Работы, связанные со сборкой разных электрических цепей - одни из самых многочисленных в школьном курсе физики. Как в лабораторных работах, так и в демонстрационных опытах. Вы только вспомните: закон Ома, последовательные и параллельные соединения, электромагнетизм, полупроводниковые (и не только) приборы, самоиндукция и т.д. И не только в физике - достаточно вспомнить связанные с электролизом разделы химии. Придется потрудиться, чтобы это стало уроками не только физики и химии, но и труда. А еще - уроками технической культуры. Чтобы создать вещи удобные, надежные и безопасные в работе.
Начнем с того, что заготовим хотя бы 6-7 кусков провода с наконечниками под винты или клеммы. Если не найдете подходящих готовых в магазинах электротоваров, то лучше всего будет сделать их самим. Тут уж точно получится именно то, что нужно. Вырежьте из жести из-под банок сгущенки нужное количество заготовок по этому чертежу. Во избежание порезов все углы должны быть слегка закругленными, а все получившиеся мелкие обрезки немедленно соберите и выбросьте. Согните детали под углом 90 градусов по пунктирным линиям.
Затем припаяйте провод, загните его и затем крепко обожмите загнутыми частями наконечника с помощью плоскогубцев. Если ваш материал не паяется или вы не имеете инструмента для пайки, то придется обойтись одной только обжимкой. Только проследите, чтобы и металл, и провод были чистыми от окислов, загрязнений, лаков, красок, наклеек. Для гарантии пройдитесь шкуркой. Никогда не заделывайте провод так, как показано внизу рисунка! Промежуток голой жилы окажется наиболее гибкой частью между проводом в изоляции и наконечником. Провод станет изгибаться только в этом месте и быстро обломается, а сломанные и загнутые концы его жилок могут стать источником заноз.
Полезно будет также сделать хотя бы пару проводов, у которых на одном конце будут зажимы типа "крокодил" - в некоторых случаях они незаменимы. Если среди ваших приборов есть имеющие гнезда для подключения - сделайте еще и провода с соответствующими штекерами. Чем больше у вас будет проводов разной длины, разного цвета, с разным способом подключения на все случаи жизни - тем удобнее будет работать.
Теперь оформим источник питания. Вот здесь-то лучше всего будет, если вы раскошелитесь на пару хороших стандартных клемм. Ведь в них можно зажимать и провода с наконечниками, и просто зачищенные концы неподготовленного провода, а с торца в них можно вставлять штекера. Если вы укрепите клеммы на расстоянии 19 мм друг от друга, то прямо в них можно будет вставлять двухполюсную вилку. К тому же их гайки с пластмассовыми головками, так что не страшно, если уроните на клеммы ножницы или металлическую линейку - замыкания не произойдет.
Если же вам придется ограничиться барашковыми гайками, то поместите их подальше друг от друга. И вообще, не тесните их к другим частям оборудования, чтобы ничто не мешало их крутить и подсовывать под них несколько проводов. Желательно надеть на их "ушки" термоусадочные трубки. Это защитит от короткого замыкания в случае касания каким-либо металлическим предметом, да и крутить руками теплый мягкий пластик приятнее, чем голый металл. Кроме того, электробезопасность важна даже для таких низковольтных цепей. При опытах с катушками индуктивности прерывание тока в них может вызвать кратковременные выбросы ЭДС самоиндукции до нескольких сотен вольт напряжением, способные ощутимо ударить током. Соблюдайте правильную цветную маркировку: плюс - красный, минус - синий или черный.
Самый доступный источник питания - батарея из трех элементов типа АА (по советской системе - элемент 316) или "пальчиковые". В радиомагазинах обычно продаются готовые батарейные отсеки для их установки. Источник, правда, слабоватый, так что при опытах с лампочками накаливания или электромагнитами не оставляйте его включенным на нагрузку надолго. Так что лучше, если вы сочтете возможным ориентироваться на большие круглые батарейки, благо и под них батарейные отсеки на 3 штуки тоже продаются. Еще перспективнее по ряду причин 6-вольтовый источник с 4 мощными круглыми элементами. Только лампочки в опытах надо будет использовать строго на 6,3 В.
Продумайте также вопрос о том, чтобы в панельках с элементами электрических цепей не происходило коротких замыканий, если вы их случайно положите на ножницы или металлическую линейку. Используйте при их сборке винты с потайными головками, утопающими в раззенкованных сверлом большого диаметра отверстиях, и/или приподнимите панельки с помощью парочки прикрепленных к ним реек. Как следует затягивайте первые крепежные гайки, чтобы при откручиваниях-закручиваниях барашковых гаек при сборке схем они не ослабли и не разболтались.
Еще неплохой вариант - использование плоской батарейки. Для ее подсоединения сделайте два провода с крокодилами на одном конце. Удобно и никаких хлопот.
На фото вы видите самые что ни на есть бюджетные варианты оборудования. И притом - "быстродельные". Изготовление любого из них заняло меньше часа.
Теперь займемся подключением лампочек. Простенький, но надежный патрон можно сделать из жести от консервных банок. Заготовка сгибается по пунктирным линиям под углом в 45 градусов. Подходящие к прорези внутренние края большого отверстия с одной стороны слегка отгибаются вверх, а с другой вниз так, чтобы они образовали один виток резьбы, в которую вкручивается лампочка.
Полоску жести, в которую будет упираться центральный контакт лампочки, обязательно крепите двумя винтами, чтобы она не провернулась и не сделала замыкания. Место, к которому прижимается центральный контакт лампочки зачистите шкуркой, на случай наличия на металле каких-либо пленочных или лакокрасочных изоляционных покрытий.
Как видите, в самостоятельном изготовлении лабораторного физического оборудования нет ничего сверхъестественно сложного. Более того, если деревянным деталям приборов придать красивую форму, отшлифовать и пролакировать их, то получатся эффектные приборы в стиле ретро, напоминающие о лабораториях великих физиков прошлых веков.
Какая же школа без домашнего задания? Вот и читателям дадим такое. Придумайте и сделайте удобную для лабораторных работ конструкцию выключателя. Варианты могут быть самые разные:
бытовой выключатель на панели и подключенный к удобным клеммам;
собранный из деталей металлического конструктора на деревянной или пластмассовой панели выключатель. Только сделайте к нему изолированную ручку.
заводской тумблер с припаянными к выводам проводами, соединяющими его с клеммами. Этот вариант хорош тем, что так можно заиметь не только выключатель, но и переключатель, возможно даже с двумя независимыми группами контактов - это иногда оказывается необходимо.