Методические рекомендации по проведению курса по выбору (стр. 11 из 14)

Решение. Под действием электрического поля между электродами усиливается процесс электролитической диссоциации. Молекулы солей распадаются на ионы, которые движутся под действием электрического поля между электродами.

Автоматика в сельском хозяйстве

Занятие 27. Элементы автоматики в сельскохозяйственном производстве. Датчики и исполнительные механизмы.

Цель: сформировать у учащихся понятие автоматическая система, датчик и исполнительный механизм. Расширить представление учащихся об особенности сельскохозяйственного производства. Создать условия для развития интеллектуальных способностей учащихся.

Оборудование: центробежная машина, центробежный регулятор Уатта. Электромагнитное реле. Фоторезистор.

Методические замечания

В начале занятия следует повторить особенности структурных подразделений сельскохозяйственного производства при этом обратить внимание учащихся на то, что основная задача сельскохозяйственного производства состоит в обеспечении продуктами полеводства и животно-водства пищевой промышленности для их переработки в высококачественные продукты питания.

Анализируя схему сельскохозяйственного производства, отмечаем, что на первом месте по автоматизации производственных подразделений стоит пищевая промышленность, занимающаяся переработкой сельскохозяйственной продукции. В животноводстве, полеводстве и растениеводстве используются элементы автоматизации производственных процессов, но в них еще достаточно высокий уровень использования ручного труда.

Далее вводим понятие автоматизированного производства (операции) как производства (операции) когда весь процесс осуществляется без помощи человека. Роль человека – контролировать работу автоматизированных линий, систем. В качестве примера можно рассмотреть работу автоматизированной линии по сборке и укладке яиц на птицефабрике, линию по пастеризации и разливу молока в пакеты на молокозаводе. Вспомнить с учащимися механизацию процесса доения коров, технологическую схему уборки и подработки зерновых культур и другие процессе с которыми учащиеся знакомились в ходе производственных экскурсий.

Говоря об автоматизации производственных процессов, обращаем внимание учащихся на то, что любое автоматическое устройство имеет датчики и исполнительный механизм. Датчики – устройства принимающее информацию от рабочих механизмов автоматического устройства. Исполнительным механизм – это устройство, поддерживающее заданный режим работы, условия окружающей среды.

Далее следует рассказать учащимся об истории создания автоматических систем на примере изобретений Герона и Уатта. Демонстрируем устройство и принцип действия центробежного регулятора Уатта. При этом отмечаем, что с развитием физики изобретались новые виды автоматических устройств. В качестве примера демонстрируем действие электромагнитного реле на фоторезисторе.

В заключение занятия учащимся следует предложить задания:

1. По плакату объясните принцип действия регулятора частоты вращения коленчатого вала пускового двигателя П-10УД.

2. По плакату «Всережимный регулятор дизеля А-41 (Д-240)» объясните принцип его работы.

Занятие 28. Поплавковое реле. Конструирование и изготовление

поплавкового датчика.

Цель: сформировать понятие реле. Расширить знания учащихся о практическом применении условии плавания тел. Создать условия для развития интеллектуальных способностей учащихся.

Оборудование: цилиндр от ведерка Архимеда, динамометр, сосуд с водой и сосуд с концентрированным раствором поваренной соль. Поплавковое реле, электродвигатель, источник тока, соединительные провода.

Методические замечания

Повторив в начале урока понятия: выталкивающая сила, условия плавания тел, датчик, исполнительный механизм, формулу силы Архимеда предлагаем учащимся исследовательские задания:

1. Исследуйте, как зависит выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, от плотности жидкости и объема погруженной части тела.

Возможное решение. Используя динамометр и цилиндр от прибора «ведерко Архимед», погружая его частично и полностью в различные жидкости (воду, концентрированный раствор поваренной соли) измеряем выталкивающую силу. По результатам измерений сделать вывод

2. Исследовать, условия, при которых тело плавает в жидкости и всплывает на поверхность.

Возможное решение. Для проведения опытов используем деревянный брусок из набора брусков для измерений, пластилин, отливной стакан с водой налитой до нижней кромки отливного отверстия, стакан, весы с разновесом, мерный цилиндр. Измеряем все тела и вес вытесненной им жидкости. Добавляя на брусок пластилин, измеряем изменение выталкивающей силы и вес бруска. Сравнивая вес тела и вес, вытесненной жидкости, делаем вывод о плавании тел. Для проверки условия, когда тело всплывает, деревянный брусок необходимо иголкой или спицей полностью погрузить в воду. Результаты опытов и вывод записать в тетрадь.

После выполнения заданий и обсуждения результатов исследований вводим понятие реле как устройства управляющего работой механизмов на расстоянии. После этого предлагаем учащимся задание:

3. Предложите конструкцию устройства, которым можно было бы управлять работой электродвигателя насоса для подачи воды в водонапорную башню.

Возможное решение. Решение может иметь несколько вариантов, в одном из которых может быть использовано поплавковое реле (рисунок 12). По мере заполнения сосуда жидкостью, подаваемой в него электрическим насосом (М) поплавок (П) подымается вверх, толкатель нажимает на контактную пластину (к.п), размыкая тем самым контакты (а,б).Ток в цепи питающей электродвигатель насоса исчезает, насос останавливается, подача жидкости в сосуд прекращается.

Затем демонстрируем и объясняем устройство и принцип действия поплавкового реле.

Занятие 29. Регуляторы температуры. Конструирование и изготовление температурного датчика. Сборка и испытание теплового реле.

Цель: расширить представление учащихся о видах реле. Расширить знания учащихся о тепловом расширении тел. Создать условия для развития интеллектуальных способностей учащихся.

Оборудование: биметаллическая пластинка, горелка, прибор для демонстрации теплового расширения металлов, стальной терморегулятор от электроутюга, автоматическая пробка для защиты электрической цепи от перегрузки.

Методические замечания

Об изменение размеров тел при нагревании известно учащимся из курса физики седьмого класса. Поэтому в начале занятия следует вспомнить, как изменяются размеры тел с изменением температуры при этом необходимо обратить внимание учащихся на то, что когда изменяются размеры тела, происходит изменение промежутков между молекулами, а не размеры самих молекул.

Демонстрируя опыты по линейному расширению металлов, обращаем внимание на то, что различные металлы при нагревании на одну и туже температуру изменяют свою длину по разному. На основании результатов опытов знакомим учащихся с формулой для вычисления линейных размеров тела при изменении его температуры

, а также вводим понятие коэффициента линейного расширения.

Целесообразно познакомить учащихся с табличными значениями коэффициента линейного расширения некоторых веществ, после чего предложить им задания:

1. Подобрать вещества линейные размеры, которых при изменении их температуры на одну и туже температуру будут изменяться одинаково.

2. Что произойдет при изменении температуры с пластинкой, в которой соединены вместе полоски из алюминия и железа кованного?

Коэффициент линейного расширения твердых тел

(для температур около 20 °С)

Вещество	α, 10-6 град -1	Вещество	α, 10-6 град -1
Алмаз Алюминий Бронза Винипласт Висмут Вольфрам Гранит Дерево вдоль волокон Дерево поперек волокон Дюралюминий Железо кованое Железо литое Золото Инвар (36,1%) Иридий Кварц (плавленый) Кирпичная кладка Константан Латунь	0,91 22,9 17,5 70 13,4 4,3 8,3 2 – 6 50 – 60 22,6 11,9 10,2 14,5 0,9 6,5 0,5 5,5 17,0 18,9	Лед (от -10’ до 0оС) Магний Медь Нейзильбер Никель Олово Платина Платно-иридиевый сплав Свинец Сталь-3 (Марка 20) Сталь нержавеющая Стекло обычное Стекло пирекс Углерод (графит) Фарфор Цемент и бетон Цинк Чугун Эбонит	50,7 25,1 16,7 18,4 13,4 21.4 14,9 8,7 28,3 11,9 11,0 8,5 3 7,9 3,0 12,0 30,0 10,4 70

После рассмотрения вариантов возможных решений заданий предложенных учащимся демонстрируем опыты с биметаллической пластинкой. Затем даем учащимся задание разработать возможные варианты технического применения рассмотренных явлений.

После обсуждения возможных вариантов технического применения изменения линейного расширения твердых тел демонстрируем терморегулятор от электроутюга и автоматическую пробку. Предлагаем учащимся объяснить их принцип действия.