В.Ф.Григорьев,
c. Комсомольское, Чувашская Республика

Домашняя физика

Практическая работа. 7-й класс

Имея под рукой простые подручные материалы, можно в ходе практической работы изготовить простейшие автоматы для хозяйственных нужд. В основе одного из них лежит применение выталкивающей силы в жидкостях, т.е. силы Архимеда.

Ход занятия

Каждый ученик получает корпус стержневой авторучки, кусок пенопласта, металлическое кольцо или шайбу, набор проводов, лабораторный стакан, металлическую крышку с тремя отверстиями (одно – по центру, два – ближе к краю), две круглые батарейки на 1,5 В, корпус карманного фонарика, лампочку на 3,5 В на подставке, пластмассовый флакон с водой, кусок пустого стержня для авторучек.

1. Сборка устройства. Корпус пластмассовой ручки закрепляем в кусочке пенопласта, надеваем на него металлическое кольцо или шайбу, к шайбе присоединяем провод. Конец корпуса выводим через центральное отверстие крышки, а провод – через соседнее. К крышке с помощью металлической бельевой прищепки присоединяем второй провод простейшей схемы из батарейки и лампочки. При заполнении стакана водой поплавок поднимется, и металлическая шайба в какой-то момент коснётся крышки – цепь замкнётся, загорится лампочка.

2. Испытание. Опустим изготовленный поплавок на дно стакана. Сбоку на крышку поставим флакон с водой – горлышком вниз, сквозь отверстие. Замкнём схему. Через некоторое время лампочка загорится. Где можно применить такую установку в хозяйстве? Для контроля, например, бочек.

3. Усовершенствование. Учащиеся получают по пластмассовому ведру и соединяют его с изготовленным только что устройством шлангом так, чтобы излишек воды из ведра сливался в стакан. Лампочку заменяют электрическим звонком.

4. Изготовление электромагнитного реле. Берём две катушки из-под ниток, наматываем на них 500–600 витков провода ПЭЛ. Закрепляем на деревянной дощечке: длинными болтами – катушки, мелкими гвоздиками (клеммами) – выводы, а также болтом – жестяную пластинку (якорь). Она оттягивается пружиной и нормально замыкает цепь источника 36 В. При включении цепи питания электромагнита (4 В) якорь притягивается к его сердечникам, и цепь 36 В размыкается.

5. Конструкция регулятора уровня воды. Теперь подумаем, как сделать так, чтобы насос автоматически выключался, если ёмкость наполнилась водой. Включим ёмкость с поплавком в цепь обмотки реле, а выходную цепь реле – в цепь питания насоса. Когда ёмкость наполнится водой, поплавок поднимется и замкнёт управляющую цепь (батарея 4 В). Якорь притянется к сердечникам электромагнитов и разомкнёт цепь насоса. Поскольку настоящие насосы работают от сети (опасное для жизни напряжение 220 В), работу автоматики лучше демонстрировать с моделью школьного электродвигателя.