Симулятор лабораторії електротехніки¶
Інтерактивний практикум з електрики, від початкової школи до старшої
Доступно в браузері та на Mac
Про проєкт¶
Experimenters — це лабораторія електротехніки для комп’ютерів, планшетів і телефонів. Ми пропонуємо інтерактивний практикум і різні приклади схем.
Лабораторія відкривається в браузері, а версія для Mac є в Mac App Store; версії для інших платформ з’являться згодом.
Ви берете прилади й компоненти з панелі, розміщуєте їх на стіні та з’єднуєте кабелями; кожен прилад має власні ручки й перемикачі. Симуляція триває, поки ви збираєте й змінюєте схему, і ніщо не заважає вам помилитися. Увімкніть амперметр паралельно лампочці, і джерело саме вимкнеться через перевантаження, як це робить лабораторне джерело живлення.
Інтерактивні досліди¶
Кожен дослід — це сторінка з уже зібраною установкою й робочим аркушем під нею, від ходу роботи до очікуваного результату. Учень відкриває посилання й починає вимірювати; перед уроком нічого не треба налаштовувати. Схему на сторінці можна змінювати, а Почати знову в меню повертає її до початкового стану. Учитель може приховати значення, наприклад кольорові смужки резистора, щоб учень визначив його за допомогою приладів.
На стенді¶
Замкніть джерело накоротко, і його клавіша живлення сама вимкнеться; індикатор блиматиме червоним, доки ви знову його не ввімкнете.
Подайте на лампочку надто високу напругу, і нитка розжарення спалахне й обірветься. Щоб поставити нову лампочку, виділіть її й зніміть прапорець Перегоріла. Перегорілий запобіжник замініть так само — прапорцем Перегорів.
Навантажте батарейку, і вольтметр покаже менше, ніж зазначено на етикетці. Елемент живлення має внутрішній опір; його мають і джерела, і кабелі, тому дві однакові вітки можуть давати трохи різні показання.
Вимкніть світло в кімнаті, і ви побачите нитку розжарення, яка світиться надто слабко, щоб її помітити за ввімкненого світла, або дріт запобіжника, що жевріє червоним якраз перед тим, як розплавитися.
Сповільніть симуляцію, і спалах, що триває частку секунди, стане легко простежити. Схему можна зберегти у файл, а лабораторію — встановити з браузера як застосунок, що потім запускається без мережі.
Лабораторне обладнання¶
Джерела живлення¶
-
Джерело постійної напруги
Саме вимикається в разі перевантаження.
Дослід: Коротке замикання
-
Джерело змінної напруги
Служить також генератором сигналів для осцилографа.
Дослід: Змінна напруга на осцилографі
-
Батарейка
Під навантаженням її напруга падає, тож можна виміряти внутрішній опір елемента живлення.
Дослід: ЕРС і внутрішній опір
Вимірювальні прилади¶
-
Амперметр
Вимірює постійний струм або діюче значення змінного струму.
Дослід: Вмикання амперметра і вольтметра
-
Вольтметр
Вимірює постійну напругу або діюче значення змінної напруги.
Дослід: Діюче значення
-
Ватметр
Підсумовує в часі енергію, передану навантаженню.
Дослід: Робота і потужність струму
-
Осцилограф
Його канали мають спільну землю — типова пастка, коли ви вимірюєте дві напруги одночасно.
Дослід: Зсув фаз
Компоненти¶
-
Резистор
Дослід: Закон Ома
-
Реостат
Дослід: Реостат як регулятор яскравості
-
Потенціометр
-
Конденсатор
-
Котушка індуктивності
Дослід: Самоіндукція під час розмикання
-
Трансформатор
Приховайте кількість витків, і коефіцієнт трансформації доведеться визначати за напругами.
Дослід: Коефіцієнт трансформації
Світло й напівпровідники¶
-
Лампочка
Холодна нитка розжарення має значно менший опір, тому в момент увімкнення струм стрибком зростає.
Дослід: Вольт-амперні характеристики
-
Світлодіод
Дослід: Діод і світлодіод
-
Діод
Дослід: Випрямляч
-
Транзистор n-p-n
Дослід: Транзисторний ключ
-
Транзистор p-n-p
Комутація й захист¶
-
Вимикач
Дослід: Замкнене і розімкнене коло
-
Кнопка
Тримає коло замкненим лише доти, доки ви на неї натискаєте.
-
Перемикач
Дослід: Освітлення сходів
-
Запобіжник
Під час короткого замикання запобіжник на малий струм перегоряє раніше, ніж встигне спрацювати захист джерела.
Дослід: Запобіжник
-
Шина
Вставте в неї кілька кабелів там, де коло розгалужується.
-
Чорна скринька
Сховайте всередині схему, і учневі доведеться за вимірюваннями на клемах з’ясувати, що в скриньці. Або зберіть власний складений компонент.
Мови¶
Лабораторія, робочі аркуші та цей сайт доступні англійською, іспанською, німецькою, французькою, італійською, бразильською португальською, польською, турецькою, індонезійською, російською, українською, китайською, японською та корейською мовами. Мову лабораторії ви обираєте в Налаштуваннях.
Перші досягнення¶
-
Учасники програми попередньої інкубації
-
Друге місце тижня