«Инновационные методики и технологии в обучении физике» (стр. 2 )

Кроме этой машины существуют зерноочистительная машина камерного типа и барабанный электрический сепаратор. О них расскажут механик и мой заместитель.

Механик: Я расскажу о принципе действия  барабанного электрического сепаратора (слайд 4). Электризация сепарируемого материала 1 происходит при контакте с барабаном 2. Величина заряда частицы, зависит от её электроёмкости, поэтому при падении частицы будут двигаться по различным траекториям, разделяясь на фракции. Крупные, тяжёлые семена не удерживаются барабаном и попадут во фракцию I приёмника семян 4. Менее плотные  семена попадут во фракцию II. Самые лёгкие семена с меньшей энергией прорастания, а значит и всхожестью, сильнее притягиваются барабаном и снимаются щёткой 3.

Конструктор: Для очистки зерна применяются зерноочистительные машины камерного типа (слайд 5). Разделение зерна на фракции может происходить в вертикальной и горизонтальной плоскости. Зерно из бункера 1 поступает в приёмник-3, где разделяется. Схема б, прогрессивнее, так как  для отклонения семян нужно меньшее напряжение между электродами 2 и 4. Семена не отскакивают от проволочной сетки положительного электрода при ударе. На величину электрической силы, действующей на семена, оказывает влияние их форма. На деформированные семена, действует большая сила, чем  на круглые и гладкие семена.  Например, на круглые семена капусты, засорённые горцем шероховатым, который имеет сплюснутую форму, действует сила в 1,5 раза меньшая, чем на сорняк при прочих равных условиях. Поэтому сорняк и повреждённые семена капусты будут попадать во фракцию III, а сортовые семена капусты-I и  II.

Корреспондент делает вывод (слайд 6): Электрические зерноочистительные и сепарирующие машины по сравнению с аналогичными механическими устройствами, имеют более высокую производительность, разделяют зерно не только по физическим, но и биологическим свойствам. Они также улучшают гигиенические условия труда.

Мне известно, что ваш институт занимается и проблемами повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Прошу рассказать агронома о работе в этом направлении.

Агроном: Прибавку на 10%….20% урожая дают семена после того как их пропустят через электрическое поле постоянного тока  высокого напряжения. Наилучшие результаты достигаются при обработке семян напряжённостью 5кВ/см, длительность обработки 3с. Электрическое поле активизирует процессы обмена веществ, ускоряет ферментативную деятельность в семенах, что приводит к более интенсивному их прорастанию, повышению устойчивости  к неблагоприятным погодным условиям. Отрицательные заряды способствуют накоплению белка, а положительные оказывают противоположное действие.  Обработка продовольственного зерна в электрическом поле приводит к увеличению объёмного выхода хлебопродуктов примерно на 30%, а качество хлеба при этом улучшается.

(слайд 7).

Электрическое поле воздействует и на черенки (слайд 8). Воздействие электрического поля стимулирует приживаемость черенков. Электрическое поле активизирует биохимические и физиологические процессы, благодаря чему ускоряется процесс сращивания прививок.  Подвергать воздействию электрическим полем можно как привой, так и подвой  в отдельности или уже готовые прививки. Опыты показывают, что приживаемость прививок, обработанных электрическим полем напряжённостью 7кВ/см, повышается на  10%.

Корреспондент: А теперь задам вопрос  слушателям нашей конференции. Вы заслушали представителей сельскохозяйственного отдела, пожалуйста, сделайте вывод о том, какие законы и понятия электростатики используются в сельском хозяйстве?

Ответ. Используется закон взаимодействия зарядов. А так же понятия напряжённости и электроёмкости.

Корреспондент: Известно, что электрическое поле используется и в и пищевой промышленности. Кто из специалистов приведёт пример технологического  применения электрического поля?

Технолог:  Я с помощью слайда 9 объясню процесс копчения рыбы. При копчении продукт пропитывают древесным дымом. Пропитывание продукта частицами дыма придаёт им оригинальный вкус и предохраняет рыбу от порчи. При электро-копчении частицы дыма заряжают положительно, а тушку рыбы отрицательно. Заряженные частицы дыма оседают на её поверхности и поглощаются тушкой. Всё электрическое копчение  длится несколько минут, раньше копчение продуктов длилось долго.

Корреспондент: Следующий вопрос я хочу задать инженеру. Мы слышали о применении электрического поля в типографии и автомобильной промышленности.  Что вы можете сказать по этому поводу?

Инженер:  Слайд 10 поясняет технологию окрашивания автомобилей. Автомобиль движется на конвейере. Его корпус подсоединяют к положительному электроду, а частицы краски заряжают отрицательно.  Отрицательно заряженная краска притягивается положительно  заряженным корпусом автомобиля. Краска ложится равномерным, тонким и плотным слоем.

Хочу задать вопрос нашим слушателям. «Почему слой краски при окрашивании автомобилей получается равномерный и плотный?

Инженер:  (слайд 11) Положительно заряженный алюминиевый цилиндр покрыт селеном, который электризуется отрицательно под действием света Области цилиндра, освещаемые светом, становятся нейтральными.  Не освещённая, положительная часть цилиндра притягивает отрицательно заряженный чёрный  порошок. Порошок фиксируется  нагретыми роликами на положительно заряженной бумаге.

Кто из слушателей может назвать законы электростатики, применяемые при копировании?

Корреспондент: В последнее время  геологи для разведки залежей металлических руд в недрах земли используют электрическое поле. В чём состоит этот метод?

Геолог: Прежде чем пояснить разведку залежей руд с помощью электрического поля  я попрошу вас вспомнить, какая поверхность называется эквипотенциальной?  ( Слайд 12).Один полюс источника тока присоединяют к рудному телу, другой заземляют. Вокруг рудного тела возникает электрическое поле. Изучая с помощью вольтметра форму и размеры эквипотенциальных линий на поверхности земли, можно определить проекцию на эту поверхность рудного тела. Если рудное тело не выходит на поверхность земли, то приходится бурить скважину.

Корреспондент: С помощью законов физики, в современной медицине создаются высокотехнологические методики, которые позволяют лечить людей. Помогает ли электрическое поле следить за здоровьем человека?

Врач: Я объясню, как электрическое поле помогает следить за  здоровьем человека, и какие законы электростатики применяются в этой методике. А сначала вы ответьте на вопрос: « Что называют разностью потенциалов»?

Посмотрите картину эквипотенциальных поверхностей электрического поля сердца человека  (слайд 13) Это - суммарное поле зарядов, возникающих на клетках сердечных мышц. При работе сердца  разность потенциалов между любыми двумя точками тела, не  лежащими на одной эквипотенциальной поверхности, меняется со временем. График изменения со временем носит периодический характер и называется электрокардиограмма. Для снятия кардиограммы электроды, приведённые в контакт с телом, присоединяют к прибору самописцу. На рисунке приведён общий вид одного периода электрокардиограммы, полученной при здоровом сердце. Характерные пики и горбы кардиограммы изменяются при патологических отклонениях, что позволяет установить диагноз заболевания.

Корреспондент: Особое внимание сейчас уделяется очищению воздуха от вредных для человека и окружающей среды загрязнений. Поэтому следующий вопрос я хочу задать экологу. Каким образом с помощью электрического поля вы  добиваетесь очистки воздуха?

Эколог: Воздух в промышленных зонах необходимо очищать от вредных для человека газов. Посмотрите слайд 14. После моего рассказа перечислите понятия электростатики, которые используются в этом процессе?  Современная очистка  промышленных газов производится с помощью электрического поля. Электродами являются  проволока Б и стенки трубы В. Газ в трубе ионизируется. Частицы дыма поступают через вход А, «прилипают» к отрицательным ионам газа. Электрическое поле заставляет частицы дыма двигаться к стенкам трубы и осаждаться на ней. Очищенный газ направляется к выходу Д. Когда тубу встряхивают, осевшие частицы попадают в специальный бункер  Б.  Электрические фильтры улавливают до 99% золы.

Корреспондент: Свой последний вопрос я хочу задать криминалисту. Какими современными технологиями из области электростатики вы пользуетесь?

Криминалист: Объясню технологию с помощью слайда 15.  А вы вспомните, как взаимодействуют между собой заряженные тела? Положительно заряженные частицы белка притягивают отрицательно заряженные частицы золотой пыли, наносимой на купюру, создавая видимые отпечатки.

Корреспондент:  Спасибо всем специалистам за данное интервью. Мы видим, что электростатика нашла широкое применение в различных областях сферы деятельности человека.

На этом же уроке в группах по профессии  « Автомеханик» разбираем вопросы с применением конденсаторов в профессионально-технической деятельности студентов.  Заслушиваем сообщения о применении конденсаторов, предварительно обсудив вопросы: Какой прибор называется конденсатором? От каких величин зависит емкость конденсаторов?

Сообщение о применении ёмкостных датчиков.

Зависимость электроёмкости системы, состоящей из двух проводников, от её геометрических размеров и электрических свойств среды используется в ёмкостных датчиках, применяемых для контроля давления в двигателях внутреннего сгорания, измерения вращающих моментов, автоматического  контроля размеров обрабатываемых деталей на различных станках, измерения толщины масляной плёнки в подшипниках, измерении влажности сыпучих тел и пр. Например, при определении влажности семян используется зависимость ёмкости конденсатора от влажности семян, помещаемых между его обкладками. Обкладки представляют цилиндрические поверхности, между которыми при измерениях помещается зерно. С увеличением  влажности зерна его диэлектрическая проницаемость возрастает, следовательно, будет возрастать и электроёмкость конденсатора.

Сообщение о применении конденсаторов в системе батарейного зажигания двигателей внутреннего сгорания.