от начальной школы до старшей
Доступно в браузере и на Mac
О проекте¶
Experimenters — лаборатория электротехники для компьютеров, планшетов и телефонов. Мы предоставляем интерактивный практикум и разные примеры схем.
Лаборатория открывается в браузере, а версия для Mac есть в Mac App Store; версии для других платформ появятся позже.
Вы берёте приборы и компоненты с панели, размещаете их на стене и соединяете кабелями; у каждого прибора свои ручки и тумблеры. Симуляция идёт, пока вы собираете и меняете схему, и ничто не мешает ошибиться. Подключите амперметр параллельно лампочке, и источник сам отключится при перегрузке, как это делает лабораторный блок питания.
Интерактивные практикумы¶
Каждая лабораторная работа — это страница с уже собранной установкой и описанием под ней, от хода работы до ожидаемого результата. Ученик открывает ссылку и начинает измерения; перед уроком ничего настраивать не нужно. Вы можете менять схему на странице, а пункт меню Начать заново восстанавливает её. Учитель может скрыть какое-либо значение, например цветные полоски резистора, чтобы ученик нашёл его с помощью приборов.
На стенде¶
Замкните источник накоротко, и его клавиша питания сама выключится; индикатор мигает красным, пока вы не включите его снова.
Подайте на лампочку слишком высокое напряжение, и нить накала вспыхнет и перегорит. Чтобы поставить новую лампочку, выделите её и снимите флажок Перегорела. Перегоревший предохранитель замените так же, флажком Перегорел.
Нагрузите батарейку, и вольтметр покажет меньше, чем написано на этикетке. У элемента питания есть внутреннее сопротивление; оно есть и у источников, и у кабелей, поэтому две одинаковые ветви могут дать немного разные показания.
Выключите свет в комнате, и вы увидите нить накала, которая светится слишком слабо, чтобы заметить её при свете, или проволочку предохранителя, раскалённую докрасна перед самым расплавлением.
Замедлите симуляцию, и вспышку, которая длится долю секунды, станет легко рассмотреть. Схему можно сохранить в файл, а лабораторию — установить из браузера как приложение, которое потом запускается без сети.
Лабораторное оборудование¶
Источники питания¶
-
Источник постоянного напряжения
Сам отключается при перегрузке.
Лабораторная работа: Короткое замыкание
-
Источник переменного напряжения
Служит также генератором сигналов для осциллографа.
Лабораторная работа: Переменное напряжение на осциллографе
-
Батарейка
Под нагрузкой её напряжение падает, поэтому можно измерить внутреннее сопротивление элемента.
Лабораторная работа: ЭДС и внутреннее сопротивление
Измерительные приборы¶
-
Амперметр
Измеряет постоянный ток или действующее значение переменного тока.
Лабораторная работа: Включение амперметра и вольтметра
-
Вольтметр
Измеряет постоянное напряжение или действующее значение переменного напряжения.
Лабораторная работа: Действующее значение
-
Ваттметр
Суммирует энергию, переданную нагрузке за время работы.
Лабораторная работа: Работа и мощность тока
-
Осциллограф
Его каналы имеют общую землю — обычная ловушка при измерении двух напряжений одновременно.
Лабораторная работа: Сдвиг фаз
Компоненты¶
-
Резистор
Лабораторная работа: Закон Ома
-
Реостат
Лабораторная работа: Реостат как регулятор яркости
-
Потенциометр
Лабораторная работа: Делитель напряжения на потенциометре
-
Конденсатор
Лабораторная работа: Заряд и разряд конденсатора с вольтметром
-
Катушка индуктивности
Лабораторная работа: Самоиндукция при размыкании
-
Трансформатор
Скройте числа витков, и коэффициент трансформации придётся находить по напряжениям.
Лабораторная работа: Коэффициент трансформации
Свет и полупроводники¶
-
Лампочка
У холодной нити накала сопротивление намного меньше, поэтому в момент включения ток резко возрастает.
Лабораторная работа: Вольт-амперные характеристики
-
Светодиод
Лабораторная работа: Диод и светодиод
-
Диод
Лабораторная работа: Выпрямитель
-
Транзистор n-p-n
Лабораторная работа: Транзисторный ключ
-
Транзистор p-n-p
Коммутация и защита¶
-
Выключатель
Лабораторная работа: Замкнутая и разомкнутая цепь
-
Кнопка
Замыкает цепь, только пока вы удерживаете кнопку.
-
Переключатель
Лабораторная работа: Лестничное освещение
-
Предохранитель
При коротком замыкании предохранитель на небольшой ток перегорает раньше, чем успевает сработать защита источника.
Лабораторная работа: Предохранитель
-
Шина
Подключайте к ней несколько кабелей там, где цепь разветвляется.
-
Чёрный ящик
Спрячьте внутри схему, и ученику придётся по измерениям на клеммах определить, что в ящике. Или сделайте свой составной компонент.
Языки¶
Лаборатория, описания лабораторных работ и этот сайт доступны на английском, испанском, немецком, французском, итальянском, бразильском португальском, польском, турецком, индонезийском, русском, украинском, китайском, японском и корейском языках. Язык лаборатории вы выбираете в Настройках.
Первые достижения¶
-
Участники программы предынкубации
-
Второе место недели