Программа Начала электроники представляет собой электронный конструктор, позволяющий имитировать на экране монитора процессы сборки электрических схем, исследовать особенности их работы, проводить измерения электрических величин так, как это делается в реальном физическом эксперименте.
С помощью программы можно:
- изучать зависимость сопротивления проводников от удельного сопротивления его материала, длины и поперечного сечения;
- изучать законы постоянного тока – закон Ома для участка цепи и закон Ома для полной цепи;
- изучать законы последовательного и параллельного соединения проводников, конденсаторов и катушек;
- изучать принципы использования предохранителей в электронных схемах;
- изучать законы выделения тепловой энергии в электронагревательных и осветительных приборах, принципы согласования источников тока с нагрузкой;
- ознакомиться с принципами проведения измерений тока и напряжения в электронных схемах с помощью современных измерительных приборов (мультиметр, двухканальный осциллограф), наблюдать вид переменного тока на отдельных деталях, сдвиг фаз между током и напряжением в цепях переменного тока;
- изучать проявление емкостного и индуктивного сопротивлений в цепях переменного тока, их зависимость от частоты генератора переменного тока и номиналов деталей;
- изучать выделение мощности в цепях переменного тока;
- исследовать явление резонанса в цепях с последовательным и параллельным колебательным контуром;
- определять параметры неизвестной детали;
- исследовать принципы построения электрических фильтров для цепей переменного тока.
Программу можно также использовать в рамках ее возможностей и для других задач в самостоятельной творческой работе учащихся.
Одной из главных особенностей комплекса является максимально возможная имитация реального физического процесса. Для этой цели предусмотрено, например, следующее:
- изображения деталей конструктора и измерительных приборов приводятся не схематически, а в таком виде, как “на самом деле”;
- при превышении номинальной мощности электрического тока, протекающего через сопротивление, последнее “сгорает” и приобретает вид почерневшей детали;
- лампочка и электронагревательный прибор при номинальной мощности начинают светиться и “перегорают”, если мощность, рассеиваемая на них, превышает рабочее значение;
- при превышении рабочего напряжения на конденсаторе, последний также “выходит из строя”;
- при превышении номинального рабочего тока через предохранитель, он “перегорает”;
- большинство операций и их результаты сопровождаются звуковыми эффектами.
Это делается для того, чтобы учащийся наглядно видел последствия своих ошибок, учился разбираться в причинах того или иного неудачного эксперимента и вырабатывал необходимые навыки предварительного анализа схемы.
При запуске программы, на экран монитора компьютера выводятся:
- монтажный стол с контактными площадками, на котором можно собирать и анализировать работу электрических схем (в центре экрана);
- панель деталей, содержащая набор электрических элементов (в правой части экрана);
- “мусорная корзина”, куда выбрасываются перегоревшие и ненужные детали (она расположена в левом нижнем углу экрана);
- панель управления программой с кнопками для вызова вспомогательных инструментов (расположена в верхней части экрана).
Монтажный стол представляет собой набор из 7 х 7 = 49 контактных площадок, к которым “припаиваются” электрические детали, для сборки различных электрических схем. Каждая деталь может располагаться лишь между двумя ближайшими контактными площадками или вертикально или горизонтально.
К деталям, в точки их соединения с контактными площадками, можно подключать щупы измерительных приборов.
Выбор деталей из набора конструктора и “пайка” их на рабочем столе производится с помощью манипулятора “мышь”. Это делается стандартным для Windows – приложений способом – необходимо поместить указатель “мыши” на нужную деталь (указатель принимает вид пинцета), затем нажать левую кнопку “мыши” и, удерживая ее в нажатом состоянии, переместить деталь в нужное место монтажного стола. После освобождения левой кнопки “мыши”, деталь будет установлена в указанном месте.
Ненужные и “испорченные” детали можно удалить со стола в “мусорную корзину” таким же способом.
Можно удалять детали со стола и другим методом. Необходимо “щелкнуть” на детали правой кнопкой “мыши” – появится окно с надписью “Выбросить деталь”. После подтверждения (щелчка на кнопке), деталь будет удалена в корзину.
Детали, “выброшенные” за пределы монтажного стола, но не в корзину, накапливаются в нижней части монтажного стола.
На столе одновременно не могут быть расположены источники переменного и постоянного тока.
Поделиться с друзьями: