В.Ю. Кончаловский Советы магистрам и начинающим преподавателям по ведению

В.Ю. Кончаловский
Советы магистрам и начинающим преподавателям по ведению
лабораторных занятий в лаборатории Е-530
1. В начале пожёстче, в конце помягче. Распустишь в начале – потом не соберёшь. Наша цель – научить. Свирепствовать в конце уже нет смысла и это
не хорошо. К тому же есть правило, которое обычно формулируют так: «Ставить двойку на экзамене (зачёте) – это плевать против ветра».
2. Не надо требовать выполнения всех пунктов задания, но надо, чтобы то,
что выполнено, было сделано с полным пониманием.
3. На лабораторных занятиях преподавателю надо поменьше сидеть и побольше ходить: подходить к стендам, смотреть, что и как делают, задавать
вопросы, всячески добиваться, чтобы в работе участвовала вся бригада, а не
только лидеры.
4. На вводной беседе надо предложить желающим идти с небольшим опережением графика: защищать работу в день её выполнения (для этого надо
приносить «полуфабрикат» отчёта, куда остаётся вносить результаты опытов).
Лабораторная работа №1.
Я ставил эту работу, ориентируясь на следующее:
 Научить пользоваться техническими данными приборов (вольтметров), чтобы оптимально выбрать прибор из имеющегося набора по
ориентировочно известным данным об источниках сигналов (напряжений).
 Научить правильно представлять результаты измерений с указанием
погрешности.
 Научить понимать значки на циферблатах приборов.
 Предоставить преподавателю большую свободу в выборе задания с
учётом возможностей бригады, если они уже известны.
Вопросы, которые мне представляются интересными для защиты:
1. Различие свойств аналоговых вольтметров по схемам рис. 2,а и рис. 2,б.
2
В частности, какая из этих схем соответствует вольтметру В3-38, а какая
вольтметру В7-26. Простейший ответ: схема рис. 2,б – это В7-26, потому что
этот вольтметр может измерять и постоянное и переменное напряжение. Этот
ответ можно отвести: «А если бы у него не было предусмотрено измерения
постоянного напряжения?» (Главное в том, что у вольтметров с такими
структурными схемами на несколько порядков различаются чувствительность и частотный диапазон)
2. Почему в выпрямительных вольтметрах нельзя применить амплитудный
выпрямитель? (К нему можно подключать только очень большое сопротивление, такое, как входное сопротивление усилителя).
3. Какой из имеющихся пяти вольтметров выбрать для измерения напряжения на зажимах 0-8 (или любых других)?
4. Предложите схему и методику эксперимента для снятия АЧХ вольтметра
Ц4311 (или Э390А).
Лабораторная работа №4
Далеко не всем студентам удаётся самостоятельно освоить алгоритм уравновешивания моста Е7-11. Надо помогать, но не делать вместо них, а добиваться, чтобы сами.
Вопросы, которые мне представляются интересными для защиты:
1. Почему при измерении L и C стрелка нуль-индикатора бывает только
справа от нуля, а при измерении R – и справа и слева?
2. О понимании параметра tgδ конденсаторов. «Вы приходите домой, выключаете все электроприборы и к одной из розеток подключаете конденсатор.
Диск Вашего счётчика электроэнергии крутится?» (ответ надо обосновать).
Лабораторная работа №6
Новый осциллограф АСК-1021 очень хорош. Надо следить, чтобы с ним обращались нежно:
– подключать к нему и отсоединять от него кабели без усилий;
– надо показать, как подключать другой конец кабеля к источнику сигнала и
предупредить, что надо это делать очень аккуратно.
Старое описание не соответствует новому осциллографу. Поэтому я написал
дополнение «Как работать с двухканальным осциллографов АСК-1021?» Его
надо обязательно изучить, чтобы делать работу.
3
Обратите внимание, что этот осциллограф обладает уникальной возможностью наблюдать два сигнала разной частоты и оба будут неподвижны (стр.
3 дополнения).
Защиту хорошо проводить у стенда, чтобы проверить, освоил ли каждый
студент управление осциллографом.
Осциллограф даёт широкое поле и для других вопросов на защите:
1. На вход Y (см. рис. 1 в старом описании) подано синусоидальное напряжение. Мы его видим неподвижным на экране. Переключатель S1 находится в
положении 1. Переключаем его в положение 2. Сигнала внешней синхронизации нет. Что теперь видим на экране?
Здесь нет однозначного ответа. Если осциллограф находится в режиме ждущей развёртки, то увидим вертикальную чёрточку. Если же он находится в
режиме непрерывной развёртки, то синусоида на экране «побежит».
2. На экране видим изображение сигнала. Движок левого переменного резистора (см. рис. 2 в старом описании) подвинем чуть-чуть влево. Что изменится на экране? (ответ надо объяснить).
3. Нарисовать напряжения, которые надо подать на пластины трубки, чтобы
на экране была, например, буква Y или квадрат или знак плюс (во всех вариантах бесчисленное множество решений).
4. На вход Y подано синусоидальное напряжение частоты 50 Гц. Генератор
развёртки даёт пилообразное напряжение частоты 100 Гц:
Что увидим на экране? Обычно, если и дают ответ на
t этот вопрос, то он такой: две половинки синусоиды,
приложенные одна к другой основаниями. Этот ответ
предполагает, что синус и пила синхронизированы
так, что каждый новый «зуб» пилы начинается в момент прохождения синуса
через нуль, хотя в условии задачи этого нет. Поэтому на самом деле – это одна из бесчисленного множества возможных картинок. Найти способ наглядно
представить всё это множество – с этой задачей у меня справился, кажется,
только один студент (полный ответ можно найти в журнале «Электричество
и жизнь», 2000 г.,№4. Весь этот год я вёл в этом журнале рубрику «Кунсткамера Вадима Кончаловского». Вышло 6 номеров).
5. Мысленный эксперимент. На вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки подано переменное напряжение, а на горизонтально
отклоняющие – ничего не подано. На экране видим вертикальную линию. Её
длина 40 мм. Она оптимально сфокусирована, т.е. имеет минимальную толщину. Известно, что напряжение на втором аноде относительно катода равно
4
1 кВ. Надо перечислить все изменения вертикальной линии на экране, которые произойдут, если напряжение вместо 1 кВ сделать 2 кВ, а всё остальное
оставить без изменений (этих изменений три: эта линия станет толще, ярче и
в два раза короче,).
6. Имеются два импульсных напряжения:
u1
u2
Δt
t
t
Надо измерить временной сдвиг Δt между
ними. Двухлучевого осциллографа нет.
Нельзя ли это сделать однолучевым?
Можно: u1 подать на вход внешней синхронизации, а u2 – на вход Y.
Лабораторная работа №13
В этой работе я обычно даю такое задание:
1. Выбрать любой сигнал из имеющегося на стенде набора и сначала подать
его на осциллограф С1-76.
2. Ориентировочно измерить осциллографом период Т и вычислить частоту f.
3. По приведённым на стенде формулам погрешностей в режимах измерения
Т и f выбрать, что лучше (точнее) измерять Т или f.
4. Измерить это 10 раз, найти среднее значение, σi, Tср (стр. 11 описания).
Кстати, полезно проверить, понимают ли студенты разницу между этими
с.к.о. Обычно не понимают. Надо объяснить.
5. Определить, чем в основном обусловлены изменения измеряемой величины в 10 наблюдениях – случайной погрешностью Ч3-75 или изменениями
измеряемой величины (или и тем и другим).
Вопросы, которые я задаю на защите этой работы: просто прошу объяснить
работу прибора в режиме измерения Т и f.
Сентябрь 2004