Оборудование школьного физического кабинета

Раз в год проводится текущий профилактический осмотр заземляющих устройств (проверка состояния заземляющих устройств, наличие цепи между контуром заземления и заземляющими элементами, измерение сопротивления заземляющего устройства). Указанная работа проводится электриком школы, и по ее результатам составляется акт.

Разделяющий трансформатор служит для изолирования питания электроприемников от общей сети, сети заземления и токов утечки емкости и возможных повреждений изоляции. Коэффициент трансформации равен 1. Вторичная обмотка разделяющего трансформатора не должна иметь заземления. В этом случае прикосновение человека к корпусу переносного электроприемника не опасно даже при заземлении на него одного из фазных проводов вторичной обмотки. Корпус разделяющего трансформатора необходимо надежно заземлить. Это исключает возможность поражения человека при прикосновении к корпусу в случае каких-либо неисправностей.

Устройства защитные отключающие школьные (УЗОШ) предназначены для защиты человека от поражения электрическим током в однофазной сети в системе электроснабжение с глухозаземленной нейтралью. Основу работы УЗОШ составляет дифференциальный трансформатор тороидальной конструкции (рис. 3.10). При протекании тока через нагрузку в любой момент времени алгебраическая сумма сил токов в обмотках трансформатора равна нулю и в дополнительной обмотке напряжение отсутствует. При возникновении токов утечки нарушается равенство сил токов в сетевых обмотках трансформатора, и на дополнительной обмотке появляется напряжение. Это напряжение усиливается специальным усилителем и используется для управления отключающим устройством.

Рис. 3.10. Иллюстрация принципа действия УЗОШ

УЗОШ подключается к сети 220 В, 50 Гц в точках А, N, а нагрузка – в точках А', N' (рис. 3.11). При нажатии кнопки «1» устройство должно включиться, сигнальная лампа – загореться; при нажатии кнопки «контроль» устройство должно отключиться, лампа гаснет, таким образом устройство проверено. Отключается устройство кнопкой «0».

Рис. 3.11

Устройство в школьных условиях ремонту не подлежит. При использовании УЗОШ отпадает необходимость заземления электроустановок.

В кабинете обязательно должны быть индивидуальные средства защиты от поражающего напряжения. Основными изолирующими защитными средствами в электроустановках до 1000 В являются диэлектрические перчатки, инструменты с изолирующими ручками, указатели напряжений; дополнительными – диэлектрические калоши, коврики, изолирующие подставки. Защитные средства во время хранения должны быть защищены от механических повреждений, загрязнений и влаги. Перед применением необходимо проверить их исправность, отсутствие внешних повреждений и очистить от пыли. Защитные средства, находящиеся в эксплуатации, должны проходить испытания:

• диэлектрические перчатки 1 раз в 6 месяцев;

• остальные средства 1 раз в год.

К электроснабжению рабочих мест учащихся предъявляются следующие требования:

• напряжение, подводимое к розеткам лабораторных столов, не должно превышать 42 В, то есть максимально допустимого напряжения для работ учащихся при закрытых контактах;

• при сборке электрических цепей с открытыми контактами допускается применение напряжения до 12 В. Для проведения фронтальных лабораторных работ и работ практикума используются индивидуальные выпрямители;

• напряжение должно подаваться от понижающих трансформаторов. Применение автотрансформаторов не допускается.

3.5. Зона астрономии в кабинете физики

В кабинете физики создается зона, позволяющая обеспечить учебную деятельность учителя и учащихся при изучении астрономии. Она должна:

а) позволять успешно овладевать знаниями по астрономии в рамках школьной программы;

б) повысить уровень преподавания астрономии в средней школе;

в) углубить процесс формирования научного мировоззрения учащихся;

г) обеспечить в соответствии с требованиями научной организации труда (далее НОТ) и эргономики удобства в использовании учебного оборудования по астрономии;

д) создать условия для организации внеурочной работы по астрономии.

При планировке зоны астрономии учитывают общую планировку кабинета физики (количество классов и лаборантских в составе кабинета, их площади, взаимное расположение и т. п.).

Один из возможных вариантов планировки зоны астрономии в кабинете физики однокомплектной средней школы показан на рис. 3.12. Шкаф с учебными пособиями по астрономии (1) размещается в конце класса, примыкая к шкафам с физическими приборами для лабораторных работ. Рядом со шкафом на стене расположен стенд с материалами по астрономии (2, 3). На стенде располагают подвижную карту звездного неба, «немую» карту звездного неба, карту Луны, материалы по космонавтике и т. п. На полу между демонстрационным столом и первым рядом ученических столов проведена полуденная линия. Она служит для ориентированной установки инструментов при изучении сферической астрономии.

Рис. 3.12. Размещение астрономического уголка (два варианта)

Провести полуденную линию можно, если окна физического кабинета в полдень освещаются солнцем. На оконном стекле на высоте 1,5 м от пола черной гуашью изображают темный квадрат с отверстием 5 мм в центре (рис. 3.13). В солнечный день на полу образуется тень от квадрата, в центре которой находится светлое пятно – изображение Солнца. Фиксируют на полу положение центра солнечного пятна в момент местного полдня и соединяют с точкой горизонтальной проекции центра квадрата на полу. На полуденной линии делают отметки мест, через которые солнечное пятно проходит в дни равноденствия и солнцестояния. Учащиеся по этим отметкам получают наглядное представление об изменении высот кульминаций на протяжении года.

Теодолиты и телескопы ориентируют по линии, проведенной на полу, а для ориентации моделей небесной сферы, горизонтальных и экваториальных координат, солнечных часов, глобуса Земли и т. п. удобно организовать полуденную линию на демонстрационном столе. На крышке стола проводят черту, параллельную полуденной линии на полу.

Рис. 3.13. Полуденная линия в кабинете физики

Правильно оборудованная зона астрономии в кабинете физики позволяет учителю подготовить учащихся к предстоящим наблюдениям и закрепить полученные знания путем упражнений с применением пособий, а также экономит время и создает удобства в работе учителя.

3.6. Современный кабинет физики малокомплектной школы

Частные коммерческие школы и государственные школы в небольших сельских населенных пунктах в связи с малой наполняемостью классов учащимися (до 10 человек) и незначительной недельной нагрузкой по физике имеют в планировке и оборудовании кабинета физики специфические особенности.

Для малокомплектных школ, имеющих до 200 учащихся, наиболее целесообразным является оборудование объединенного кабинета физики, химии и биологии. При этом кабинет будет иметь полную нагрузку, значительная часть учебных средств по этим предметам окажется общей, в данном сочетании создаются наиболее благоприятные условия для осуществления связи в преподавании школьных предметов естественнонаучного цикла.

Однако при оборудовании объединенного кабинета необходимо учитывать, что при неправильном размещении учебных средств по этим предметам, а также неправильном хранении, особенно химических реактивов, отдельные виды учебного оборудования могут быстро выходить из строя. Чтобы не допустить этого, для оборудования объединенного кабинета необходимо иметь три помещения. В одном из них, имеющем большую площадь (45–50 кв. м), оборудуется класс-лаборатория. В этой комнате проводятся все виды учебных занятий по физике, химии и биологии. Во второй, третьей и четвертой комнатах оборудуются для каждого предмета отдельно лаборантские по физике, химии и биологии. Площади комнат, отводимых под лаборантские, должны быть не менее 15–16 кв. м.

Возможный вариант расположения помещений такого объединенного кабинета малокомплектной школы показан на рис. 3.14. Комната 1 – общий класс-лаборатория; комната 2, расположенная за передней стенкой, служит лаборантской по физике; комнаты 3 и 4, расположенные сбоку, служат лаборантскими по химии и биологии.

Рис. 3.14. Планировка объединенного кабинета физики малокомплектной школы:

1 – демонстрационный стол; 2 – стол учителя; 3 – классная доска; 4 – экран; 5 – стол ученический; 6 – шкаф для размещения учебного оборудования; 7 – шкаф с вытяжным устройством; 8 – рабочий стол; 9 – счеты; 10 – бак для воды; 11 – стол с набором инструментов; 12 – устройство для управления затемнением; 13 – стенд; 14 – тележкаподставка для видеопроектора; 15 – ящик для таблиц; 16 – огнетушитель; 17 – аптечка; 18 – панель с метеорологическими приборами

Мебель в объединенных кабинетах малокомплектных школ не отличается от типовой мебели, выпускаемой промышленностью для крупных школ.

Для выполнения лабораторных работ к рабочим местам учащихся должен подаваться переменный электрический ток напряжением 42 В. С электроснабжением кабинета физики вы познакомитесь ниже.

В кабинете должна быть обеспечена возможность полного затемнения помещения класса-лаборатории для проведения опытов по оптике и демонстрации учебных видеофильмов, компьютерных презентаций и т. п. Если малокомплектная школа находится в сельской местности, то специфика учебного оборудования должна учитывать подготовку школьников к практической деятельности в сельской местности.

Вопросы и задания к главе 3

1. Какие помещения входят в состав кабинета для преподавания углубленного курса физики в средней школе?

2. Элементом какой функциональной зоны кабинета является стол для ремонта оборудования?

3. Что означает круг диаметром 25 мм зеленого цвета на боковой стороне ученического стола?

4. Разработайте свой вариант оформления модульного стенда.

5. Какой фон выбрать для текста, выполненного черным цветом?

6. Для каких целей в кабинете физики фиксируют полуденную линию?

7. Каковы основные особенности организации кабинета физики в малокомплектной школе?

8. Чем отличаются сети с глухозаземленной и изолированной нейтралью?

9. Какие меры защиты от поражения электрическим током должны предусматриваться в кабинете физики?

10. Какие устройства и приборы заземляются в кабинете физики?

11. Каково назначение, устройство и принцип действия УЗОШ?