Nghiên cứu, lắp ráp và sử dụng các mạch tự động hoá cơ sở vào dạy học vật lí ở trường THPT

Khóa luận tốt nghiệp trờng đại học Vinh Phan Văn Thuận Khoa Vật lý ****** Nghiên cứu, lắp ráp sử dụng mạch tự động hóa sở vào dạy học vật lý trờng THPT khóa luận tốt nghiệp đại học Chuyên ngành: Lý luận phơng pháp giảng dạy vật lý Giáo viên hớng dẫn: TS Phạm Thị Phú Sinh viên thực hiện: Phan Văn Thuận lớp 44A vật lý Vinh - 2007 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Lời cảm ơn Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn, giúp đỡ bảo tận tình cô giáo hớng dẫn TS Phạm Thị Phú Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ môn PPGD; thầy cô cán khoa Vật lý, phòng thí nghiệm PPGD toàn thể bạn bè gia đình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Vinh, ngày 14 tháng 05 năm 2007 Sinh viên Phan Văn Thuận Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận mục lục Trang Mở đầu Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu 4 Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phơng pháp nghiên cứu Kết nghiên cứu 8.1 8.2 8.3 8.4 Chơng 1: Nghiên cứu lắp ráp mạch tự động hóa sở Bài 1: Rơle nhiệt Bài 2: Rơle điện từ Bài 3: Điện trở phụ thuộc vào ánh sáng (điện trở quang) 10 Bài 4: Rơle điều khiển ánh sáng 14 Bài 5: Đặc tính Điốt (Diode) 16 21 24 27 30 33 37 39 42 45 48 51 Bài 6: Điốt Phát quang Bài 7: Máy thử cực với Điốt Bài 8: Đờng đặc trng Điốt-Z Bài 9: Bảo vệ tải dùng Điốt-Z Bài 10: Chiều Điốt mạch Tranzito Thử mạch điện với Điốt phát quang Bài 11: Đờng đặc trng truyền Tranzito Bài 12: Mạch Tranzito điều khiển điện áp Bài 13: Công tắc trễ Bài 14: Sự chia điện áp Bài 15: Mạch Tranzito điều khiển dòng Bài 16: Điều khiển Tranito ánh sáng Chơng 2: Sử dụng thí nghiệm mạch tự động hóa sở vào dạy học vật lý THPT 2.1 Sử dụng thiết bị tự động hóa thực hành thí nghiệm vật lý a Thiết bị đo thời gian SGK VL 10 phân ban b Thiết bị đo thời gian dùng trạm quang tự chế tạo 2.2 Dạy học khóa Giáo án 1: Sự nở nhiệt vật rắn Giáo án 2: Quang trở pin quang điện 55 55 56 58 58 61 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Bài thí nghiệm thực hành Bài 1: Vẽ đờng đặc tính Điốt Bài 2: A Khảo sát điện trở phụ thuộc vào ánh sáng; B Rơle điện từ điều khiển ánh sáng Ngoại khóa Vật lý Bài 1: Công tắc cảm ứng tay Bài 2: Công tắc hẹn tự động Kết luận Tài liệu tham khảo 63 63 65 69 69 72 74 76 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Mở đầu Lý chọn đề tài Việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp tỏ quan trọng điều kiện khoa học kỹ thuật phát triển nh vũ bão Những ứng dụng vật lý vào kỹ thuật tạo ph ơng pháp sản xuất mới, dẫn tới suất lao động cao mà nhiều thay đổi chức ngời máy móc trình sản xuất Chẳng hạn nh nhiều lĩnh vực sản xuất đợc tự động hóa hoàn toàn hay phần, máy móc hoạt động theo chơng trình hoàn toàn xác định với mức độ xác cao ng ời thao tác trực tiếp máy Vai trò ngời quy việc kiểm tra hoạt động hệ thống tự động, phát điều chỉnh trục trặc cố, thao tác trực tiếp vật liệu cần gia công công việc đợc rôbốt máy móc tự động đảm nhận Bớc vào kỷ 21, xuất nhiều công nghệ sản xuất đại, tự động hóa giữ vai trò quan trọng, ngời lao động cần phải có kiến thức tự động hóa Vì ngồi ghế nhà trờng phải chuẩn bị cho học sinh kiến thức kỹ cần thiết để họ nhanh chóng tham gia vào hoạt động sản xuất đa dạng xã hội đại Việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp không đòi hỏi phải dạy cho học sinh tất máy móc, thiết bị nhng đòi hỏi phải dạy sở, nguyên tắc vật lý nói chung Nắm đợc nguyên tắc chung đó, học sinh dễ dàng sau vào sử dụng loại máy móc chuyên dùng cụ thể ngành sản xuất Môn vật lý học đóng vai trò quan trọng để thực đ ợc mục tiêu Vì dạy học vật lý cần tạo đợc niềm tin vào đắn khoa học, phải mang lại gần gũi học thực tiễn Điều thực đợc thông qua thí nghiệm mà giáo viên học sinh tiến hành trình dạy học Nh ng nhiều Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận thí nghiệm để có đợc kết xác, thuyết phục giáo viên học sinh đo đạc trực tiếp mà phải nhờ vào hỗ trợ thiết bị tự động Từ mục tiêu quan trọng chọn đề tài "Nghiên cứu, lắp ráp sử dụng mạch tự động hóa sở vào dạy học vật lý trờng THPT" cho đề tài Mục đích nghiên cứu - Lắp ráp sử dụng thiết bị điều khiển tự động vào số thí nghiệm vật lý nhằm nâng cao độ tin cậy kết thu đ ợc tiến hành thí nghiệm - Đề xuất phơng án thí nghiệm vào dạy học trờng phổ thông Đối tợng nghiên cứu - Các phần tử thay đổi trạng thái có tác động điều kiện bên - Từ phần tử tiến hành lắp ráp sử dụng thí nghiệm Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu phạm vi mạch tự động hóa sở (đơn giản, bản) trình độ kiến thức vật lý THPT Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu tài liệu thí nghiệm điện tử hãng Leybold - CHLB Đức sản xuất + Lắp ráp mạch tự động hóa sở dựa tài liệu hãng cung cấp thiết bị đợc trang bị phòng thí nghiệm phơng pháp dạy học khoa Vật lý + Nghiên cứu sách giáo khoa vật lý 10, 11, 12 THPT (các thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm thực hành) sử dụng thí nghiệm trình dạy học + Đề xuất phơng án sử dụng thí nghiệm vào dạy học vật lý trờng phổ thông (thí nghiệm học xây dựng kiến thức mới; thí nghiệm học tập vật lý (bài tập thí nghiệm vật lý); thí nghiệm tiết thực hành; thí nghiệm học ngoại khóa) giả thuyết khoa học Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Có thể cần phải sử dụng thí nghiệm mạch tự động hóa sở dạy học vật lý trờng THPT Từ góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp dạy học vật lý Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: + Cơ sở lý thuyết đề tài; + Xây dựng phơng án dạy học Nghiên cứu thực nghiệm: + Tiến hành thí nghiệm thí nghiệm điện tử; + Thiết kế chế tạo thiết bị ứng dụng mạch tự động hóa sở Kết nghiên cứu 8.1 Lắp ráp thực thành công 16 đề tài thí nghiệm theo tài liệu thí nghiệm hãng Leybol phần "kỹ thuật điện tử" 8.2 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thành công thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng sử dụng Rơle quang điện: Bộ thí nghiệm thay thí nghiệm có nội dung tơng tự ĐHBK HN chế tạo (trong danh mục thiết bị dạy học vật lý lớp 10 chơng trình phân ban), đảm bảo thí nghiệm xác 8.3 Đề xuất phơng án dạy học sử dụng thí nghiệm mạch tự động hóa sở 8.4 Chế tạo thiết bị tự động báo trộm thiết kế mạch điện công tắc hẹn tự động Dùng cho dạy học ngoại khóa trờng phổ thông Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Chơng Nghiên cứu lắp ráp mạch tự động hóa sở Phòng thí nghiệm phơng pháp khoa Vật lý đợc trang bị thí nghiệm điện tử hãng Leybold - CHLB Đức cung cấp Bộ thí nghiệm lắp ráp đợc 21 thí nghiệm Tuy nhiên thực tiễn dạy học tiến hành lắp ráp 16 thí nghiệm ứng dụng vào dạy học vật lý trờng THPT Trong có đợc bổ sung thay Bài Rơ le nhiệt Mục đích - Hiểu đợc cấu tạo Rơle nhiệt nguyên tắc hoạt động - Biết đợc ứng dụng Rơle nhiệt dụng cụ điện Cơ sở lý thuyết Rơle nhiệt hoạt động nhờ vào tính chất nở nhiệt kim loại Do hệ số nở nhiệt chất khác khác (ở ta xét kim loại) Vì ta gắn chặt hai kim loại có chất khác đa đến nhiệt độ dài (ngắn) Do tợng mà có xu hớng kéo có xu hớng đẩy làm cho hai uốn cong Hình 1.1 Hình 1.2 hớng Thiết bị Băng kép (thanh tiếp xúc) Hình 1.3 ảnh Rơle nhiệt (băng kép) Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Bảng cắm linh kiện Một bóng đèn nguồn điện 6V Nguồn cung cấp nhiệt (đèn cồn) Tiến hành thí nghiệm Mắc thí nghiệm nh sơ đồ sau: K Băng kép 6V Đèn Hình 1.4 Hình 1.5: ảnh băng kép bị nung nóng - Tăng nhiệt độ (cho Rơle tiếp xúc với lửa đèn cồn) Rơle nhiệt quan sát tợng - Để nhiệt độ Rơle nhiệt độ ban đầu quan sát tợng Kết + Khi tăng nhiệt độ Rơle thấy bóng đèn tắt + Khi để nhiệt độ nhiệt độ ban đầu bóng đèn sáng trở lại Nhận xét, đánh giá - Hình dạng Rơle thay đổi nh thay đổi nhiệt độ? Giải thích sao? Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận + Rơle đợc cấu tạo hai thép có hệ số nở nhiệt khác thay đổi nhiệt độ làm cho Rơle cong phía - Từ thí nghiệm nêu ứng dụng thực tế Rơle + Rơle nhiệt đợc sử dụng đời sống kỹ thuật nh: bàn là, nồi cơm điện Bài Rơle điện từ Mục đích + Hiểu đợc cấu tạo nguyên tắc hoạt động Rơle điện từ + Biết đợc ứng dụng Rơle điện từ kỹ thuật Cơ sở lý thuyết Rơle điện từ loại dụng cụ điện có chức tự động đóng ngắt mạch điện hay dùng để điểu khiển đóng ngắt mạch điện Hình 2.1 sơ đồ nguyên tắc cấu tạo kiểu Rơle điện từ tự động đóng ngắt mạch Trong sơ đồ N nam châm điện, S sắt giữ cho thép trụ K không bị lò xo L đẩy ra, hai tiếp điện T T L I S K N I Hình 2.1 Vì lý (nh bị chập mạch) làm dòng điện mạch tăng mức cho phép nam châm N hút sắt S phía Khi xo L đẩy trụ K làm hở hai tiếp T Dòng điện bị ngắt Hình 2.2 sơ đồ nguyên tắc hoạt động Rơle điều khiển việc đóng ngắt mạch điện Bộ phận chủ yếu Rơle nam châm điện N Khi đóng khóa K nam châm điện N hút sắt S Thanh thép mang phận tiếp xúc nam châm hút đóng mạch 10 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Bài thí nghiệm thực hành Bài Vẽ đờng đặc tính Điốt (Dành cho học sinh lớp 11) Mục đích + Xác định cờng độ dòng điện I Điốt Silic hiệu điện khác + Dùng cặp giá trị (U, I) để vẽ đờng cong đặc tính cho mối quan hệ U I Điốt Thiết bị Bảng mạch cắm điện Điốt Si 1N 4007 Điện trở STE, 100 Phân (chiết áp, biến trở) 220 Nguồn điện 3V DC Một Ampekế (0,1A DC) Vônkế 1V DC Dây nối, cầu nối công tắc Tiến hành thí nghiệm Lắp ráp mạch điện nh hình vẽ 1.1: 100 3V 220 V a A Hình 1.1 Chú ý: + Kí hiệu chiều Điốt mạch + Loại Điốt đợc dùng 1N 4007 + Đối chiếu lại mạch mắc với sơ đồ + Trớc đặt nguồn cung cấp phải tắt công tắc + Chuyển phân (chiết áp, biến trở) vị trí a + Đóng công tắc nguồn 71 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận + Dùng phân (biến trở, chiết áp) tăng hiệu điện nấc nh bảng 1.1 Ghi lại kết thu đợc vào bảng 1.1 Bảng 1.1 U (V) I (mA) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 0,72 + Giữ nguyên linh kiện mạch, đồng thời đảo cực nguồn cấp Nh hình 1.2: 100 220 3V V a A Hình 1.2 + Tiến hành thí nghiệm nh trên, dùng phân để thay đổi điện áp từ 0V xuống -3V Ghi lại kết vào bảng 1.2 Bảng 1.2 U(V) I(mA) -0,1 -0,2 -0,3 72 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận -0,75 Nhận xét, đánh giá + Vẽ đồ thị từ bảng kết quả; + Nhận xét đờng đặc tính Điốt 73 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Bài A Khảo sát điện trở phụ thuộc vào ánh sáng B Rơle điện từ điều khiển ánh sáng (Dành cho học sinh lớp 12) A Khảo sát điện trở phụ thuộc vào ánh sáng Mục đích + Khảo sát ảnh hởng thay đổi cờng độ ánh sáng đến trị số điện trở vật dẫn + Biết đợc điện trở quang điện trở phụ thuộc vào ánh sáng trị số điện trở giảm có ánh sáng chiếu tới + Qua giúp học sinh biết đợc kí hiệu điện trở quang (LDR), nhận biết đợc linh kiện điện tử Thiết bị Bảng cắm linh kiện Điện trở LDR Điện trở 10 K Nguồn điện 12V DC Vôn kế 3V DC; 30V DC Dây nối, mảnh vải Tiến hành thí nghiệm + Lắp ráp mạch điện nh sơ đồ sau (hình A.1) + Đặt thang đo hiệu điện Vônkế mức 3V DC + Đặt nguồn cung cấp mức 12V DC + Xoay bảng cắm linh kiện để ánh sáng ban ngày chiếu vào phía có mũi tên (phía trớc) điện trở quang LDR V 12V 10 k Hình A.2 + Đọc giá trị điện áp Vôn kế Ghi lại giá trị điện áp U =? 74 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận + Che bàn tay phía trớc điện trở quang (làm giảm ánh sáng chiếu vào điện trở quang), quan sát tợng xảy Vôn kế + Sau nối điện trở quang mạch cho ánh sáng chiếu vào phía sau điện trở quang (đảm bảo chắn ánh sáng không bị che) Đọc ghi lại giá trị hiệu điện Vôn kế U = ? + Thay đổi mức thang đo Vôn kế lên 30V + Che điện trở quang phía ánh sáng không chiếu vào điện trở quang (có thể dùng mảnh vải) Đọc ghi lại giá trị hiệu điện U =? Kết - Giá trị U = ?V - Khi che điện trở quang kim đồng hồ lệch sao? - Giá trị U =?V - Giá trị U =?V Nhận xét, đánh giá - Hiệu điện hai đầu điện trở quang lớn ánh sáng chiếu vào điện trở hay không cho ánh sáng chiếu vào? - Khi chiếu ánh sáng vào điện trở quang trở kháng điện trở quang lớn hay nhỏ hơn? - Khi ánh sáng chiếu vào điện trở quang với cờng độ sáng nh nhau, trờng hợp thứ chiếu vào phía trớc, trờng hợp thứ hai chiếu vào phía sau trờng hợp trở kháng điện trở quang thay đổi nhiều hơn? B Rơle điện từ điều khiển ánh sáng Mục đích + Thiết lập mạch điện mà ta bật tắt Rơle ánh sáng + Thí nghiệm cho thấy ứng dụng điện trở quang, đồng thời hiểu đợc nguyên tắc hoạt động Rơle tự động đóng ngắt đèn chiếu sáng công cộng Thiết bị 75 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Bảng cắm linh kiện Một điện trở R (470) Một điện trở quang (LDR) Đèn 4V/0,04 6V/5W Nguồn điện 6V DC Dây nối công tắc Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Đèn L tắt điện trở quang đợc chiếu sáng Mắc mạch điện nh hình B.1 + Đặt mức điện áp lối vào 6V DC + Công tắc đèn L cha bật, tợng xảy L + Bật khóa K cho đèn L sáng lên Hiện tợng xảy đèn L mà đèn L chiếu vào điện trở quang? Ghi kết quan sát đợc [1] + Tiếp theo ta tắt công tắc đèn L Ghi kết quan sát đèn L [2] Chú ý Trờng hợp L không xảy tợng tắt đèn L ta cần phải kiểm tra điện áp cấp cho Rơle, lúc ta tắt đèn L giảm điện áp cấp cho Rơle L1 6V 5w LDR 470 4V 0,04A A B - 6V L2 T K Hình B.1 + Đóng công tắc K đèn L Khi ta dùng tay che khoảng đèn L điện trở quang Quan sát tợng xảy đèn L [3] 76 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Thí nghiệm Đèn L sáng lên điện trở quang đợc chiếu sáng.+ Đặt điện áp mức Tắt công tắc đèn L L1 6V 5w LDR 4V 0,04A A B - 6V L2 470 T K Hình B.2 + Mắc lại sơ đồ mạch điện nh hình B.2: + Các bớc tiến hành thí nghiệm nh thí nghiệm Ghi lại kết thu đợc Kết Thí nghiệm 1: Thí nghiệm 2: Nhận xét, đánh giá - Điện trở điện trở quang thay đổi nh đợc chiếu sáng? Khi đợc chiếu sáng có tác dụng mạch? - Từ thí nghiệm ta rút ứng dụng thực tế dùng điện trở quang để đóng mở công tắc hệ thống chiếu sáng công cộng Muốn sơ đồ mạch điện đợc bố trí nh sơ đồ nào? 77 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Ngoại khóa Vật lý Bài Công tắc cảm ứng tay Mục đích - Rèn luyện kỹ lắp ráp mạch điện cho học sinh - Tạo niềm đam mê học sinh phần tự động hóa - Có thể tự tạo dụng cụ tự động phục vụ cho đời sống Dụng cụ Tranzito loại npn Rơle điện chân 12V Điện trở 100k tụ hóa: 4,7àF 220àF Nguồn điện 12V DC Dây nối Mỏ hàn thiếc + thiếc hàn Cơ sở lý thuyết + R Rơle + M1 220àF T2 T1 12V 4,7àF + Zener 12V T3 M2 - Đây công tắc đợc đóng mở tự động dựa vào phân cực Tranzito - Trong mạch có hai điểm để chạm tay: Khi chạm vào M1 công tắc điện đóng, chạm vào M2 thi công tắc mở (ngắt điện) - Khi chạm tay vào M1 làm thay đổi điện Base T2 nên phân cực thuận cho T2 T3 Rơle đợc cấp dòng hút đóng khóa K lúc R100k đợc nối xuống Base T2, T3 mục đích phân cực để giữ Rơle - Khi chạm tay vào M2 T1 đợc phân cực thuận, T1 dẫn thông phân cực T2 T3 Dòng điện cấp qua Rơle bị ngắt Rơle trở trạng thái ban đầu Tụ điện có tác dụng liên lạc tín hiệu lọc dòng chiều mạch ổn định Điốt Zener bảo vệ tải mạch 78 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận - Tận dụng tiếp điểm khác Rơle để đóng mở công tắc cho dụng cụ điện khác nh đèn, quạt, sử dụng để làm báo động chống trộm Tiến hành thí nghiệm - Lắp ráp mạch nh hình kiểm tra lại chiều linh kiện (đặc biệt chiều Tranzito) - Cấp điện cho mạch chạm tay vào điểm M1 Nếu Rơle chuyển trạng thái mạch lắp thành công Nếu không cần kiểm tra lại chỗ nối chiều Tranzito - Chạm tay vào điểm M2 Rơle nhả mạch thành công Nếu không cần kiểm tra T2 Sau kiểm tra bớc hoàn tất ta có công tắc tự động lý thú Kế hoạch dạy học 5.1 Bảng hớng dẫn học sinh tìm kiếm vật liệu chế tạo TT Tên thiết bị Cách tìm kiếm, chế tạo Giá tiền Tranzito npn + Điốt Lấy mạch điện cũ Tụ điện + điện trở Lấy mạch điện cũ Rơle điện Lấy mạch điện cũ 3000VNĐ Biến Mua 10.000VNĐ Bộ phát âm Đồ chơi trẻ em (ô tô nhựa 15.000VNĐ có phát âm) (chú ý: loại Tranzito npn thờng có ký hiệu: C D ví dụ: C1815 hay D565 loại chân C) 79 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận 5.2 Danh sách nhóm học sinh tham gia Nhóm Họ tên Nhiệm vụ 5.3 Kiểm tra, đánh giá sản phẩm - Trình bày sản phẩm nhóm; - Các nhóm nêu khó khăn; ý tởng sáng tạo trình tiến hành; - Chọn sản phẩm thành công nhất; có ý tởng sản phẩm; - Chế độ khuyến khích động viên nhóm 80 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Bài Công tắc hẹn tự động Mục đích - Rèn luyện kỹ lắp ráp mạch điện - Tăng niềm say mê, yêu thích phần tự động hóa từ phát triển ứng dụng phần vào đời sống Dụng cụ Tranzito npn Rơle 12V + nút ấn nhả Tụ hóa 2200àF Điốt 1N4007 Điện trở 100k chiết áp 1M Nguồn điện 12V DC Dây nối mỏ hàn thiếc Cơ sở lý thuyết - Khi ta ấn nút Start nguồn 12V DC nạp cho tụ điện 2200àF Đồng thời phần dòng điện qua hai Tranzito làm dẫn thông cho dòng chạy qua Rơle Khi ta buông tay tụ điện tiếp tục phóng điện qua R = 100k chiết áp 1M giữ phân cực thuận cho T1, T2 Rơle đợc đóng tụ điện đợc phóng hết - Để thay đổi thời gian công tắc ta điều chỉnh chiết áp 1M Để có thời gian lớn ta thay tụ 2200àF tụ 4700àF - Điốt 1N4007 mắc ngợc để chống dòng cảm ứng Rơle gây làm hỏng Tranzito Thí nghiệm Lắp ráp mạch nh sơ đồ 12V + 1N4007 Start 100k T1 1M C + Rơle 2200àF - Chú ý: + Chiều Tranzito; + Chiều Điốt 81 T2 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Thử mạch: + Đa chiết áp 0M (để thời gian đợi thử mạch ngắn nhất) cấp nguồn cho mạch + Nhấn công tắc ấn nhả + Nếu Rơle không đóng cần kiểm tra chiều Điốt Tranzito + Kiểm tra thành công nhấn lại công tắc chờ thời gian để Rơle mở Khi mạch điện thành công Đây ví dụ minh họa rõ công tắc trễ thuộc 13 đề tài Kế hoạch dạy học 5.1 Bảng hớng dẫn học sinh tìm kiếm vật liệu chế tạo TT Tên thiết bị Cách tìm kiếm, chế tạo Giá tiền tranzito npn + Điốt Lấy mạch điện cũ Tụ điện + điện trở Lấy mạch điện cũ Rơle điện + nút bấm Lấy mạch điện cũ 3000VNĐ Biến Mua 10.000VNĐ Chiết áp Mua (hoặc lấy mạch 1000 điện cũ) 5.2 Danh sách nhóm học sinh tham gia Nhóm Họ tên Nhiệm vụ 5.3 Kiểm tra, đánh giá sản phẩm - Trình bày sản phẩm nhóm; - Các nhóm nêu khó khăn; ý tởng sáng tạo trình tiến hành; - Chọn sản phẩm thành công nhất; có ý tởng sản phẩm; - Chế độ khuyến khích động viên nhóm 82 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Kết luận Qua trình nghiên cứu, thực nghiệm đề tài giải đợc vấn đề sau: - Nghiên cứu lắp ráp thành công 16 thí nghiệm mạch điện tự động hóa sở - Xây dựng sở lý thuyết cho thí nghiệm phù hợp với trình độ chơng trình Vật lý phổ thông - Đề xuất đợc thí nghiệm sử dụng vào dạy học khóa môn Vật lý trờng phổ thông soạn hai giáo án cho thí nghiệm - Đề xuất đợc thí nghiệm thực hành đồng loạt cho học sinh khối 11 khối 12 - Tiến hành lắp ráp thí nghiệm nghiên cứu chuyển động thẳng, với độ xác cao Đặc biệt thí ngiệm tơng tự đợc sử dụng vào dạy học trờng THPT - Thiết kế hai mạch tự động - Lắp ráp mạch mạch để dành cho phần thực hành ngoại khóa học sinh - Xây dựng phơng án thực hành ngoại khóa Vật lý, sân chơi bổ ích cho học sinh đam mê ngành tự động hóa Đồng thời có tính hớng nghiệp cho học sinh Ngành tự động hóa phát triển mạnh mẽ năm tới Do để chuẩn bị kiến thức bản, kỹ cho học sinh việc thiết có ý nghĩa to lớn với phát triển xã hội Vì có số đề xuất sau: - Cần có điều chỉnh hợp lý nội dung SGK Vật lý để tăng thời lợng thí nghiệm, thực hành mạch tự động hóa sở - Thực buổi ngoại khóa tìm hiểu thiết bị tự động quanh ta Với ngành lôi học sinh nh ngời khác tham gia nên việc dễ thành công 83 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Nhìn chung đề tài thực đợc mục đích nhiệm vụ nghiên cứu nhiên nhiều thiếu sót Rất mong đợc bổ sung góp ý thầy cô giáo để luận văn hoàn thiện 84 I (mA) Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận Tài liệu tham khảo [1] Tài liệu hớng dẫn thí nghiệm điện tử - Hãng Leybold - CHLB Đức - 2004 [2] Tập thể tác giả: SGK Vật lý 10 - NXB GD - 2006 [3] Tập thể tác giả: SGK Vật lý 11 - NXB GD - 2006 [4] Tập thể tác giả: SGK Vật lý 12 - NXB GD - 2001 [5] Nguyễn Quang Lạc: Lý luận dạy học Vật lý trờng phổ thông Vinh 1997 [6] Nguyễn Thợng Chung: Thí nghiệm thực hành Vật lý cấp III - NXB Hà Nội - 1967 [7] Phạm Thị Phú: Bồi dỡng phơng pháp thực nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao hiệu dạy học - Luận án tiến sỹ khoa học s phạm tâm lý - Vinh 1999 [8] Đỗ Xuân Thụ (chủ biên): Kỹ thuật điện tử - NXB GD - 2005 [9] Hoàng Danh Tài - (Luận văn tốt nghiệp): Sử dụng nghiệm mô hình kết hợp dao động ký điện tử dạy học chơng "dòng điện xoay chiều" Vật lý 12 [10] Tập thể tác giả: Vật lý 11 (thí điểm) - Sách giáo viên - NXB GD 2006 85 [...]... hơn? Khi chiếu ánh sáng vào điện trở quang thì trở kháng sẽ giảm đi - Khi ánh sáng chiếu vào điện trở quang với cờng độ sáng nh nhau, trờng hợp thứ nhất là chiếu vào phía trớc, trờng hợp thứ hai là chiếu vào phía sau thì trờng hợp nào trở kháng của điện trở quang thay đổi nhiều hơn? Trở kháng của điện trở quang sẽ thay đổi nhiều hơn khi ánh sáng chiếu vào mặt trớc của điện trở quang Hình 3.3: LDR không... điện trở quang) Dựa vào tính chất này ngời ta lắp ráp các mạch điện tử điều khiển các phần tử trong mạch dựa vào ánh sáng 2 Thiết bị 1 Bảng cắm linh kiện 12 Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận 2 Điện trở LDR 3 Điện trở 10 K 4 Nguồn điện 12V DC 5 Vôn kế 3V DC; 30V DC 6 Dây nối, mảnh vải 3 Tiến hành thí nghiệm + Lắp ráp mạch điện nh sơ đồ sau (hình 3.2) + Đặt thang đo hiệu điện thế của Vônkế ở mức 3V... cờng độ ánh sáng đến trị số điện trở vật dẫn + Biết đợc điện trở quang là điện trở phụ thuộc vào ánh sáng và trị số điện trở giảm khi có ánh sáng chiếu tới + Qua đây giúp học sinh biết đợc kí hiệu điện trở quang (LDR), và có thể nhận biết đợc nó trong các linh kiện điện tử 2 Cơ sở lý thuyết - Điện trở quang (LDR) là linh kiện điện tử nhạy với ánh sáng Cấu tạo của quang trở gồm một lớp chất bán dẫn (cadimi... che điện trở quang kim đồng hồ lệch nhiều hơn (hiệu điện thế tăng) - Giá trị U =2,9V 2 - Giá trị U =11,5V 3 5 Nhận xét, đánh giá - Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở quang sẽ lớn khi ánh sáng chiếu vào điện trở hay khi không cho ánh sáng chiếu vào? Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở sẽ lớn hơn khi không cho ánh sáng chiếu vào - Khi chiếu ánh sáng vào điện trở quang thì trở kháng của điện trở quang sẽ... 2 Cơ sở lý thuyết Mạch điện đợc mắc nh hình 4.1 L1 6V 5w LDR 470 A B 4 - 6V T K Hình 4.1 ảnh các linh kiện và mạch điện được lắp ráp 16 L2 4V 0,04A Khóa luận tốt nghiệp Phan Văn Thuận + Khi cha đợc chiếu sáng điện trở của điện trở quang rất lớn, do đó dòng điện qua nó rất nhỏ Khi này dòng qua điện trở R và LDR không đủ để cho Rơle hoạt động (Rơle ở đây chính là một Rơle điện, nó đ ợc cấu tạo bởi một... cấp ở mức 12V DC + Xoay bảng cắm linh kiện để ánh sáng ban ngày chiếu vào phía có mũi tên chỉ (phía trớc) của điện trở quang LDR V 12V 10 k Hình 3.2 + Đọc giá trị điện áp ở Vôn kế Ghi lại giá trị điện áp U =? 1 + Che bàn tay phía trớc điện trở quang (làm giảm ánh sáng chiếu vào điện trở quang), quan sát hiện tợng xảy ra trên Vôn kế + Sau đó nối điện trở quang trong mạch sao cho ánh sáng chiếu vào phía... Tuy vậy số lỗ trống tăng lên nhng số electron tự do không tăng nên tính chất dẫn điện của bán dẫn này do lỗ trống quyết định Lớp bán dẫn n: đợc tạo thành bởi nguyên tố Silic và tạp chất pha vào thuộc thuộc nhóm V (thờng sử dụng Asen (As)) Giả sử ta pha vào tinh thể Si một lợng rất ít các nguyên tử As Trong mạng tinh thể bốn electron của nguyên tử As tham gia vào việc tạo thành bốn mối liên kết cộng hóa... phát quang trên mạch điện và trong thực tế 2 Cơ sở lý thuyết - Điốt phát quang hay còn gọi là đèn LED (viết tắt của từ Light Emitting Diode) có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động giống nh Điốt thông thờng - Nhng ở LED khi điện áp đủ cho Điốt thì cho dòng chạy qua, đồng thời phát sáng Vì thế đèn LED dùng để nhận biết có dòng điện trong mạch - Màu sắc của Điốt phát ra tuỳ thuộc vào tạp chất pha vào Điốt Kí... trở R (470) 3 Một điện trở quang (LDR) 4 Đèn 4V/0,04 và 6V/5W 5 Nguồn điện 6V DC 6 Dây nối và công tắc 4 Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Đèn L tắt khi điện trở quang đợc chiếu sáng 2 Mắc mạch điện nh hình 4.1 + Đặt mức điện áp lối vào là 6V DC + Công tắc đèn L cha bật, do đó điện trở quang lúc này có giá trị 1 rất lớn nên dòng qua điện trở quang rất nhỏ Vì vậy thanh T của Rơle vẫn giữ ở vị trí A và. .. sáng chiếu vào điện trở quang thì sẽ dẫn đến điện trở của điện trở quang tăng lên và dòng qua điện trở quang cũng nh Rơle nhỏ đi Khi đó Rơle sẽ chuyển trạng thái tiếp xúc từ vị tri ngắt sang đóng - Từ thí nghiệm này ta có thể rút ra ứng dụng trong thực tế là dùng điện trở quang để đóng mở công tắc hệ thống chiếu sáng công cộng Muốn vậy sơ đồ mạch điện đợc bố trí nh hình 4.1 Ban ngày ánh dới tác dụng ánh ... trợ thiết bị tự động Từ mục tiêu quan trọng chọn đề tài "Nghiên cứu, lắp ráp sử dụng mạch tự động hóa sở vào dạy học vật lý trờng THPT" cho đề tài Mục đích nghiên cứu - Lắp ráp sử dụng thiết bị... thể cần phải sử dụng thí nghiệm mạch tự động hóa sở dạy học vật lý trờng THPT Từ góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp dạy học vật lý Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: + Cơ sở lý thuyết... Bài 15: Mạch Tranzito điều khiển dòng Bài 16: Điều khiển Tranito ánh sáng Chơng 2: Sử dụng thí nghiệm mạch tự động hóa sở vào dạy học vật lý THPT 2.1 Sử dụng thiết bị tự động hóa