Комплектация на изготовление

Остальное оборудование

Закупка заранее

1. Закупка резисторов, конденсаторов и потенциометров.
2. Закупка алюминиевой фольги 4-х толщин.
3. Закупка прочих комплектующих на изготовление, спейсеров из оргстекла, резинок для волос (при нехватке).

Перед началом работы

1. Подключить осциллографы и генераторы к сети.
2. Проверить работоспособность осциллографов, генераторов и мультиметров.
3. Проверить работоспособность катушек на 200 и 300 витков, измерив их сопротивление омметром.
4. Проверить целостность блока с катушкой датчика.

Во время пересменки

1. Выбросить резисторы и конденсаторы, заменить их на новые.
2. Заменить набор алюминиевой фольги.
3. При необходимости заменить потенциометры.

Уборка после окончания работы

1. Выбросить использованные резисторы и конденсаторы
2. Использованные потенциометры и кусочки фольги пометить как Б/У и убрать в соответствующие коробки.
3. Осциллограф и генератор отключить от сети и убрать в соответствующие ящики.
4. Провода для осциллографа и генератора стянуть стяжками и убрать в соответствующий ящик.
5. Мультиметры выключить (при необходимости заменить батарею) и убрать в соответствующую коробку.
6. Провода BNC-банан, BNC-BNC, банан-банан стянуть стяжками по одному, убрать в соответствующую коробку.
7. Макетные платы, гнёзда BNC, ферритовые сердечники, катушки убрать в соответствующие коробки.
8. Резинки для волос убрать в соответствующий пакет (если сохраняют работоспособность), либо выбросить.
9. Проверить целостность блока с катушкой датчика, при необходимости восстановить контакт катушки с гнездом-банан, убрать в соответствующую коробку.

Перед началом работы

1. Нарисовать общее устройство трансформатора. Указать, что сердечник удовлетворяет условию $\mu \gg1$. Обосновать, почему при этом поток магнитного поля через сечение сердечника практически сохраняется.
2. Привести пример, когда требуется гальванически разделить две цепи, например мост Уитстона с осциллографом вместо гальванометра. Указать, что проблема решается с помощью трансформатора.
3. Объяснить, почему при использовании трансформатора возникают потери в сердечнике. Для этого нарисовать характерный вид петли гистерезиса и объяснить, почему при перемагничивании сердечника выделяется энергия в виде теплоты. Затем напомнить о существовании вихревых молекулярных токов в сердечнике и о рассеивании магнитного потока.
4. Попросить школьников показывать полученные на экране осциллографа петли гистерезиса перед тем, как приступать к решению пунктов D3-D4.

Во время работы

1. Проконтролировать, чтобы ферритовый сердечник располагался на закрытой части блока с катушкой датчика.
2. При возникновении проблем с мультиметром проверить его режим работы, а также нажата ли кнопка HOLD.
3. При необходимости указать, как измерить сдвиг фазы на осциллографе.
4. При необходимости помочь школьникам в настройке режима X-Y и использовании CURSOR в нем. 
5. Оценить правильность предъявленных школьниками петель гистерезиса. Попросить плавно изменять частоту, убедиться в том, что предъявленная частота наилучшая. 
6. При маленьких частотах петля гистерезиса может самопересекаться. В связи с этим рассказать о границах применимости интегрирующей схемы.

После окончания работы

Разобрать часто встречающиеся у школьников ошибки. Например:

1. Рассказать о мощности переменного тока. Акцентировать внимание на усреднении по времени. Вывести уравнение для мощности при произвольном сдвиге фаз между напряжением и током. Указать частный случай, когда напряжение и ток колеблются синфазно (например мощность переменного тока, выделяющаяся на резисторе).
2. Дать определение действующему напряжению. Напомнить, что цифровой мультиметр показывает именно его. 
3. Напомнить о различии потока магнитного поля через сечение сердечника и через катушку с $N$ витками. Для убедительности можно представить $\mathcal{E}_{ind} = -\cfrac{d \Phi_{кат}}{dt}$ как циркуляцию $E_{вихр}$ по $N$ виткам, при этом выразив циркуляцию $E_{вихр}$ по 1 витку, используя поток через сечение сердечника.
4. Объяснить, из каких соображений нужно подбирать номинал резистора, последовательно соединяемого с неизвестным элементом для снятия его АЧХ. Сопротивление резистора должно быть достаточно маленьким, чтобы резистор не влиял на измерение напряжения на элементе. В то же время, сопротивление резистора должно быть достаточным, чтобы измерить напряжение на нем с максимальной точностью (минимизируя влияние помех). Указать, что в случае с катушкой первое требование можно игнорировать при дополнительном учете падения напряжения на резисторе. 
5. Объяснить, что коэффициент трансформации $m$ не совпадает с теоретическим в силу рассеивания потока в сердечнике. Теоретический коэффициент трансформации равен отношению количеств витков в катушках. 
6. Напомнить о важности снятия как можно большего количества точек вблизи экстремумов. При необходимости нарисовать «хороший» (вблизи экстремума 6-7 точек расположены близко друг к другу) и «плохой» (в окрестности предполагаемого экстремума 1-2 точки, значения экстремума определить невозможно) графики. Можно дополнительно рассказать о том, как оценить погрешность определения координат характерных точек.