asyan.org
добавить свой файл
1 2 3
Міністерство освіти і науки України

Корецьке вище професійне училище №24


Професія: «Електромонтер з ремонту та обслуговування електроустаткування»

Методичний посібник

для викладання л/п робіт

з предмету: «Електротехніка, спец технології електромонтажних та ремонтних робіт»





Корець 2009р

Розробив: викладач – методист Кречмаровський

Анатолій Васильович



Рецензент: ст. викладач Кириченко Валерій Павлович

1 Організація роботи в електролабораторії
При організації електролабораторії виходять з навчальних планів і програм з електротехніки з основами промислової електроніки. Для виконання лабораторних робіт використовується уніфіковане устаткування, що встановлюється в спеціально відведеному приміщенні та складається з 15 лабораторних столів для 30 учнів, стола викладача з центральним процесора, демонстраційного стенда, блоків живлення та керування. Оскільки лабораторні роботи на цьому устаткуванні можна виконувати фронтально , це значно полегшує працю викладача. Якщо врахувати також, що за процесом складання електричних схем і виконанням лабораторних робіт стежить комп’ютер, видаючи відповідні рекомендації, то функції викладача зводяться лише до контролю загального ходу лабораторних занять.

Уніфіковане лабораторне устаткування дає змогу створити учням умови, близькі до умов їх майбутньої праці. Виконання лабораторних робіт сприяє закріпленню теоретичних знань учнів з електротехніки, набуттю навичок складання електричних схем, проведенню налагоджувальних робіт і випробувань найрізноманітнішого обладнання.

На першому занятті учні знайомляться з улаштуванням електролабораторії порядком виконання робіт і проходять інструктаж з техніки безпеки. Кожне лабораторне заняття повинно включати такі частини:

1. Попередню бесіду викладача.

2. Захист попередньої лабораторної роботи.

3. Перевірку ступеня готовності учнів до виконання чергової лабораторної роботи.

4. Виконання лабораторної роботи.

5. Складання звіту.

6. Захист виконаної лабораторної роботи.

Для прискорення та полегшення виконання лабораторної роботи

Групу учнів розбивають на бригади по два три учні в кожній.

^ Контрольні запитання та завдання

У попередній бесіді викладач розкриває мету та завдання лабораторної роботи, нагадую основні теоретичні положення, викладає методику виконання роботи.

До лабораторної роботи учні готуються самостійно. Для цього використовують підручник, конспект і короткі теоретичні відомості стосовно виконуваної роботи, заготовлюється звіт.

Перед проведенням лабораторних занять викладач перевіряє ступінь готовності учнів, після чого вони допускаються до виконання лабораторної роботи.

На лабораторних столах в учнів повинні бути всі необхідні елементи, вимірювальні прилади та з’єднувальні проводи.

Учні під керівництвом викладача чи використовуючи алгоритмічну інструкцію або контролюючу програму комп’ютера складають досліджувану електричну схему, приєднують вимірювальні прилади та джерела живлення. В її складанні беруть участь учні всієї бригади. Якщо схему складає один учень, то решта членів його бригади повинні перевірити її після складання.

Потім на схему подають напругу. Це робить викладач або учень у його присутності. Якщо стрілки вимірювальних приладів не відхиляються або відхиляються за межі шкали, то схему потрібно негайно вимкнути, усунути причину ненормативних показів приладів і знову подати напругу на схему. Не записуючи показів приладів, робото здатність схеми перевіряють відповідно до програми лабораторної роботи.

Підготувавши досліджувану електричну схему, виконують лабораторну роботу.

^ 2 Порядок виконання лабораторної роботи.
У зв’язку з тим що лабораторне обладнання уніфіковане, воно дає змогу проводити лабораторні заняття фронтальним методом. Не виключається можливість проведення їх також диференційованим методом.

При підготовці до лабораторної роботи учень повинен заздалегідь знати, яку саме роботу він виконуватиме. Тому учень повинен за підручником повторити теоретичний матеріал (у лабораторному практикумі після контрольних теоретичних відомостей наводяться дані про літературу), після чого ознайомитися з описом роботи та методикою її виконання. Попередню підготовку учень проводить вдома.

Перед початком лабораторних занять перевіряється готовність учня до виконання лабораторної роботи, для чого використовуються спеціальні картки завдання або комп’ютерна програма. В разі неправильної відповіді на задані запитання учень до лабораторної роботи не допускається і йому виставляється оцінка «2».

Кожна лабораторна робота розрахована на шість навчальних годин. За цей час учень повинен скласти за карткою-завданням електричну схему, виконати вимірювання, занести експериментальні дані до таблиць, зробити необхідні розрахунки, оформити звіт і здати залік викладачу. Якщо лабораторна робота трудомістка, то звіт учень оформлює вдома.

^ 3 Критерії оцінки при виконанні та складанні лабораторних робіт
Для атестації учнів можуть бути виконані, фронтальні контрольні роботи, індивідуальні контрольні завдання, співбесіда, опитування, різні завдання із застосуванням комп’ютера.

Основними критеріями оцінки при виконанні та складанні лабораторних робіт повинні бути такі:

виконання роботи в повному обсязі та у відведений час;

уміння користуватися вимірювальними приладами;

самостійність при виконанні складальних і регулювальних робіт:

додержання правил техніки безпеки;

акуратність і додержання єдиних вимог чинних стандартів;

технічна грамотність при оформленні графічних робіт;

правильні відповіді на контрольні запитання.

Викладач самостійно визначає критерії оцінок, які можуть виражатися в балах або у відносних одиницях. Розглянемо кілька прикладів завдань, які можна використати для прийняття заліків в учнів і введення їх в комп’ютер.

Для перевірки теоретичних знань учнів у опису кожної лабораторної роботи є контрольні запитання та посилання на джерело, де можна знайти відповіді на них. Щоб вирішити питання індивідуалізації не тільки навчання, а й підготовки до лабораторної роботи учнів, можна запропонувати їм спеціальні картки-завдання. Завдання учнів полягає у визначенні меж вимірювань приладами за заданою електричною схемою та номіналами її елементів.

Для того щоб учню справитися з чим завданням, він повинен: знати основні закони кіл постійного струму вміти аналізувати схему й робити логічні висновки: знати одиниці основних електричних величин і вміти перетворювати їх.
^ 4. Техніка безпеки при виконанні лабораторних робіт
В електролабораторії застосовують різні напруги аж до 380 В.Щоб запобігти нещасним випадкам, пов’язаним з ураженням електричним струмом, учні допускаються до виконання лабораторних робіт тільки після проведення інструктажу з техніки безпеки.

Інструктаж має як загальний для всіх робіт характер, так і конкретний для кожної з них зокрема. Кожний учень після загального інструктажу (проводиться на першому занятті) розписується в спец журналі, який знаходиться в лабораторії, де фіксується, що з правилами безпеки праці він ознайомлений і зобов’язується їх виконувати. У подальшому протягом усіх лабораторних занять учні повинні точно виконувати всі заходи безпеки при роботі з різними електричними апаратами.

Тіло людини, що містить до 90 % води, є добрим провідником електричного струму. Його опір R змінюється в дуже широких межах залежно від психофізіологічного стану (збудженості, кількості випитої води та іншої рідини, вологості шкіри), уважності та інших факторів. При цьому струм, який проходить через тіло людини, становить

І=U/ R=220/1000=0.22 A=220мА

Смертельним для людини є струм 100мА, а небезпечним -10мА. Тому потрібно передбачити засоби захисту, щоб уникнути появи такого струму. До них належать електронні пристрої захисту, які дають змогу захистити людину від дотику до фаз і короткого замикання на «землю».


^ Лабораторна робота №1

Дослідження кіл з послідовним, паралельним

І мішаним з’єднанням резисторів
Мета роботи – навчитися складати послідовне, паралельне та мішане кола; вивчити співвідношення між струнами та напругами при послідовному, паралельному й мішаному з’єднання резисторів; визначити опір електричного кола.
^ Теоретичні відомості

Насамперед установимо, що таке струм з точки зору електронної теорії будови речовини і чому одні метали краще проводять електричний струм, а інші гірше.

Наприклад, розглянемо хімічний елемент із періодичної таблиці Д. І. Менделєєва, що знаходиться на 13 місці, та з’ясуємо, скільки в ньому електронів і на яких орбітах вони розташовуються. Ми побачимо (рис. 1а), що в цього елемента (поки не називаємо, який саме це елемент) електрони знаходяться на трьох орбітах, при чому на першій – їх два, на другій – вісім і на третій – три. З цього можна зробити висновок, що відірвати один електрон з третьої орбіти складно, оскільки потрібно прикласти досить велику силу.




Рис. 1
Тепер як приклад візьмемо хімічний елемент, який знаходиться на 26 місці (рис.1,б). У цього елемента на чотирьох орбітах обертається 26 електронів, причому на останній орбіті знаходиться два електрони. Якщо порівняти цей і попередній хімічні елементи за електропровідністю, то можна сказати, що в другого елемента відірвати електрон з останньої орбіти легше: по-перше, тому, що він знаходиться далі від ядра, внаслідок чого сила його притягання слабкіше; по-друге, на останній орбіті знаходиться тільки два електрони.

Далі розглянемо хімічний елемент, що знаходиться на 29 місці (рис.1,в). У цього елемента електронних орбіт також чотири, але на останній з них є лише один електрон. Сила притягання його до ядра буде ще слабкіша, ніж у попередньому елементі, а значить, відірвати електрон від ядра буде легше.

Таким чином, із трьох розглянутих хімічних елементів перше місце за електропровідністю займає елемент, який знаходиться на 29 місці, друге – на 26 місці й останнє, третє, - на 13 місці.

Якщо ми візьмемо ще один хімічний елемент (рис.1,г), то побачимо, що в нього на п’яти орбітах розташовується 47 електронів, причому на останній з них знаходиться один електрон. На підставі попередніх міркувань можна стверджувати, що в цього елемента відірвати один електрон з останньої (п’ятої) орбіти ще легше, ніж у попередніх трьох. Якщо тепер розставити хімічні елементи за електропровідністю, то на перше місце потрібно поставити хімічні елементи, який знаходиться на 47 місці, на друге – той елемент, що займає 29 місце. і т. д.

На підставі періодичної таблиці Д.І. Менделєєв легко вставити, що на 47 місці в ній знаходиться срібло, на 29-мідь, на 26-залізо, а на 13-алюміній (рис.2,а). з предмета фізики відомо, що найкраще електричний струм проходить срібло, після нього-мідь і т.д.



Рис. 2,а
Можна було б взяти також інші хімічні елементи і провести порівняльний аналіз їх електропровідності, але ми зупинилися тільки на тих з них, які знаходять практичне застосування як провідники електричного струму.

Електричний струм позначається літерою І й вимірюється в амперах (А). крім основної одиниці, існують додаткові, які різняться одна від одної в 1000 разів: це мегаампер (МА) та кілоампер (кА) та мікроампер (мкА).

Тому, якщо показати за допомогою вектора електричний струм, то цей вектор (рис 3) буде спрямований в бік від ядра, причому електричному струму потрібно подолати силу притягання електрона до ядра атома. Цю силу, що протидіє електричному струму, називають електричним опором. Позначається вона літерою R і вимірюється в омах (Ом). Крім основної одиниці, існують додаткові, які різняться одна від одної в 1000 разів: це мегом (МОм) і кілоом (ком).


Рис. 3

В електричних колах застосовують різні з’єднання опорів: послідовне, паралельне та мішане. При послідовному з’єднанні споживачі з’єднуються в ланцюжок (рис 4), тобто кінець першого резистора (R1) з’єднується з початком другого резистора (R2), кінець другого (R2) – з початком третього резистора (R3) і т.д. якщо таке коло приєднати до джерела напруги, то воно матиме вигляд, показаний на рис. 4, а.



Рис. 4
Струм Ізаг , який приходить через кожний резистор, буде однаковий, тобто

Ізаг =І1=І2=І3. Напруга Uзаг, прикладена до резисторів, дорівнює сумі спадів напруг на кожному резисторі: Uзаг =U1+U2+U3. Загальний опір

Rзаг = R1+ R2+R3.

Паралельним називається таке з'єднання резисторів, коли всі початки їх з'єднуються в точці А, кінці - в точці В (рис. 6). Точки

А та В називають вузлами.
Рис. 6

При паралельному з'єднання резисторів (рис. 5,б), напруга до них проводиться однакова: Uзаг =U1=U2=U3, а струм Ізаг розгалужується:

Рис. 5
Ізаг =І1+І2+І3. Цей закон який називається першим законом Кірхгофа, формулюється так: сума струмів, що приходять до вузла, дорівнює сумі струмів, які відходять від нього. Загальний опір Rзаг кола завжди менший від будь-якого його опору, оскільки 1/ Rзаг=1/ R1+ 1/R2+1/R3. Це важливо знати при розрахунках таких кіл.

Третій варіант з'єднання резисторів – це мішане з'єднання їх (рис.7). Тут резистори вмикаються в коло послідовно та паралельно. Розрахунки таких кіл виконувати складніше, тому що потрібно визначити послідовність розрахунків. На зображеній схемі спочатку знаходять загальний опір R 2,3 який складається з двох паралельних віток, тобто R2 та R3. При цьому R 2,3 =, а потім обчислюють

Rзаг = R1+R 2,3. Після цього визначають спади напруги на окремих ділянках кола.

Для виконання цієї лабораторної роботи необхідно вивчити теоретичні положення (9, с. 11-14, с. 7-22: 13, с. 13-23).


Рис. 7

Порядок виконання роботи

  1. Ознайомитися з лабораторною установкою.

  2. Скласти електричну схему згідно з карткою-завдання Р1.1 (дод.1) для дослідження послідовного з'єднання резисторів.

  3. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

  4. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі, експериментальні дані занести в табл. 1.






Експериментальні дані

Результати обчислень

U1,В

U2,В

U3,В

Uзаг,В

Ізаг,А

R1,Ом

R2,Ом

R3,Ом

Rзаг,Ом

1

2

3

5. Зняти напругу з установки.

6. Скласти електричну схему згідно з карткою-завданням Р1,2 (див. дод 1) для дослідження паралельного з'єднання резисторів.

  1. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений на планшеті.

  2. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі, експериментальні дані занести в табл. 2. Зняти напругу з установки.

  3. Порівняти обчислені значення опорів при послідовному та паралельному з'єднаннях резисторів.






Експериментальні дані

Результати обчислень

І1, А

І2, А

І3, А

Ізаг,А

Uзаг,В

R1,Ом

R2,Ом

R3,Ом

Rзаг,Ом

1

2

3
11. Скласти електричну схему згідно з карткою-завданням Р1,2 (див. дод) для дослідження мішаного з'єднання резисторів.

12. Подати живлення на схему, ввімкнувши тумблер, установлений у планшеті.

13. Дослідити співвідношення між струмами та напругами в схемі, експериментальні дані занести в табл.3.

14. Скласти звіт.




Експериментальні дані

Результати обчислень

U1,В

U2,3В

І1,А

І2,А

І3,А

Ізаг,А

Uзаг,В

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

Rзаг,

Ом

1

2

3



следующая страница >>