Phòng GD – ĐT Chợ Mới CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường THCS Thị Trấn Chợ Mới Độc lập - Tự - Hạnh phúc - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: CHẾ TẠO THIẾT BỊ NẠP TỪ CHO NAM CHÂM PHỤC VỤ CÔNG TÁC GIẢNG DẠY Người viết: Phan Trọng Nghĩa Đơn vị: Trường THCS Thị Trấn Chợ Mới I MỤC ĐÍCH: - Phần Điện từ học nội dung học quan trọng chương trình môn Vật Lý Ở cấp THCS phần Điện từ học nằm chương trình Vật lý Vật Lý Do đặc trưng môn, thí nghiệm biểu diễn giáo viên thí nghiệm nhóm học sinh thành phần thiếu tiết dạy Vật lý - phần Điện từ chương trình Vật lý THCS không ngoại lệ Tuy nhiên chất lượng ban đầu, trình bảo quản sử dụng nhiều nam châm không giữ từ tính ban đầu, bị yếu nhiều bị từ tính chí bị nhiễm từ ngược lại so với ban đầu dẫn đến thành công thí nghiệm điện từ bị đe doạ nghiêm trọng Đây thật vấn đề cấp thiết cần giải thí nghiệm không thành công diễn không ý muốn dẫn đến tin tưởng vào kiến thức cung cấp tự khám phá kiến thức nên hứng thú học tập môn, không chất lượng môn bị ảnh hưởng mà uy tín giáo viên bị ảnh hưởng - Sau trình tìm hiểu thực trạng đồ dùng dạy học cấp cũ mới, tìm giải pháp để phục hồi từ tính, làm mạnh từ tính, điều chỉnh cực từ cho nam châm cấp chế tạo thiết bị nạp từ dựa tác dụng từ dòng điện thiết bị có sẵn phòng thiết bị trường học với chi phí không cao, sử dụng dễ dàng, thuận tiện, lâu dài - Việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm giải cách chủ động vấn đề từ tính, yếu từ tính nam châm cấp nhờ giải vấn đề chất lượng giảng dạy môn phần Điện từ học Cách chế tạo thiết bị nạp từ không phức tạp, nguyên vật liệu rẻ tiền, dễ tìm với việc sử dụng dễ dàng nên tất trường tự làm thiết bị nạp từ cho đơn vị Việc sử dụng thiết bị nạp từ góp phần tiết kiệm kinh phí mua sắm nam châm cách phục hồi từ tính nam châm cũ Có thể nói thiết bị nạp từ mang lại nhiều hiệu tích cực lâu dài II CĂN CỨ KHOA HỌC: 1 Thực trạng ban đầu vấn đề: Trường THCS Thị Trấn Chợ Mới trường lớn huyện, thiết bị dạy học phần ưu tiên cấp nên nói số lượng thiết bị dạy học trường có đầy đủ so với trường khác huyện Môn Vật lý môn khoa học thực nghiệm, việc sử dụng thiết bị, đồ dùng dạy học tiết dạy thường xuyên nên số lượng đồ dùng dạy học môn Vật lý nhiều môn khác Riêng loại nam châm, bao gồm la bàn, kim nam châm có đế, nam châm thẳng, nam châm chữ U cung cấp đầy đủ Qua khảo sát: - Đối với kim nam châm: Khi cấp từ tính kim nam châm, màu cực từ đảm bảo định hướng từ trường Trái Đất với tỉ lệ 100% , qua trình sử dụng, bảo quản số kim nam châm đảm bảo yêu cầu sụt giảm 30% - Đối với nam châm thẳng, nam châm chữ U dành cho khối 9: Khi cấp nam châm đảm bảo cực từ theo màu tên cực từ in sẵn từ tính nam châm nhìn chung yếu đặc biệt nam châm chữ U, qua trình sử dụng, bảo quản số nam châm giữ cực từ khoảng 50%, từ tính đa số nam châm yếu, số nam châm không từ tính - Đối với nam châm thẳng nam châm chữ U dành cho khối 7: Khi cấp đảm bảo tên cực từ từ tính yếu, qua trình sử dụng, bảo quản đa số nam châm từ tính nhiễm từ ngược lại từ cực ghi Thực trạng dẫn đến giáo viên, học sinh làm thí nghiệm không thành công kết thí nghiệm không xác Dần dần giáo viên ngại sử dụng nam châm giảng dạy dẫn đến nguy dạy chay, chất lượng môn Vật lý phần điện từ học bị ảnh hưởng xấu Biện pháp giải quyết: a) Chế tạo thiết bị nạp từ: Dựa tác dụng từ dòng điện, ta tiến hành chế tạo thiết bị nạp từ (thực chất nam châm điện có từ cực xác định) dùng nguồn điện xoay chiều 220V thông qua chỉnh lưu điốt lắp thành mạch cầu để trở thành dòng chiều có hiệu điện 220V cung cấp cho cuộn dây có số vòng thích hợp (khoảng 4000-5000 vòng) nhằm tạo nam châm điện mạnh đủ sức làm nhiễm từ nam cũ bị từ tính a1 Các thiết bị, vật tư cần có: - cuộn dây đồng loại 1000 + 1000 vòng (đây cuộn dây đồng thuộc thiết bị cấp trước lâu ) Nếu không, dùng cuộn dây đồng loại 4000 vòng nhiều thiết bị máy biến (lưu ý cuộn phải có số vòng cỡ dây) - lõi sắt non hình chữ U (được ghép sắt non) nằm khít lòng ống dây (đây lõi sắt thiết bị cấp trước lâu) Nếu dùng cuộn dây biến mới, ta dùng lõi sắt - công tắc loại 250V - 5A ( công tắc đèn loại thông dụng) - cầu chì - điôt loại lớn - m dây đôi có bọc cách điện - phích cắm - Chì hàn, băng keo cách điện, ốc vít a2 Lắp thiết bị nạp từ: - Nối cuộn cuộn cuộn kép thành cuộn cho chúng có chiều quấn Nối cuộn kép nối nối tiếp lần cho chúng có chiều quấn Điều quan trọng ta nối không từ trường cuộn dây bị triệt tiêu Để phân biệt hai cuộn riêng biệt cuộn dây kép có đầu dây ta dùng đồng hồ vạn đặt chế độ đo điện trở, hai đầu dây có điện trở nhỏ chung cuộn Để đảm bảo chiều quấn cuộn ta đánh dấu 1, cho hai đầu cuộn thứ 3, cho hai đầu cuộn thứ Nối đầu với đầu 4, dùng kim nam châm (hoặc la bàn) đặt gần cuộn dây, nguồn pin nối với hai đầu lại cuộn dây sau nối Bật công tắc nguồn pin, quan sát độ lệch kim nam châm, kim nam châm lệch nhiều Để dảm bảo dẫn điện tốt ta hàn chì mối nối băng cách điện Vị trí nối Hai đầu dây Tiến hành tương tự với cuộn lại ta hai cuộn dây cuộn có 2000 vòng Lắp hai cuộn dây vào lõi sắt non, mắc cuộn với nguồn pin kiểm tra cực từ cuộn cho dòng điện chạy qua kim nam châm Đổi đầu nối dây hai cuộn để đảm bảo cực từ cuộn sau lắp vào lõi sắt nối tiếp Nối cuối cuộn thứ vào đầu cuộn thứ hai, hàn chì, băng cách điện ta nam châm điện có tổng số vòng dây quấn 4000 vòng lõi sắt non có hai đầu lõi sắt hai từ cực nam châm này, sau gắn lõi sắt lên bảng gỗ Các bước không cần thiết ta tháo hết vòng dây quấn lại từ đầu dây có kích cỡ - Nối điốt chuẩn bị thành mạch cầu sơ đồ: 1 4 2 Các đầu 1,2 nối với nguồn thông qua công tắc cầu chì, đầu 3,4 nối với đầu lại cuộn dây thực phần - Nối mạch điện gồm cuộn dây lõi sắt, điôt chỉnh lưu, cầu chì, công tắc, dây dẫn đôi, phích cắm theo sơ đồ: 220V - Hàn chì băng cách điện mối nối - Gắn che vị trí có phần mạch điện hở (vị trí điốt) ta có sản phẩm thiết bị nạp từ sẵn sàng đưa vào sử dụng a3 Kiểm tra, đánh dấu cực từ thiết bị nạp từ: Trước đưa vào sử dụng ta cần kiểm tra từ cực thiết bị nạp từ vừa lắp ta cần nối thiết bị với nguồn pin, dùng kim nam châm để xác định cực từ thiết bị, đánh dấu cách sơn màu xanh đỏ ghi chữ N, S lên hai đầu lõi sắt hình chữ U Để thuận tiện nạp từ sau ta lưu ý sơn màu xanh, đỏ ghi chữ ngược lại với từ cực thiết bị (sơn màu đỏ, ghi chữ N cho cực từ Nam thiết bị sơn màu xanh, ghi chữ S cho cực từ Bắc thiết bị) Với cách đánh dấu nạp từ cho nam châm ta cần đặt nam châm lên thiết bị với cực Bắc, Nam đánh dấu thiết bị b Sử dụng: - Chuẩn bị sẵn nam châm dự tính nạp từ lại, đặt nam châm nối kín mạch từ cuộn dây lõi sắt thiết bị nạp từ theo cực từ đánh dấu thiết bị nạp từ Với kim nam châm đặt lần khoảng kim, với nam châm thẳng nam châm chữ U đặt lần - Cắm phích cắm vào nguồn điện 220V, bật công tắc cho dòng điện chạy qua thiết bị nạp từ - Chờ khoảng 30s, tắt công tắc, lấy nam châm khỏi lõi sắt thiết bị nạp từ - Kiểm tra độ mạnh từ tính nam châm cách cho chúng hút, đẩy ta thấy chúng mạnh nhiều so với trước nạp từ - Tương tự ta tiến hành nạp từ cho nam châm lại - Đối với la bàn có kim nam châm bị sai từ cực ta phải tháo vỏ la bàn (cần cẩn thận tránh làm vỡ nắp la bàn nhựa trong), lấy kim nam châm tiến hành điều chỉnh cực từ theo yêu cầu sau lắp lại kim nam châm vào vỏ la bàn Công việc nạp từ cho nam châm thực vào ngày trước có tiết dạy, vào tiết trống trước Người nạp từ cán thiết bị có chuyên môn Vật lý giáo viên giảng dạy c Bảo quản thiết bị: - Để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định, lâu dài ta không để dòng điện qua thiết bị vượt phút cho lần nạp từ - Sau sử dụng cần bảo quản thiết bị môi trường thoáng mát, bụi - Sau thời gian dài không sử dụng cần làm bụi bẩn cọ trước sử dụng lại Hiệu sử dụng thiết bị nạp từ: - Đối với cá nhân việc chế tạo thiết bị nạp từ cho nam châm chứng minh cố gắng tìm tòi, sáng tạo, biết vận dụng kiến thức môn ta hoàn toàn khắc phục dược khó khăn đường mang tri thức đến cho học sinh thân yêu sở cho sáng kiến kinh nghiệm sau Với học sinh, việc sử dụng thiết bị nạp từ giúp cho em tránh tiết dạy chay phần Điện từ học từ hứng thú học tập, việc thầy cô chế tạo sử dụng thiết bị nạp từ để nạp từ cho nam châm cũ cho em thấy rõ kiến thức mà em truyền thụ lớp ứng dụng cách cụ thể Với tổ chuyên môn việc chế tạo sử dụng thiết bị nạp từ giúp việc giảng dạy có liên quan thuận lợi nhiều kinh nghiệm quý báu để thành viên tổ có cải tiến chế tạo thiết bị để phục vụ ngày tốt Sau năm sử dụng, thiết bị nạp từ góp phần nâng cao chất lượng môn, đặc biệt chất lượng kiểm tra có kiến thức liên quan đến nam châm Cụ thể: Ở khối Xếp loại theo số điểm kiểm tra GIỎI KHÁ Trước dùng thiết bị nạp từ 15% 22% 60% Sau dùng thiết bị nạp từ 27% 40% 23% Xếp loại theo số điểm kiểm tra GIỎI KHÁ Trước dùng thiết bị nạp từ 20% 24% 52% Sau dùng thiết bị 31% 25% 44% TRUNG BÌNH YẾU KÉM 3% Ở khối TRUNG BÌNH YẾU 4% KÉM