Интегрированный урок технологии и физики

План-конспект  интегрированного урока технологии и физики.

            7 класс,  время работы над проектом -2 урока.

 ТЕМА: Электротехника. Монтаж действующей модели квартирной проводки.

 ЦЕЛИ УРОКА:

 - развитие представления о применении физических законов в быту;

- формирование прочных знаний о применении условных изображений в чертежах и схемах;

- формирование умений самостоятельно разрабатывать и выполнять чертежи моделей в соответствии с выбранной конструкцией;

- развитие графических умений и навыков;

- развитие профессионального интереса к специальности “Электрик”;

- воспитание самостоятельности и творческой активности в трудовой деятельности;

- формирование коммуникативных умений.

ОБОРУДОВАНИЕ:

Демонстрационное оборудование: электромонтажный стенд (рис.1); понижающий трансформатор 220/36В;  электроскопы; действующий электрический демонстрационный стенд с проводниками из различных материалов (нихром, сталь, алюминий, медь).

Оборудование на каждую группу для монтажной работы:  счетчик электрической энергии, предохранительная колодка, автоматический выключатель, розетка открытой проводки, одноклавишный выключатель открытой проводки, настенный патрон; 4 – 5 метров провода (АПВ 1х2,5 или АПУНП 2х2,5); 0,5 метра гибкого провода (ПВ 3 1 х 0.5 или ШВВП 2 х 0,75); электротехнический нож; бокорезы; плоскогубцы; изоляционная лента. Комплект оборудования  у каждого ученика на рабочем месте для графической работы: линейка, карандаш,  резинка, 2 листа бумаги (формат А 4).

                                         ХОД УРОКА

I. Организационный этап. Прием детей

Учитель технологии. Прием детей, мотивация на обучение.

- Сегодня у нас не совсем обычный урок. Вести его будут два преподавателя - учитель физики и учитель технологии. Вы расположились за рабочими местами в мини- группах, в процессе выполнения заданий разрешается советоваться друг с другом. Давайте вспомним, какие элементы из квартирной электрической сети мы знаем: розетка( штепсельный разъем), выключатель, светильник. От взрослых вы еще слышали: СЧЕТЧИК, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, их можно увидеть на электромонтажном стенде.

II. Основная часть урока

Учитель технологии. Начинаем нашу работу с выполнения первого графического задания.

Задание №1. На чистом листе, лежащем перед вами, воспроизведите в условных обозначениях (сохраняя пространственное местоположение) представленные на стенде электромонтажные изделия.

По мере выполнения работы учащимися, учителя осуществляют контроль и необходимую помощь для отдельных учащихся.

- Спасибо! Вы справились с поставленной задачей, а теперь проконтролируйте сами себя. (После выполнения работы должна получиться схема представленная на рис.2)

Рис. 2

Для этого демонстрируется лист ватмана с прочерченными условными обозначениями всех элементов электрической сети (рис.2).

- Как образуется электрическая цепь?  (источник тока, потребители тока и приборы управления, соединенные между собой проводниками)

Учитель физики. А вот для того, чтобы в электрической цепи проходил электрический ток, и происходила какая - либо работа электрическая цепь должна быть замкнута. В современных схемах электроснабжения на штепсельных разъемах появляется дополнительный контакт это “заземление”. Принцип действия заземления мы сейчас и рассмотрим на примере с электроскопами (знакомыми вам по урокам физики).

Демонстрация: Давайте зарядим электроскоп и посмотрим на его значение. Если соединить заряженный  электроскоп с незаряженным, мы увидим, как заряд распределится между двумя электроскопами. На первом осталась примерно половина заряда. Если присоединим еще один, то увидим, что заряд на первом уменьшился еще на какую- то величину. При присоединении к контуру заземления весь заряд стекает в контур.

Выводы:

1. Присоединение нулевого проводника к контуру заземления позволяет освободить электрическую цепь от остаточного заряда и во много раз снизить риск поражения человека  электрическим током.

2. Замыкая цепь, т.е. соединяя электроскопы между собой, мы переносим заряд.

Отсюда, ток- это направленное, упорядоченное движение электронов, поэтому  при соединении проводника с ЭДС через потребителя со вторым проводом мы с вами замкнем цепь и упорядочим движение электронов, то есть выполним обязательное условие для прохождения тока.

Учитель технологии. Теперь мы с вами готовы выполнить следующее графическое задание.

Задание № 2. На второй половине листа, с первым графическим заданием, Вам необходимо (используя условные обозначения), но уже без допущенных ошибок, сверяясь с информацией на ватмане, соединить (условным обозначением проводника) все элементы в единую электрическую цепь.

Следует помочь учащимся, испытывающим затруднения в выполнении задания, затем воспроизвести (цветными мелками на ватмане) схему (Рис.3)

Учитель технологии. Молодцы! Правильно справились с графическим заданием. А что мы должны учесть при выполнении практической работы?

Учитель физики. Что такое проводники? (Материалы, проводящие электрический ток)

Демонстрация: (Используется самодельный стенд, принципиальная схема которого, приведена на рис.4.)

Рис. 4

Рассмотрим это на примере: Перед вами демонстрационный стенд с проводниками из различных материалов (нихром, сталь, алюминий, медь). На каждом проводнике укреплены маленькие листочки бумаги. Что произойдет при подаче напряжения? (При нагревании происходит воспламенение бумаги)

- Первый проводник нагрелся очень сильно — это нихром,

- второй нагрелся, но с задержкой по времени - это сталь,

- третий и четвертый проводники практически не нагрелись — это медь и алюминий.

При прохождении тока через проводник сильнее нагрелся тот, у которого удельное сопротивление было больше. Сопротивление проводника (R) прямо пропорционально его удельному сопротивлению (r) и длине проводника (?), и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника (S), что отображено в приведенной формуле : R= r

Расчетные задачи: Используя данную формулу, рассчитайте значение сопротивления для одного метра проводника. Проводники изготовлены из различных материалов. Для этого Вам предоставлен лист с заданием № 3.

Задание № 3

карточка № 1.

№ п/п	Материал проводника, его удельное сопротивление, диаметр	Формула, расчет	Значение
1	Алюминий r Al =0,028	S Al == ------------------------------
	D = 1,4 мм	RAl = r = ------------------------------
	(RAl = 1.8 Ом; S Al = 1,54 мм2 )

карточка № 2.

№ п/п	Материал проводника, его удельное сопротивление, диаметр	Формула, расчет	Значение
2	Медь r Cu =0,017	S Cu == ------------------------------
	D = 1,4 мм	R Cu = r = -----------------------------
	(S Cu =1,54 мм2; R Cu =1,1 Ом)

карточка № 3.

№ п/п	Материал проводника, его удельное сопротивление, диаметр	Формула, расчет	Значение
3	Нихром r нихром = 110	S нихром == --------------------------
	D = 1,1 мм	R нихром = r = -------------------------
	(S нихром = 0,95мм2; R нихром = 115,8 Ом)

При выполнении данного задания целесообразно производить параллельные вычисления на доске

Учитель физики (открывает и демонстрирует вычисления на доске). Сравните, пожалуйста, результаты ваших вычислений с вычислениями на доске и попробуйте определить, какие материалы целесообразно применять при изготовлении проводников, а какие материалы пригодны для изготовления нагревательных приборов.

Ученики делают вывод: чем меньше значение сопротивления, тем меньше нагрев проводника. После наблюдения за прохождением тока через проводники, изготовленные из материалов с различным удельным сопротивлением и произведя расчеты сопротивлений можно сделать вывод, что для монтажа проводки в квартире необходимо взять провода из алюминия или меди.

Учитель технологии. Вернемся к конечной цели нашего урока и приступим к сборке и испытанию макета проводки однокомнатной квартиры.

Задание №4. “Монтаж проводки”. Вспомним правила по технике безопасной работы с электричеством.

 1. Работайте только исправным инструментом.

2. Соблюдайте особую осторожность при работе с монтерским ножом. Снятие изоляционной оболочки и зачистку проводящей жилы выполняйте только на подкладной доске, монтерский нож держите наклонно, режьте от себя.

3. Ручки кусачек, плоскогубцев, круглогубцев и щипцов держите в обхват, иначе можно прищемить  пальцы.

4 .Инструмент подавайте ручкой от себя, а кладите на стол ручкой к себе.

5. Надежно изолируйте места соединения и ответвления проводов.

6. Не производите зарядку электроарматуры на весу. Разбирайте и собирайте электрический патрон, штепсельную вилку и электрический выключатель только на подкладной доске. Отвертку держите “от себя”.

Подготовительные работы.

Для оконцовывания провода тычком необходимо надрезать и снять изоляцию от конца провода на расстоянии 15 мм. Для оконцовывания провода петелькой необходимо надрезать и снять изоляцию от конца провода на расстоянии 35 мм. Сформировать петельку. Согните кольцо диаметром 4 мм на расстоянии 8-10 мм от среза изоляции. Оставшимся концом сделайте 2-3 витка вокруг провода между изоляцией и колечком, излишки провода откусите кусачками, а витки обожмите плоскогубцами. (демонстрация работы учителем)

Учитель технологии. Практическую работу попрошу выполнять в строгом соответствии с технологической картой

                         ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

   «МОНТАЖ КВАРТИРНОЙ ПРОВОДКИ».

№ п/п	Наименование работы	Материалы, инструменты.
1	Отмерить и отрезать провод из расчета на расстояние от счетчика электроэнергии до предохранительной колодки	Бокорезы, кусачки
2	Оконцевать провод “Тычком”	Нож, бокорезы
3	Подсоединить этот провод к клеммой колодке счетчика № 2	Отвертка
4	Оконцевать противоположный конец провода “Петелькой”	Нож, бокорезы, круглогубцы, плоскогубцы
5	Подсоединить конец провода к клемме предохранительной колодки. Соединение “Петелькой”	Отвертка
6	Отмерить и отрезать второй провод из расчета на расстояние от счетчика электроэнергии до автоматического выключателя	Бокорезы, кусачки
7	Оконцевать обе стороны провода “Тычком”	Нож, бокорезы
8	Подсоединить этот провод к клеммой колодке счетчика № 4 и к автоматическому выключателю	Отвертка
9	От предохранительной колодки и автоматического выключателя отмерить и отрезать магистральные провода до штепсельного разъема	Нож, бокорезы
10	Произвести подключение этих проводов к клемме предохранительной колодки “Петелькой” и к автоматическому выключателю “Тычком”	Нож, бокорезы, круглогубцы, плоскогубцы, отвертка
11	Подсоединить эти же провода к штепсельному разъему. В зависимости от типа штепсельного разъема соединение может быть как “Тычком”, так и “Петелькой”	Нож, бокорезы, круглогубцы, плоскогубцы, отвертка
12	В соответствии с монтажной схемой (рис.3) отмерьте и отрежьте провод до однополюсного выключателя. Присоедините этот провод к магистральному. Место соединения заизолировать.	Нож, бокорезы, круглогубцы, плоскогубцы, изолента.
13	Произвести подключение к клемме выключателя “Тычком”	Нож, бокорезы, плоскогубцы, отвертка
14	Отмерьте и отрежьте провод от однополюсного выключателя до патрона	Нож, бокорезы
15	Подсоединить вторую клемму однополюсного выключателя “Тычком”	Нож, бокорезы, плоскогубцы, отвертка
16	Зарядить патрон гибким проводом. В зависимости от типа патрона соединение может быть как “Тычком”, так и “Петелькой”	Нож, бокорезы, плоскогубцы, отвертка
17	В соответствии с монтажной схемой (рис.3) отмерьте и отрежьте второй провод до однополюсного выключателя. Присоедините его к магистральному проводу. Место соединения заизолируйте.	Нож, бокорезы, круглогубцы, плоскогубцы, изолента.
18	Произвести подключение свободных концов проводов у патрона.	Нож, бокорезы, круглогубцы, плоскогубцы, отвертка.
19	Надежно заизолировать все места соединения проводов	Изолента
20	Проверить произведенный монтаж по схеме	Рис. 3
21	Подсоединить счетчик к внешнему источнику питания. (выход на 36 В от понижающего трансформатора) Провод с красной маркировкой подсоединяется к клемме № 1, провод с синей маркировкой подсоединяется к клемме № 3. Соединение выполняется “Тычком”	Нож, бокорезы, плоскогубцы, отвертка.
22	Проверить работу собранной схемы под нагрузкой. (Включить лампу)Убедиться в работе счетчика электроэнергии

111. Окончание урока. Воспроизведение монтажа квартирной электропроводки по этапам.