9f255 «Ковалинцы» Творческая работа Содержание 1. Источники энергии, используемые жителями Солнечного и цветочного городов в произведениях Н. Носова. 2.Модель. - презентация

1 9f255 «Ковалинцы» Творческая работа Содержание 1. Источники энергии, используемые жителями Солнечного и цветочного городов в произведениях Н. Носова. 2.Модель генератора для получения модулированных колебаний: а)назначение, схема, принцип действия, описание конструкции; б)фото, описание и результаты эксперимента

2 Жители Солнечного и Цветочного и других городов в произведениях Николая Носова «Приключения незнайки и его друзей», « Незнайка в Солнечном городе», « Незнайка на Луне» используют следующие источники энергии: 1.Винтик и Шпунтик сделали автомобиль, который работал на газированной воде с сиропом. Перед сиденьем водителя помещался бак с газированной водой. Газ из бака проходил по трубе в медный цилиндр и толкал железный поршень. Железный поршень под напором газа ходил то туда, то сюда и вертел колеса. Такую же машину имел и житель города Змеевка Бублик. Следовательно, автомобили работали за счет внутренней энергии газа. 2.Шурупчик имел паровую машину. Вместо обычного бака в машине имелся котел для нагревания газированной воды. Выделяющийся при нагревании воды пар увеличивал давление на поршень, благодаря чему колеса вращались еще лучше. Следовательно, машина работала за счет внутренней энергии топлива. 3. Незнайка и Кнопочка в произведении «Незнайка в Солнечном городе» во время путешествия встречают пароход и поезд, труба паровоза которого торчала не вверх, а была загнута назад. Поэтому, когда из трубы вырывался пар, он вылетал назад, и реактивная сила толкала паровоз вперед. Эти виды транспорта работали, используя внутреннюю энергию топлива Автомобиль, который их догнал, работал на спирту. В цилиндр засасываются пары спирта и поджигаются электрической искрой. Пары, сгорая, расширяются и толкают поршень, а поршень вертит колеса. Машина могла работать и на бензине. 4. Путешественники встречаются с сенокосилкой, которая включается и управляется следующим образом. Звук машиниста передается при помощи колебаний воздуха. В механизме комбайна имеется прибор, который преобразует воздушные звуковые колебания в электрическую энергию, а при помощи электрической энергии уже можно включать тот или иной механизм комбайна..

3 5.Радиокомбайн работал на радиомагнитной энергии. Это вроде электрической энергии, только электричество передается по проводам, а радиомагнитная- энергия прямо по воздуху. 6.Реактивные роликовые труболеты представляли собой длинную трубу на четырех роликах. Труба наполняется реактивным топливом. Топливо сгорает внутри, и сгоравшие газы выбрасываются через хвостовую часть трубы. Благодаря чему труба катится вперед на роликах ( работают за счет энергии топлива) 7. В Солнечном городе были вращающиеся дома. Для того чтобы вращать дом, необходим электромотор. Электромотор работает за счет электрической энергии. Во время экскурсии в мебельную фабрику и фабрику телевизоров и радиоприемников Клепка и Кубик ознакомились множеством приборов, работающих за счет электрической энергии. За счет этой же энергии работали различные автоматы. 8.В городе ездили машины-такси с ультразвуковым локаторным устройством. Впереди машины установлены два больших рупора. Один рупор все время посылает вперед ультразвуковые сигналы. Как только впереди появляется какое-нибудь препятствие, ультразвуковые сигналы начинают отражаться и попадают во второй рупор. Здесь ультразвуковая энергия преобразуется в электрическую. Электрическая энергия включает тормоз или механизм поворота. В машине также имелось оптическое устройство, которое включало тормоз при красном светофильтре, следовательно, использовалась энергия света. 9. Музыканты использовали пневматическую гармонику, в которой использовалась энергия сжатого воздуха.

4 10. Светящимися красками в Солнечном городе были покрыты не только строения, но и автомобили и автобусы. Днем эти краски ничем не отличались от обычных несветящихся красок, но обладали способностью поглощать солнечные лучи и накапливать световую энергию. Как только наступал вечер, они начинали испускать лучи разных цветов. На крышах домов установлены солнечные батареи, то есть фотоэлементы. В фотоэлементах солнечная энергия преобразуется в электрическую, которая накопляется в специальных аккумуляторах и служит для освещения и отопления помещений, заставляет работать лифты и эскалаторы, вращает моторы вентиляторов и прочее. Излишки электроэнергии направляются на фабрики и заводы. А также на центральную электростанцию. Где они преобразуются в радиомагнитную энергию, которую можно передавать куда угодно без проводов. 11. В Веселом городке можно было покататься на атомных автостульчиках с подставкой для ног. Под сиденьем имелся небольшой атомный двигатель. Имеющаяся внизу подставка, улавливала злектрические сигналы от ног сидящего и передавала эти сигналы в специальное электронное устройство, которое пускало в ход двигатель. 12. Двигатель машины Клепки работает на биопластмассе. Ток от маленькой батарейки только возбуждает биопластмассу, то есть заставляет ее сокращаться. Поэтому машину приводит не энергия батарейки, а энергия, накопленная в биопластмассе. При включении тока стержень из биопластмассы сокращается и тянет рычаг к себе, благодаря чему колеса совершают пол-оборота, но, как только ток выключается, стержень опять удлиняется и толкает рычаг, который заставляет колеса совершить вторую половину оборота. Так и происходит вращение. 13. В произведении «Незнайка на Луне» Знайка предполагает, что невесомость появляется благодаря взаимодействию магнитной энергии и энергии лунного камня (внутриатомная энергия).

5 Все использованные энергии можно отнести к следующим: Источники энергии 1.Внутренняя энергия газа от газированной воды 2.Внутренняя энергия топлива 3.Энергия звуковых колебаний воздуха 4.Энергия электромагнитной волны 5.Электрическая энергия 6.Энергия ультразвуковой волны 7.Энергия сжатого воздуха 8.Солнечная энергия(фотоэлементы) 9.Энергия биопластмасс 10.Внутриатомная энергия

6 В произведениях Н.Носова встречаются радиокомбайны и другие технические средства, которые управляются с помощью электромагнитных волн. Как и всякая волна они несут с собой энергию. Мы решили собрать модель самого простейшего генератора для получения модулированных электромагнитных колебаний, ведь на практике различную информацию передают на большие расстояния именно таким образом. Наш генератор собран из таких деталей, которых уже нет в продаже, а в нашей школе они еще сохранились. Генератор позволяет получать и наблюдать на экране осциллографа высокочастотные колебания ( по сравнению с 50 Гц), с его помощью можно осуществить амплитудную модуляцию, наблюдать изменение частоты колебаний контура от индуктивности катушки и от электроемкости конденсатора и др.

7 Принцип действия и схема генератора ИЗ УЭ ЭОС КС Генератор (рис.1) состоит из колебательной системы КС (колебательного контура), в которой возбуждаются незатухающие колебания; источника электрической энергии ИЭ (источника питания), благодаря которому в контуре поддерживаются незатухающие колебания; усилительного элемента УЭ (транзистора), с помощью которого регулируется подача энергии от источника в контур; элемента обратной связи ЭОС, который осуществляет подачу возбуждающего переменного напряжения из выходной цепи во входную. При включении источника питания в коллекторной цепи транзистора возникает ток коллектора, который заряжает конденсатор колебательного контура. После заряда конденсатор разряжается на катушку. В результате в контуре возникают свободные колебания, индуктирующие в катушке связи переменное напряжение той же частоты, с которой происходят колебания в контуре. Это напряжение вызывает пульсацию тока коллектора. Переменная составляющая тока восполняет энергию в контуре, создавая на нем усиленное транзистором переменное напряжение. Рис.1. Рис.2

8 На рис 2. элементы электрической цепи имеют следующие данные Тр- трансформатор (П-14) R - резистор ( 3.3 кОм) С 1 и С 2 - конденсаторы (0, 5 мкФ) Наша схема с индуктивной обратной связью (трехточечная схема). Напряжение обратной связи снимается с части витков L с контурной катушки, которые заключены между эмиттером и и базой транзистора, и через конденсатор С 1 подается на его базу. Общее число витков катушки 1200 витков ( ), общее сопротивление катушки R=35 Ом, Индуктивность катушки 14 мГн. Катушка изготовлена из медной проволоки диаметром 0,3мм. Рис.3 Внешний вид генератора И сточником питания служит любой элемент на 1,5 В. При наблюдении просто высокочастотных колебаний т.А и В (рис.2) соединяем вместе.

9 Опыты по наблюдению высокочастотных колебаний. 1.Подсчитали частоту колебаний. Для этого осциллограф настроили так, что одно колебание на экране соответствует 50 Гц. Зная число колебаний на экране N= 55, нашли частоту колебаний. Она равна 2750 Гц 2. При введении внутрь катушки железного сердечника число колебаний на экране изменится (уменьшится), т.к. индуктивность катушки увеличится. 3. Наблюдали также изменение частоты колебаний от электроемкости конденсатора. Для этого подключали параллельно к конденсатору С 2 другой конденсатор. В результате частота уменьшилась Рис.4. Наблюдение изменения частоты колебаний от магнитных свойств катушки ( L) и электроемкости конденсатора С)

10 Рис.5 Получение модулированных колебаний и их графиков. 4.Амплитудную модуляцию осуществляем изменяя напряжение на контуре с частотой, много меньшей частоты колебаний, вырабатываемых генератором. Для этого отсоединяем т.А и В и включаем дополнительный источник переменного напряжения низкой частоты. Этим источником в нашем случае является вторичная обмотка школьного понижающего трансформатора. Напряжение на первичной катушке (рассчитанной на 120В) U=36В, k=20, частота стандартная. Дальнейшей нашей задачей является сборка хорошей электрической цепи для детектирования, т.к. имеющиеся в школе нас не вполне устраивают. На практике используют генераторы, вырабатывающие намного большие частоты. Но мы надеемся, что наша модель позволит участникам проекта наглядно представить получение модулированных колебаний и их применении для передачи сигналов.