Дата: ______________год Подпись: __________
Класс: 11 класс
Предмет: физика
Тема: Зачёт по теме «Колебания и волны»
Цель урока : проверить знания, умения учащихся по теме « Колебания и волны»
Воспитательная: воспитать культуру физического труда; внимательность при объяснении нового материала.
Образовательная: проверить знания, умения учащихся
Развивающая: способствовать развитию мыслительной деятельности.
Требования к знаниям и умениям:
Учащиеся должны знать :
- основные понятия, формулы, определения, единицы измерения
Учащиеся должны уметь :
- применять формулы при решении задач, формулировать определения физической величины
Тип урока: комбинированный урок
Программное обеспечение : учебник, рабочая тетрадь, доска, справочный материал и предлагаемый учителем дополнительный материал.
План:
I Орг. момент
II
IV Рефлексия
V Подведение итогов
VI Домашнее задание
Ход урока:
I Орг. момент
II Устный опрос по прошедшей теме (формулы, формулировки, законы.)
III . Работа дана в двух вариантах с решениями.
Для дифференцированного подхода к контролю знаний, умений и навыков учащихся задания систематизированы по уровню сложности: каждое задание содержит три вопроса соответственно первого, второго и третьего уровней, вытекающие один из другого. Оценка за каждое задание определяется достижением учащимися соответствующего уровня.
Критерии оценивания.
Оценка «2» - решено 2 задачи уровня «а» и менее
Оценка «3» - решено 2 задачи уровня «б» и менее
Оценка «4» - решено 2 задачи уровня «в» и менее
Оценка «5» - решено 2 задачи уровня «в» и более
1 вариант
1.
а)
б)
в)
2.
а)
б)
в)
3.
а)
б)
в)
2 вариант
1.
а)
б)
в)
2-
а) Чему равна сила тока в цепи?
б)
в)
3.
а)
б)
в)
Ответы и решение.
1 вариант
1. Колебательный контур радиоприемника состоит из конденсатора емкостью 10ОО пФ и катушки индуктивностью 50 мкГн.
а) Чему равен период собственных колебаний в контуре?
б) На какую длину волны настроен данный радиоприемник?
в) На сколько и как необходимо изменить емкость конденсатора для настройки радиоприемника на длину волны 300 м?
2. В сеть переменного тока напряжением 220 В включена катушка индуктивностью 50 мГн.
а) Чему равна частота переменного тока, если сила тока в цепи 1,75 А? (Активным сопротивлением катушки пренебречь.)
б) Определите емкость конденсатора, который нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.
в) Определите резонансную частоту в цепи, если последовательно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор.
3. Первичная обмотка понижающего трансформатора содержит 10 ООО витков и включена в сеть переменного тока напряжением 380 В.
а) Чему равно напряжение во вторичной обмотке, если она состоит из 1000 витков?
б) Сопротивление вторичной обмотки трансформатора 1 Ом, сила тока в ней 3 А. Чему равно напряжение на нагрузке, подключенной к вторичной обмотке трансформатора?
в) Чему равен КПД трансформатора?
2 вариант
1. Открытый колебательный контур излучает радиоволны с длиной волны 300 м.
а) Определите частоту излучаемых волн.
б) Определите индуктивность контура, если его емкость 5000 пФ.
в) На сколько и как нужно изменить индуктивность контура, чтобы излучались радиоволны вдвое большей длины волны?
2- В сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В включен конденсатор емкостью 4 мкФ.
а) Чему равна сила тока в цепи?
б) Определите индуктивность катушки, которую нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.
в) Чему будет равна резонансная частота в цепи, если параллельно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор?
3. Напряжение на первичной обмотке трансформатора 6 В, а на вторичной обмотке 120 В.
а) Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если сила тока в первичной обмотке равна 4 А?
б) Определите напряжение на выходе трансформатора, если его КПД равен 95%.
в) Чему равно сопротивление вторичной обмотки трансформатора?
1 вариант
1. Колебательный контур радиоприемника состоит из конденсатора емкостью 10ОО пФ и катушки индуктивностью 50 мкГн.
а) Чему равен период собственных колебаний в контуре?
б) На какую длину волны настроен данный радиоприемник?
в) На сколько и как необходимо изменить емкость конденсатора для настройки радиоприемника на длину волны 300 м?
2. В сеть переменного тока напряжением 220 В включена катушка индуктивностью 50 мГн.
а) Чему равна частота переменного тока, если сила тока в цепи 1,75 А? (Активным сопротивлением катушки пренебречь.)
б) Определите емкость конденсатора, который нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.
в) Определите резонансную частоту в цепи, если последовательно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор.
3. Первичная обмотка понижающего трансформатора содержит 10 ООО витков и включена в сеть переменного тока напряжением 380 В.
а) Чему равно напряжение во вторичной обмотке, если она состоит из 1000 витков?
б) Сопротивление вторичной обмотки трансформатора 1 Ом, сила тока в ней 3 А. Чему равно напряжение на нагрузке, подключенной к вторичной обмотке трансформатора?
в) Чему равен КПД трансформатора?
2 вариант
1. Открытый колебательный контур излучает радиоволны с длиной волны 300 м.
а) Определите частоту излучаемых волн.
б) Определите индуктивность контура, если его емкость 5000 пФ.
в) На сколько и как нужно изменить индуктивность контура, чтобы излучались радиоволны вдвое большей длины волны?
2- В сеть переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220 В включен конденсатор емкостью 4 мкФ.
а) Чему равна сила тока в цепи?
б) Определите индуктивность катушки, которую нужно включить в данную цепь, чтобы в цепи наступил резонанс.
в) Чему будет равна резонансная частота в цепи, если параллельно с имеющимся конденсатором включить такой же конденсатор?
3. Напряжение на первичной обмотке трансформатора 6 В, а на вторичной обмотке 120 В.
а) Чему равна сила тока во вторичной обмотке, если сила тока в первичной обмотке равна 4 А?
б) Определите напряжение на выходе трансформатора, если его КПД равен 95%.
в) Чему равно сопротивление вторичной обмотки трансформатора?
Настройка транзисторного приемника в принципе мало отличается от настройки приемника лампового. Убедившись в том, что усилитель НЧ исправлен и лампы или транзисторы приемника работают в нормальных режимах, приступают к настройке контуров. Настройку начинают с детекторного каскада, затем переходят к усилителю ПЧ, гетеродину и входным контурам.
Настраивать контуры лучше всего с помощью генератора высокой частоты. Если же его нет, то можно производить настройку на слух, по принимаемым радиостанциям. В этом случае может потребоваться лищь авометр любого типа (ТТ-1, ВК7-1) и другой приемник, промежуточная частота которого равна промежуточной частоте настраиваемого приемника, но иногда настраивают и без всяких приборов. Авометр при настройке служит индикатором выходного сигнала.
При настройке контуров усилителя ПЧ в ламповом приемнике, когда для этой цели используются ВЧ генератор и ламповый вольтметр, последний недопустимо присоединять к сетке лампы, так как входная емкость вольтметра при этом добавляется к емкости сеточного контура. Вольтметр при настройке контуров следует присоединять к аноду следующей лампы. При этом контур в цепи анода этой лампы нужно зашунтировать резистором с сопротивлением порядка 500 - 1000 Ом.
Закончив настройку тракта усиления ПЧ, приступают к настройке гетеродина и усилителя ВЧ. Если в приемнике имеется несколько диапазонов, то настройку начи-нают с KB диапазона, а затем переходят к настройке.
Контуров СВ и ДВ диапазонов. Коротковолновые катушки (а иногда и средневолновые), в отличие от длинноволновых, обычно не.имеют сердечников;, намотаны они бывают чаще всего на цилиндрических (а иногда и на ребристых) каркасах. Изменение индуктивности таких катушек производят при настройке контуров, сдвигая или раздвигая витки катушек.
Для того чтобы определить, следует ли в данном контуре сдвигать витки или раздвигать их, необходимо вносить внутрь катушки либо приближать к ней попеременно кусочек феррита и латунный (или медный) стерженек. Еще удобнее эту операцию производить, если вместо отдельного кусочка феррита и латунного стержня применить специальную комбинированную индикаторную палочку, на одном конце которой закреплен магнетит (феррит), а на другом - латунный стержень.
Увеличивать индуктивность катушки контура усилителя ВЧ следует в том случае, если в точках сопряжения контуров громкость сигнала на выходе приемника возрастает при введении в катушку феррита и уменьшится при введении латунного стержня, и наоборот, индуктивность следует уменьшать, если громкость увеличивается при введении латунного стержня и уменьшается при введении феррита. Если контур настроен правильно, ослабление громкости сигнала в точках сопряжения наступает при введении и ферритового, и латунного стержней.
Контуры СВ и ДВ диапазонов настраивают в том же порядке. Изменение индуктивности катушки контура в точках сопряжения производится на этих диапазонах соответствующей регулировкой ферритового сердечника.
Изготовляя самодельные контурные катушки, рекомендуется намотать несколько заведомо лишних витков. Если при настройке контуров выявится, что индуктивность контурной катушки недостаточна, доматывать витки на готовой катушке окажется значительно сложнее, чем смотать лишние витки в процессе самой настройки.
Чтобы облегчить настройку контуров и градуировку шкалы, можно воспользоваться заводским приемником. Сравнивая углы поворота осей конденсаторов переменной емкости настраиваемого приемника и заводского (если блоки одинаковы) или положение указателей шкал, определяют, в какую сторону нужно сдвигать настройку контура. Если станция на шкале настраиваемого приемника находится ближе к началу шкалы, чем у заводского, то емкость подстроечного конденсатора контура гетеродина следует уменьшить, и наоборот, если ближе к середине шкалы - увеличить.
Способы проверки гетеродина в ламповом приемнике. Проверить, работает ли гетеродин в ламповом приемнике, можно разными способами: с помощью вольтметра, оптического индикатора настройки и т. д.
При использовании вольтметра его подключают параллельно резистору в анодной цепи гетеродина. Если замыкание пластин конденсатора в контуре гетеродина вызывает увеличение показаний вольтметра, то гетеродин работает. Вольтметр должен иметь сопротивление не менее 1000 Ом/В и быть установлен на предел измерений в 100 - 150 В.
Проверка работоспособности гетеродина оптическим индикатором настройки (лампа 6Е5С) также несложна. Для этого управляющую сетку лампы гетеродина коротким проводником соединяют с сеткой лампы 6Е5С через резистор сопротивлением 0,5 - 2 МОм. Темный сектор индикатора настройки при нормальной работе гетеродина должен быть полностью закрыт. По изменению темного сектора лампы 6Е5С при вращении ручки настройки приемника можно судить об изменении амплитуды напряжения генератора на разных участках диапазона. В случае если неравномерность амплитуды наблюдается в значительных пределах, более равномерной генерации по диапазону можно добиться подбором количества витков катушки связи.
Проверку работы гетеродина транзисторного приемника осуществляют измеряя напряжение на нагрузке гетеродина (чаще всего на эмиттере транзистора преобразователя частоты или смесителя). Напряжение гетеродина, при котором преобразование частоты получается наиболее эффективным, лежит в пределах 80 - 150 мВ на всех диапазонах. Измерение напряжения на нагрузке производят ламповым вольтметром (ВЗ-2А, ВЗ-3 и др.). При замыкании контура гетеродина колебания его срываются, что можно отметить, измеряя напряжение на его нагрузке.
Иногда устранить самовозбуждение удается очень простыми способами. Так, чтобы устранить самовозбуждение в каскаде усиления ПЧ, в цепь управляющей сетки лампы этого каскада можно включить резистор сопротивлением 100 - 150 Ом. Усиление напряжения промежуточной частоты в каскаде уменьшится при этом незначительно, так как на сопротивлении теряется лишь небольшая часть подводимого напряжения сигнала.
В транзисторных приемниках самовозбуждение может наблюдаться, если разрядились батарея элементов или аккумуляторы. Батарею в этом случае следует заменить, а аккумуляторы поставить на зарядку.
В ряде случаев самовозбуждение в приемнике и телевизоре удается устранить и такими мерами, как перенос заземления отдельных элементов схемы, переделка монтажа и т. п. Оценить эффективность принятых мер борьбы с самовозбуждением часто можно следующим способом.
Рис. 25. К пояснению способа устранения самовозбуждения в транзисторных рефлексных приемниках
Приемник или телевизор подключают к регулируемому источнику питания (то есть к такому источнику, напряжение которого, подаваемое на анодные цепи, можно изменять в широких пределах), а на выходе приемника включают ламповый вольтметр или другой стрелочный индикатор. Так как в момент возникновения самовозбуждения напряжение на выходе приемника резко меняется, отклонение стрелки индикатора позволяет легко это отметить. Напряжение, снимаемое с источника, контролируется вольтметром.
Если самовозбуждение возникает при номинальном напряжении, то напряжение питания уменьшают до величины, при которой прекращается генерация. Затем принимают те или иные меры против самовозбуждения и повышают напряжение до возникновения генерации, отмечая его по вольтметру. В случае удачно принятых мер порог самовозбуждения должен значительно повыситься.
В транзисторных рефлексных приемниках самовозбуждение может возникнуть из-за неудачного расположения высокочастотного трансформатора (или дросселя) относительно магнитной антенны. Устранить такое самовозбуждение можно, используя короткозамкнутый виток медного провода диаметром 0,6 - 1,0 мм (рис. 25). П-образную скобу провода.продевают через отверстие в плате, загибают снизу, скручивают и припаивают к общему проводу приемника. Скоба может служить при этом элементом крепления трансформатора. Если обмотка трансформатора намотана на ферритовом кольце равномерно, то соответствующая ориентация короткозамкнутого витка относительно других ферритовых деталей не потребуется.
Почему приемник «завывает» на KB диапазоне. Часто можно наблюдать, что супергетеродинный приемник при приеме вещательной станции на коротких волнах при небольшой расстройке начинает «завывать». Однако если приемник настроить более точно на принимаемую станцию, то прием снова становится нормальным.
Причина «завывания» при работе приемника на коротких волнах заключается в акустической связи между громкоговорителем приемника и блоком конденсаторов настройки.
Устранить такую генерацию можно улучшением амортизации блока настройки, а также уменьшением различными доступными способами акустической обратной связи - изменением способа крепления громкоговорителя и т. д.
Настройка усилителя ПЧ с помощью другого приемника. В начале этого раздела был описан способ настройки радиоприемника с использованием простейших приборов. При отсутствии таких приборов настройку радиоприемников обычно производят на слух, без приборов. Однако сразу следует сказать, что этот способ не обеспечивает достаточной точности настройки и может применяться лишь в крайнем случае.
Для настройки контуров усилителя ПЧ вместо генератора стандартных сигналов можно использовать другой приемник, промежуточная частота которого равна промежуточной частоте настраиваемого приемника. -У настраиваемого лампового приемника провод АРУ, идущий от диода к управляющим сеткам регулируемых ламп, необходимо при настройке отсоединить от диода и соединить с шасси. Если этого не сделать, то система АРУ будет затруднять точную настройку полосовых фильтров. Кроме того, при настройке усилителя ПЧ надо сорвать колебания гетеродина, заблокировав его контур --конденсатором емкостью 0,25 - 0,5 мкФ.
Используемый при этом вспомогательный приемник не нужно подвергать каким-либо существенным переделкам. Для настройки потребуется всего лишь несколько дополнительных деталей: переменный резистор (0,5 - 1 МОм), два конденсатора постоянной емкости и два-три резистора постоянного сопротивления.
Настройку контуров усилителя. ПЧ приемника производят следующим образом. Вспомогательный приемник предварительно настраивают на одну из местных станций, работающих в диапазоне длинных или средних волн. Далее общие провода или шасси обоих приемников соединяют между собой, а провод, идущий в ламповом приемнике к управляющей сетке лампы первого каскада усиления ПЧ вспомогательного приемника, отсоединяют и подключают к управляющей сетке лампы соответствующего каскада усилителя ПЧ настраиваемого приемника. В случае настройки транзисторного приемника сигнал ПЧ через конденсаторы емкостью 500 - 1000 пФ подается поочередно на базы транзисторов соответствующих каскадов усилителя ПЧ.
Затем оба приемника вновь включают, однако во избежание помех при настройке низкочастотную часть вспомогательного, а также гетеродин настраиваемого приемника следует отключить (в ламповых приемкиках - вынув лампы соответственно усилителя НЧ и гетеродина).
При настройке каскадов усилителя ПЧ транзисторного приемника его гетеродин следует отключать, устанавливая перемычку в контуре гетеродина.
После этого, подав сигнал промежуточной частоты со вспомогательного приемника на вход усилителя ПЧ настраиваемого и плавно регулируя настройку контуров ПЧ последнего, добиваются слышимости станции, на которую настроен вспомогательный приемник. Дальше продолжают настройку- отдельно каждого контура (на максимальный уровень сигнала), причем настройку лучше всего вести по стрелочному прибору, подключенному к выходу усилителя НЧ, или по оптическому индикатору (лампа 6Е5С или ей подобная).
Начинают настройку с последнего контура ПЧ; сигнал подают на базу соответствующего транзистора либо прямо на сетку той лампы, в анодную цепь которой включен настраиваемый контур.
Если настройка ведется не по оптическому индикатору, а по громкости звука, то уровень громкости рекомендуется устанавливать минимальным, так как ухо человека при слабых звуках более чувствительно к изменению уровня громкости.
О настройке приемника по радиостанциям. Настройку супергетеродинного приемника - лампового или транзисторного - по принимаемым станциям без использования вспомогательного приемника обычно начинают на KB диапазоне. Регулируя контуры ПЧ по максимуму шумов и вращая ручку настройки, приемник устанавливают на любую из слышимых станций. Если удается принять такую станцию, то сразу же начинают регулировать контуры ПЧ, добиваясь максимальной слышимости (настройку начинают с последнего контура ПЧ). Затем ведут настройку гетеродинных и входных контуров, сначала на коротких, затем на средних и длинных волнах. Следует отметить, что настройка приемников по этому методу сложна, трудоемка и требует опыта и навыков.
Лампа 6Е5С - индикатор при настройке. По громкости звучания производить настройку контуров приемника, как уже говорилось, не рекомендуется, особенно если устанавливается высокий уровень громкости на выходе. Чувствительность человеческого уха к изменению уровня сигнала при громких звуках очень низка. Поэтому если все же приходится настраивать приемник по звуку, то регулятором следует устанавливать низкий уровень громкости, либо, что лучше, использовать оптический индикатор настройки - лампу 6Е5С или другую подобную.
Настраивая супергетеродинные приемники по принимаемым станциям и используя в качестве индикатора точности настройки лампу 6Е5С, регулировку контуров удобнее производить при таком уровне входного сигнала, при котором темный сектор этой лампы сужается до 1 - 2 мм.
Чтобы регулировать напряжение сигнала на входе приемника, параллельно антенной катушке можно подключать, например, резистор переменного сопротивления, величина которого в зависимости от чувствительности приемника может быть выбрана в пределах от 2 до 10 кОм.
Как обнаружить неисправный каскад в усилителе ВЧ. При налаживании или ремонте приемника каскад, в котором имеется неисправность, можно обнаружить с помощью антенны, поочередно присоединяя ее к базам транзисторов или к сеткам ламп усилителя и определяя на слух по шумам, имеются ли неисправности в этих каскадах.
Этим способом удобно пользоваться в тех случаях, когда имеется несколько каскадов усиления ВЧ.
Антенну в виде куска провода можно применять и при проверке каскадов усиления ПЧ и ВЧ в телевизорах. Так как на частотах, близких к промежуточной частоте телевизоров, нередко работают коротковолновые станции, то прослушивание этих станций будет свидетельствовать об исправности звукового канала,
