Опис експериментів, які можна провести за допомогою набору Amperia

Набір дає можливість експериментувати та самостійно досліджувати явища, які вас цікавлять

Додаток до інструкції:

Підключення блока живлення та мультиметра до мережі та комп’ютера

У досліді вчимось приєднувати блок живлення та мультиметр до локальної Wi-Fi мережі та комп'ютера, здійснювати керування приладом з комп'ютера за допомогою його web-інтерфейсу, а також зберігати отримані приладами виміри у вигляді графіків чи таблиць даних.

Калібрування приладів. Розв'язання типових проблем

Матеріали в стадії підготовки. Очікуйте публікації найближчим часом.

Основи магнетизму

Постійні магніти, магнітні матеріали та магнітна стрілка

У досліді переконуємось в тому, що постійні магніти завжди мають два полюси, на яких їхні магнітні властивості виражені найсильніше, а також в тому, що два однойменні полюси відштовхуються, а два різнойменні притягуються. Що стосується магнітних матеріалів, таких як залізо чи сталь, то предмети виготовлені з них реагують на магніти — притягуючись до останніх, а предмети виготовлені з немагнітних матеріалів, таких як дерево — на магніти ніяк не реагують.

Лінії індукції магнітного поля постійних магнітів

Переконуємось в тому, що навколо будь-якого магніту існує магнітне поле, силові лінії якого є замкнуті, вони виходять з північного полюса цього магніту та входять в його південний полюс.

Взаємодія електромагніту з постійним магнітом

Переконуємось в тому, що електромагніт володіє властивостями магніту лише тоді, коли у його обмотці є струм. У цьому випадку він також має два полюси, північний та південний, та навколо нього існує звичайне магнітне поле.

Збереження інформації за допомогою намагніченості

За допомогою залишкової намагніченості записуємо простий цифровий сигнал (1 або 0) на звичайні скріпки та зчитуємо його за допомогою магнітометра.

Електричне коло

Просте електричне коло

У досліді переконуємось, що для того, щоб у колі існував електричний струм, потрібно щоб коло було замкнутим і містило щонайменше одне джерело електричного струму. Наявність струму у колі можна виявити за світінням лампи розжарювання.

Провідники та діелектрики

У досліді ми переконуємось, що існують матеріали-провідники та матеріали-діелектрики, перші добре проводять електричний струм, а другі його майже не проводять. Також ми виявляємо, що різні провідники по різному проводять електричний струм та відрізняються між собою своїм опором.

Перевірка полярності джерела живлення

У досліді переконуємось, що джерело живлення має два різні полюси й електрони можуть рухатись лише від негативного до позитивного полюса, а за напрямок струму прийнято протилежний вектор — від "+" до "-". У той самий час світлодіод пропускає струм лише в одному напрямку, що дозволяє перевіряти полярність джерела живлення.

Перевірка полярності джерела живлення (2 варіант)

У досліді переконуємось, що джерело живлення має два різні полюси й електрони можуть рухатись лише від негативного до позитивного полюса, а за напрямок струму прийнято протилежний вектор — від "+" до "-". У той самий час світлодіоди пропускають струм лише в одному напрямку, що дозволяє показати відмінність між полюсами джерела живлення.

Вимірювання ЕРС і внутрішнього опору джерела живлення

У досліді визначаємо електрорушійну силу джерела живлення, а також встановлюємо його внутрішній опір.

Трансформація електричної енергії в інші форми енергії

У досліді переконуємось, що електрична енергія може трансформуватись в інші форми енергії, зокрема у теплову, світлову та механічну, а також енергію звукових хвиль.

Просте електричне коло з амперметром та вольтметром

У досліді вчимося приєднувати у коло амперметр, для визначення сили струму, та вольтметр, для визначення різниці потенціалів на контактах елемента кола. Переконуємось, що сила струму та напруга у колі залежать від вихідних параметрів джерела живлення, кількості та параметрів споживачів електроенергії, а також характеру їхнього підключення.

Споживання електроенергії. Потужність

Під час виконання досліду ми визначаємо споживання електроенергії простими джерелами світла — лампою розжарювання та світлодіодом, а також інтенсивність їхнього світіння.

Робота електричного струму. Коефіцієнт корисної дії

У досліді ми переконуємось у тому, що електричний струм може виконувати механічну роботу, зокрема підіймати вантаж, також ми вчимось визначати ККД електродвигуна як співвідношення роботи з підняття вантажу на певну висоту до роботи, яку виконує електричний струм.

Опір

Проста демонстрація впливу на силу струму у колі напруги та опору

У досліді переконуємось, що сила струму у колі залежить від прикладеної напруги та опору цього кола, який, своєю чергою, залежить від опору елементів кола та характеру їхнього підключення.

Залежність сили струму від напруги на ділянці кола

У досліді перевіряємо закон Ома для ділянки кола за умови сталого опору та переконались, що сила струму у цьому колі прямо пропорційна прикладеній напрузі.

Залежність сили струму на ділянці кола від її опору

У досліді перевіряємо закон Ома для ділянки кола за умови різного її опору та переконуємось, що сила струму у цьому колі прямо пропорційна прикладеній напрузі та обернено пропорційна опору.

Вольт-амперна характеристика лампи розжарення

У досліді переконуємось, що існують провідники, наприклад звичайна лампа розжарювання, для якої закон Ома не виконується у дослідженому діапазоні напруг. Виявляємо, що графік вольт-амперної характеристики для лампи має нелінійний вигляд.

Визначення опору провідника за допомогою вольтметра та амперметра

У досліді з'ясовуємо як із закону Ома можна визначити опір ділянки кола використовуючи амперметр та вольтметр.

Визначення опору високоомного провідника

У досліді з’ясовуємо як із закону Ома можна визначити опір ділянки кола, зокрема представленої високоомним ніхромовим провідником, використовуючи амперметр та вольтметр.

Визначення опору провідників з ніхрому та канталу різних діаметрів та довжин. Питомий опір

У досліді переконуємось у тому, що опір провідника залежить від таких його характеристик, як: матеріал, з якого він виготовлений, його довжини та площі поперечного перерізу, а також вчимося розраховувати питомий опір матеріалу.

Визначення опору провідників з міді, алюмінію та сталі. Питомий опір цих матеріалів

У досліді знайомимось із матеріалами з низьким опором, а саме міддю, алюмінієм та сталлю, визначаємо опори провідників виготовлених з цих матеріалів, а також їхні питомі опори.

Визначення опору резистора та термістора під час нагрівання

У досліді переконуємось, що опір резистора, під час його нагрівання, дещо збільшується, а опір термістора навпаки — суттєво зменшується.

Зміна опору котушки у залежності від її температури

У досліді переконуємось, що опір мідного провідника за низької температури є малим, а під час підвищення його температури до кімнатної та температури близько 100℃ він стає помітно більшим.

Електричний струм у розчинах

Речовини-електроліти та речовини-неелектроліти

З’ясовуємо, що існують речовини-електроліти, які проводять струм у водному розчині, та речовини-неелектроліти, які його не проводять. Серед досліджених речовин чиста вода є неелектролітом, як і цукор, а харчова сода та мідний купорос є електролітами, причому мідний купорос є значно сильнішим електролітом, ніж сода.

Осадження міді з розчину купрум(ІІ) сульфату

У досліді пересвідчуємось, що під час проходження струму через розчин електроліту на електродах відбуваються процеси окиснення аніонів та відновлення катіонів. Зокрема спостерігається руйнування анода через взаємодію з аніонами та випадання атомарної міді на катоді через взаємодію з катіонами.

Дослідження вольт-амперних характеристик систем “розчин купрум(ІІ) сульфату та мідні/графітові електроди”

Переконуємось, що для системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та мідні електроди” при невеликих силі струму та напрузі закон Ома виконується, а для системи “розчин купрум(ІІ) сульфату та графітові електроди” — ні.

Гальванічний елемент. Його ЕРС та внутрішній опір

Створюємо простий гальванічний елемент з розчину лимонної кислоти та двох електродів: мідного та цинкового, а також визначаємо його ЕРС та його внутрішній опір.

Послідовне та паралельне з’єднання провідників

Послідовне з’єднання провідників

У досліді перевіряємо закони послідовного з’єднання провідників та переконуємось, що вони виконуються.

Паралельне з’єднання провідників

У досліді перевіряємо закони паралельного з’єднання провідників та переконуємось, що вони виконуються.

Послідовне і паралельне з’єднання джерел живлення

Переконуємось, що при послідовному з’єднанні елементів живлення напруга у колі буде дорівнювати сумі їхніх напруг, а при паралельному — напруга у колі буде дорівнювати напрузі одного елементу живлення.

Послідовне і паралельне з’єднання споживачів електроенергії

Переконуємось, що якщо однакові споживачі електроенергії з’єднати послідовно, напруга на кожному з них буде дорівнювати напрузі джерела живлення поділеному на кількість споживачів, а якщо їх з’єднати паралельно — напруга на кожному споживачі буде дорівнювати напрузі джерела живлення.

Перевірка першого закону Кірхгофа

Переконуємось, що перший закон Кірхгофа виконується і сума додатних струмів, які надходять до розгалуження, дорівнює сумі від'ємних струмів, які спрямовані від розгалуження.

Перший закон Кірхгофа на прикладі складного кола

Переконуємось, що у складніших колах перший закон Кірхгофа також виконується.

Перевірка другого закону Кірхгофа

У досліді перевіряємо другий закон Кірхгофа.

Окремі елементи електричного кола

Потенціометр

Знайомимось з принципами роботи та використання потенціометра — змінного резистора із трьома виводами, один із яких рухомий та використовується як дільник напруги.

Принцип роботи реле

У досліді створюємо просте електромагнітне реле та вивчаємо принципи його роботи.

Дослідження електричної схеми з реле

Досліджуємо схему з електромагнітним реле та переконуємось у тому, що за допомогою цього приладу малий струм може керувати колами зі значно більшим струмом, у нашому випадку — на порядок більшим струмом.

Проста електрична схема з реле

Створюємо просту електричну схему, в якій реле контролює вмикання чи розмикання двох кіл: вмикає лампу та вимикає світлодіод, чи навпаки — вимикає лампу та вмикає світлодіод.

Дослідження залежності опору фоторезистора від освітленості

Вивчаємо залежність опору фоторезистора від рівня його освітлення, на основі отриманих даних будуємо графік цієї залежності.

Вольт-амперна характеристика випрямного діода

Вивчаємо нелінійний напівпровідниковий прилад — випрямний діод, що добре пропускає прямий струм, але лише після "напруги відкривання", та не пропускає зворотний струм, у діапазоні перевірених нами напруг.

Вольт-амперна характеристика стабілітрона

Вивчаємо нелінійний напівпровідниковий прилад — стабілітрон, що пропускає прямий струм, але лише після "напруги відкривання" та, на відміну від випрямного діода, пропускає і зворотний струм, але лише після "напруги пробою".

Вольт-амперна характеристика світлодіода

Вивчаємо нелінійний напівпровідниковий прилад — світлодіод, що добре пропускає прямий струм, але лише після "напруги відкривання", та не пропускає зворотний струм, у діапазоні перевірених нами напруг.

Біполярний транзистор NPN-типу

Вивчаємо нелінійний напівпровідниковий прилад, а саме біполярний транзистор NPN-типу, один електрод якого, а саме база, дозволяє керувати струмом, що протікає між двома іншими електродами — емітером та колектором.

Вольт-амперні характеристики біполярного транзистора NPN-типу

Вивчаємо вхідну та вихідну вольт-амперні характеристики біполярного транзистора NPN-типу.

Вольт-амперні характеристики біполярного транзистора PNP-типу

Вивчаємо вхідну та вихідну вольт-амперні характеристики біполярного транзистора PNP-типу.

Простий підсилювач струму

Складаємо простий підсилювач струму та переконуємось у тому, що він працює і дійсно значно підсилює вхідний сигнал.

Тіло людини як провідник струму

Складаємо схему, яка наочно доводить, що тіло людини є провідником електричного струму.

Проста світлочутлива схема

Складаємо простий прилад, що реагує на зміну рівня освітлення фоторезистора вмиканням чи вимиканням світлодіода. Таку схему можна застосовувати, наприклад, для інформування людей в ізольованому приміщенні про те, чи на вулиці день чи ніч.

Простий прилад автоматичного керування освітленням

Складаємо простий детектор освітлення, який здатний вмикати джерело світла, якщо приміщення недостатньо освітлене та навпаки вимикати лампу, якщо приміщення освітлене достатньо.

Контроль температурного режиму у приміщенні

Складаємо простий прилад, який здатний вмикати двигун постійного струму (вентилятор), якщо у приміщенні спекотно та вимикати його, якщо у приміщенні зберігається комфортна температура.

Цифрова електроніка

Логічний вентиль “NOT”

Вивчаємо принцип роботи логічного вентиля "NOT", складаємо його з простих елементів та перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Логічний вентиль “AND”

Вивчаємо принцип роботи логічного вентиля "AND", складаємо його з простих елементів та перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Логічний вентиль “NAND”

Вивчаємо принцип роботи логічного вентиля "NAND", складаємо його з простих елементів та перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Логічний вентиль “OR”

Вивчаємо принцип роботи логічного вентиля "OR", складаємо його з простих елементів та перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Логічний вентиль “NOR”

Вивчаємо принцип роботи логічного вентиля "NOR", складаємо його з простих елементів та перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Схема логічного вентиля “NOT” з компаратором

Під час виконання досліду ми знайомимось з аналоговим компаратором та логікою його роботи, також з нього та кількох резисторів ми складаємо логічний вентиль “NOT” і перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Схема логічного вентиля “AND” з компаратором

Під час виконання досліду ми складаємо схему логічного вентиля "AND" з компаратора та кількох резисторів і перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Схема логічного вентиля “NAND” з компаратором

Під час виконання досліду ми складаємо схему логічного вентиля "NAND" з компаратора та кількох резисторів і перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Схема логічного вентиля “OR” з компаратором

Під час виконання досліду ми складаємо схему логічного вентиля "OR" з компаратора та кількох резисторів і перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Схема логічного вентиля “NOR” з компаратором

Під час виконання досліду ми складаємо схему логічного вентиля “NOR” з компаратора та кількох резисторів і перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Магнітні ефекти струму. Електромагнітна індукція. Трансформатор

Дослід Ерстеда з магнітною стрілкою

Переконуємось, що навколо провідника, у якому є струм, формується магнітне поле, напрям якого залежить від напряму струму у провіднику. Пересвідчуємось, що навколо котушки магнітне поле є суттєво сильнішим, ніж поле навколо прямого провідника.

Дослідження сили магнітного поля, що генерується на котушці

Переконуємось, що навколо котушки з провідником формується магнітне поле, сила якого залежить від кількості витків провідника.

Дослідження сили магнітного поля, що генерується на котушці з допомогою магнітометра 1

Матеріали в стадії підготовки. Очікуйте публікації найближчим часом.

Дослідження сили магнітного поля, що генерується на котушці з допомогою магнітометра 2

Матеріали в стадії підготовки. Очікуйте публікації найближчим часом.

Дослідження сили магнітного поля, що генерується на котушці з допомогою магнітометра 3

Матеріали в стадії підготовки. Очікуйте публікації найближчим часом.

Електромагнітна індукція

У досліді переконуємось у тому, що якщо замкнутий провідник перебуває у змінному магнітному полі або рухається у постійному магнітному полі, у ньому виникає індукційний струм — спостерігається явище електромагнітної індукції.

Явище самоіндукції

Пересвідчуємось в існуванні явища самоіндукції, яке полягає у тому, що зміна сили струму у провіднику спричиняє зміну його магнітного поля та створює ЕРС в цьому самому провіднику.

Залежність сили змінного струму від його частоти та напруги на котушці індуктивності

Вивчаємо залежність сили струму у котушці індуктивності від напруги та частоти змінного струму. Виявляємо, що за умови сталої частоти струму його сила лінійно зростає зі збільшенням напруги, а за умови сталої напруги — сила струму нелінійно зменшується зі збільшенням його частоти.

Послідовне і паралельне з’єднання котушок індуктивності

Вивчаємо залежність сили струму у послідовно та паралельно з’єднаних котушках індуктивності від напруги та частоти змінного струму.

Послідовне і паралельне з’єднання котушок індуктивності різного номіналу

Під час виконання досліду ми вивчили залежність сили струму у послідовно та паралельно з’єднаних котушках індуктивності різного номіналу (5,6 та 10 мГн) від напруги та частоти змінного струму.

Визначення індуктивності котушки із закону Ома для змінного струму

Вчимося визначати індуктивність котушки із закону Ома для змінного струму і кола з індуктивним опором.

Принцип дії трансформатора

Вивчаємо принцип дії трансформатора, який працює на основі явища електромагнітної індукції та ефективність якого залежить від наявності у середині його обмоток феритового осердя.

Принцип дії трансформатора (2 версія)

Під час виконання досліду ми знайомимось з новим приладом, а саме трансформатором, який працює на основі явища електромагнітної індукції та ефективність роботи якого залежить від наявності у середині його обмоток феритового осердя.

Коефіцієнт трансформації

Досліджуємо ефективність роботи трансформатора з феритовим осердям.

Запобіжник. Змінний струм

Робота запобіжника

Вивчаємо новий елемент електричного кола, а саме запобіжник, який служить для розриву кола, якщо струм у ньому досягає та перевищує певні гранично допустимі значення.

Принцип роботи плавкого запобіжника

У досліді показано наочну демонстрацію принципу роботи плавкого запобіжника.

Проста схема випрямляча змінного струму

Складаємо простий випрямляч струму, який перетворює змінний струм на постійний.

Проста схема помножувача напруги

Складаємо просту схему помножувача напруги, який не лише випрямляє струм, перетворюючи його зі змінного у постійний, але також і збільшує його напругу у майже два рази.

Дослідження кола з одним діодом за допомогою осцилографа

У досліді ми складаємо просте коло з одним випрямним діодом та досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа. Також ми вчимось читати покази осцилографа.

Дослідження найпростішого випрямляча за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч струму з одним діодом та конденсатором, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Дослідження простого випрямляча змінного струму з котушкою індуктивності за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч струму з діодом, двома конденсаторами та котушкою індуктивності, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Дослідження діодного моста за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч змінного струму з трансформатора та чотирьох діодів, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Дослідження простого випрямляча струму за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч змінного струму з трансформатора, чотирьох діодів та конденсатора, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Дослідження випрямляча змінного струму зі стабілітроном за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч змінного струму з трансформатора, чотирьох діодів, конденсатора та стабілітрона, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Дослідження складної схеми випрямляча струму за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо складну схему трансформаторного стабілізованого випрямляча змінного струму та досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Дослідження випрямляча змінного струму з котушкою індуктивності за допомогою осцилографа

Під час виконання досліду ми складаємо простий випрямляч змінного струму з трансформатора, чотирьох діодів, двох конденсаторів та котушки індуктивності, а також досліджуємо його роботу за допомогою осцилографа.

Релаксаційний генератор

Під час виконання досліду ми знайомимось з новим приладом — компаратором, з його допомогою складаємо релаксаційний генератор, що перетворює постійний струм на імпульсний, та вивчаємо його роботу за допомогою осцилографа.

Конденсатор. Коливальний контур

Конденсатор

Вивчаємо конденсатор та вчимося визначати його електроємність.

Залежність сили змінного струму від його частоти та напруги на конденсаторі

Під час виконання досліду ми вивчаємо залежність сили змінного струму на конденсаторі від напруги за умови сталої частоти та від частоти за умови сталої напруги.

Послідовне і паралельне з’єднання конденсаторів

Вивчаємо залежність сили струму у послідовно та паралельно з’єднаних конденсаторах від напруги та частоти змінного струму.

Послідовне і паралельне з’єднання конденсаторів різного номіналу

Під час виконання досліду ми вивчаємо залежність сили струму у послідовно та паралельно з’єднаних конденсаторах різних номіналів (10 та 22 мкФ) від напруги та частоти змінного струму.

Визначення ємності конденсатора із закону Ома для змінного струму

Визначаємо ємність конденсатора із закону Ома для змінного струму і кола з ємнісним опором.

Послідовний коливальний контур

Досліджуємо послідовний коливальний контур, який складається із послідовно з’єднаних котушки індуктивності та конденсатора. Також ми досліджуємо амплітудно-частотну характеристику цього контуру.

Паралельний коливальний контур

Досліджуємо паралельний коливальний контур, який складається із паралельно з’єднаних котушки індуктивності та конденсатора. Також ми досліджуємо амплітудно-частотну характеристику цього контуру.