|
Выберите, пожалуйста, |
Описание программы kontur
Программа kontur.pas.
Предназначена для иллюстрации объяснения учителем работы колеба-
тельного контура и анализа происходящих в нем процессов. После запуска
на экране появляется требование ввести замедление темпа выполнения
программы; чем больше вводимое число, тем медленнее будут происходить
процессы и тем проще учителю их комментировать.
На титульном листе внизу предлагается ввести замедление темпа вы-
полнения программы; если используется старая модель процессора(напри-
мер, 286), то вводится замедление порядка 100, при работе на Pentium -
около 2000-3000.
После выполнения этой операции на экране появляется схема колеба-
тельного контура,конденсатор которого заряжен,причем нижняя обкладка
имеет положительный заряд,а верхняя-отрицательный.Такое состояние кон-
тура в дальнейшем будем считать начальной фазой(0).В нижней части эк-
рана можно прочитать предлагаемые режимы работы:если нажать клавишу
"p"(латинский алфавит),то программа станет изображать процесс измене-
ния заряда конденсатора,тока в контуре и магнитного потока в катуш-
ке,графики заряда и силы тока в зависимости от времени,а также механи-
ческие аналогии электромагнитных процессов в различных фазах на приме-
ре математического маятника.
Клавиша"g"даст возможность наблюдать все описанное выше,но без ме-
ханических аналогий;клавиша "а"-только контур и математический маят-
ник,любая другая,помимо уже перечисленных,-только процессы,происходя-
щие в контуре.
Рассмотрим некоторые методические рекомендации на примере полного
режима работы (программа приведена в рабочее состояние клавишей
"p").Заряд конденсатора начинает уменьшаться(то же происходит и с его
потенциальной энергией); это изображается сокращением количества зна-
ков "+" и "-" на обкладках и уменьшением величины соответствующих сим-
волов,помещенных справа от конденсатора. Слева от контура видно, что
такой же процесс изменения потенциальной энергии происходит с матема-
тическим маятником, который начал колебания из фазы 0, соответствующей
максимальному отклонению от положения равновесия и наибольшей потенци-
альной энергии. Появившиеся на проводах и быстро растущие красные
стрелки символизируют нарастающую силу тока в контуре и, следователь-
но, увеличивающуюся энергию магнитного поля, силовые линии которого
представлены зеленым цветом.Внизу вычерчиваются графики заряда и тока,
из которых следует, что колебания этих величин происходят со сдвигом
фаз в четверть периода.
В любой момент учитель имеет возможность остановить процессы, про-
исходящие на экране, нажав пробел, дать соответствующие разъяснения, и
продолжить работу программы любой клавишей. Так, например, задержав
картинку в момент полной разрядки конденсатора, педагог обращает вни-
мание учащихся, что этот момент соответствует наибольшему току, наи-
большей энергии магнитного поля (все это наглядно отражается на мони-
торе). Так же как маятник, проходящий положение равновесия в этой же
фазе (п/2) и имеющий максимальную скорость, не может мгновенно остано-
виться и продолжает движение по инерции, так и ток контура вследствие
"электрической инерции" - самоиндукции не в состоянии мгновенно прек-
ратиться и продолжает идти в том же направлении, заряжая снова конден-
сатор, но уже при противоположной полярности. Нажав любую клавишу, ви-
дим продолжение всех этих явлений. Перезарядка конденсатора продолжа-
ется до тех пор, пока не иссякает энергия магнитного поля в катушке, а
замедленное движение маятника -пока не обратится в 0 его кинетическая
энергия. Теперь в фазе "п" обе колебательные системы(контур и маятник)
оказались в состоянии похожем на исходное, но противоположном по знаку
заряда (для контура) или по смещению (для маятника). Это же показывает
и график. Далее объяснение происходит аналогично от фазы "п" до "2п",
перемежая рассказ учителя статическими и динамическими картинками.
После завершения первого периода колебаний следуют еще два. При жела-
нии зафиксировать окончательную картинку,следует в конце третьего пе-
риода нажать пробел. В противном случае происходит выход в DOS.
Заметим, что переход от одного режима программы к другому возможен
и в процессе ее выполнения. Для возвращения на начало используют кла-
вишу "s", для выхода из программы - клавишу "q".
|