Дидактические характеристики проблемного обучения

Преподаватель: Ранее мы изучали физические процессы в цепях переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности и конденсатора. Еще большее практическое значение в электротехнике и радиоэлектронике имеют цепи с параллельным соединением этих электро-элементов. Такая цепь начерчена на доске. Приборы регистрируют силу тока в ветвях, то есть в катушке и конденсаторе, а такие в общем проводе, до разветвления. Какое соотношение связывает эти три тока?

Учащийся: Если в узле сходится несколько проводов, то сумма токов, подходящих к узлу, равна сумме токов, уходящих из узла. Это первый закон Кирхгофа.

Преподаватель: Хорошо. Как применить этот закон к нашему конкретному случаю?

Учащийся: Очевидно, ток в общем проводе, до разветвления, равен сумме токов в катушке и конденсаторе.

Преподаватель: Да, такое предположение действительно возможно. Но если включить макет, то приборы будут показывать, что ток в катушке-1.2 А, в конденсаторе-1.35 А, в общем проводе - всего 50 мА . Вот теперь токи равны = 125Л и с, а ток в общей цепи стал еще меньше.

Преподаватель: Наблюдаемые нами явления в цепи переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора носят название резонанса токов. А теперь выясним, какой вид примет векторная диаграмма цепи в режиме резонанса токов.

Учащийся: Токи в ветвях равны по величине и противоположны по направлению, поэтому ток до разветвления должен быть равен нулю.

Преподаватель: А в нашем опыте ток хоть и уменьшился, все же не достиг нуля, он равен 20мАм в чем же дело? Не подскажет ли нам решение аналогия с резонансом напряжения?

Учащийся: При резонансе напряжений полное напряжение было равно напряжению на активном сопротивлении. Если бы не было активного сопротивления, оно оказалось бы равным нулю.

Преподаватель: Но это случай идеальный. Точно таким же следует считать и случай параллельного соединения «чистой» индуктивности и «чистой» емкости.

Учащийся: На самом же деле катушка индуктивности содержит еще и активное сопротивление; это сопротивление провода, из которого катушка навита.