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中学物理常见仪器的维护与维修

2019-06-11余少敏

中学理科园地 2019年2期
关键词:物理实验

余少敏

关键词:物理实验;物理常见仪器;维护与维修

中学物理是以物理实验为基础的学科,物理实验教学是中学物理的重要组成部分,是物理学研究的方法和手段,是提高物理教学效果的有效途经。通过学生实验和教师的演示实验教学,了解和掌握物理现象的规律,促进理论与实验相互结合,同时也培养学生的科学态度和对物理科学的兴趣及创造性学习能力。

物理实验是以物理仪器为工具,通过物理仪器完成所研究的物理课题、规律。在物理实验过程中,难免会发生仪器故障问题,出现问题能及时维修好是保证实验正常开展的前提,也是实验教师基本技能的要求。

现就中学物理常见仪器故障结合本人工作经验,介绍一些维护与维修方法,以期抛砖引玉。

1  学生电源

学生电源在物理实验中是最常用仪器之一,在力学、电磁学、光学三部分学生实验中都要使用到。其工作原理是把交流220V电压通过变压器、整流电路和稳压电路及保护电路转化为低压交直流电和稳压电压,提供给学生分组应用。

图1是其简单的工作原理图。

其中7806T是6V稳压块,D7~D10是整流二极管(或整流块),J1为继电器,J2为干簧继电器。

当出现短路等过载时,干簧继电器J2动作,J2K闭合,继电器J1线圈中通电,保护工作,J1K由常闭转为断开,切断输出,这是保护电路工作原理。

学生电源常见故障有如下几点:

(1)指示灯不亮,保险丝断:从电路图上可知:可能故障:保险丝断 变压器内部短路。

(2)电源指示灯亮、无低压交直流输出。

可能故障:

①电源接线柱松动,可旋紧接线柱螺母。

②继电器故障:首先可轻轻敲打继电器,看能否恢复正常。若无法恢复,可用多用电表“Ω”档检查,正常时,常闭阻值为0,若为“∞”大,是继电器常闭触点氧化接触不良,可用砂纸和酒精处理。也不排除继电器与电路板焊点脱落的可能。

③干簧管本身故障:首先可轻轻敲打干簧管,看能否恢复正常。若无法恢复,可用多用电表“Ω”档检查,正常时,其阻值“∞”大,然后用磁钢靠近干簧管,阻值变为0。若确系干簧管损坏,换新即可。此种情况伴随过载指示灯亮。

④整流二极管击穿,造成过载,保护电路动作,过载指示灯亮,无输出。

除此之外,学生电源档位旋钮要经常检验是否松动。发现松动,应及时旋紧,否则学生在调节电压时,会出现输出电压偏差不准,严重甚至烧坏实验仪器,若电源档位旋钮上的白色指示标志已脱落不清,可统一用红色或白色漆油上漆,同时注意电源线是否有破损、铜线是否有裸露现象,插头是否完好,若发现问题,及时维修确保实验安全。

2  电火花打点计时器

该仪器在高一年学生分组实验中有4至5个实验连续使用到,其故障率也是挺高的。主要故障有如下几点:

(1)指示灯不亮:经检查一般是电源开关故障,在实验中由于学生常来回拨动开关,致使其开裂。一般用尖嘴钳四周压紧,让它恢复原状即可。若内部确已损坏,只能更换。同时,注意观察其各脚焊点及附近线路板上铜板是否有开裂,若发现开裂,可用焊錫焊牢。

(2)打点不清,经查一般有如下问题:

①由于经常打点,碳针损耗缘故,碳针变短引起打点不清。可适当调高碳针高度,同时可用酒精擦净圆盘上留下的碳粉。

②线圈内部部分短路打火,一般只能更换同型号线圈或用报废的电火花线圈更换。

③两只升压二极管中的一只二极管损坏,升压不足也可致打点不清。

(3)不打点,一般是升压线圈开路或接头断开,升压二极管、三级管、整流二极或升压电路损坏也可致不能升压,引起不打点。

由于该仪器使用频率高,学生使用一段时间后,电源线在仪器出口处会出现破皮甚至裸露内部电线的问题,十分危险。我们一般在采购后使用前,用电焊铁热熔计时器电源线出口处的塑料成圆形孔,把该处电源线用绝缘胶布粘几圈,再按原位置装好,一般能保证较长时间安全使用。

电火花打点计时器在实验过程若连续打点时间过长,极易发生故障。在实验前,可在黑板上文字提醒:“为确保安全,每次打完点,应立即关闭电火花计时器。”,实践证明:经这一提醒,实验过程中计时器的故障率明显下降,同时也培养学生安全用电意识。

3  多用电表

多用电表是比较复杂的专用仪器,主要用于测量电压、电流、电阻,在学生分组实验中,出现常见故障有如下几点:

(1)档位选择不起作用:例如选择电压档,不能进行电压测量;选择电流档,不能进行电流测量。主要原因应该在于档位转盘,转盘上金属触片弹性发生变化,与电路板接触不良。维修此故障需打开多用电表,用沙纸打磨触片及相应电路板,调节触片角度,点滴缝纫机油防锈。在回安装时,观察转盘旁的一根细导线是否有脱落;转盘应按压到位,保证触片与电路板充分接触;同时留意多用电表中的小弹簧和小滚珠,它们是易丢失小配件。

(2)在欧姆调零时,刻度盘上的指针指示晃动不稳,调零困难,其故障一般在于欧姆调零电位器上,是内部触片接触不良,可维修或更换。

(3)烧电路板,打开多用电表,发现电路板上有烧损痕迹。经分析,是由于学生操作不当,用电阻档去测量高电压(如市电压)引起烧电阻。故障一般表现为:两表笔接触时,指针摆过零刻度(小于零)。因此,检查时,只要两表笔一合便知好坏,对于J0411型多用电表,一般是烧49.6Ω和5.51Ω两电阻。把所烧电阻更换,多用电表可恢复正常。

4  弹簧秤测量误差调整[ 1 ]

弹簧秤由于使用时间过长,在实际测量中会产生较大误差。这时,需要对弹簧秤进行测量误差的调整。

具体操作如下:

(1)可把弹簧秤竖直挂起并调零。

(2)在弹簧秤上加挂钩码,观察读数是否与钩码本身相同。

如果读数偏小,由f=kx可知劲度系数k偏大。将弹簧上的三角铁片向下旋转,以增加弹簧的实际长度,使k减小。反之,如果读数偏大,则可将三角铁片往上旋转。

(3)重复上面2操作,直至读数与钩码相同为止。

5  螺旋测微器0点对不准[ 2 ]

常见修理:

(1)可用酒精清洗两测量头,清除小颗粒或污质造成的0点指示不准。若螺旋测微器有锈点,可用缝纫机油上油除锈。

(2)若0点误差在5格以内,可微调标度筒位置解决。用小改锥拧松顶丝,用包装盒内附有的专用扳手,转动标度筒到相应位置。有时需反复调整几次。

(3)若0点相差格数大于5格,应调整螺杆与微分筒的相对位置。

除此之外,在日常实验教学工作中应做好仪器的维护工作,如静电学仪器应保持在无尘、干燥的环境中,秒表(钟)在每次分组实验完回收仪器橱之前应放松发条,让秒表(钟)自行走动至放松状态;天平使用完后,要做好除尘清洁工作,特别是托盘上的灰尘,以及砝码的干燥和上油工作。仪器存放需整齐,注意做好防潮、防锈、防腐蚀、防震、防火等工作,并注意经常检查,确保仪器能正常使用。

参考文献:

[1]徐兴华. 物理测力计的调零[J]. 教学仪器与实验,2002(2):15.

[2]孙克文. 螺旋千分尺常见故障的修理[J]教学仪器与实验,1997(8):32-33.

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