План урока "Исследование электрической цепи с последовательным соединением приёмников электрической энергии"

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Преподаватель В.В. Шелегов

дата 24.01.2018 г.

Дисциплина Основы электротехники

Группа ОТ-16-1

Тема урока: «Исследование электрической цепи с последовательным соединением приёмников электрической энергии».

Тип урока: урок комплексного применения знаний.

Методы обучения: проблемные, репродуктивные.

Вид занятия – лабораторная работа.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: фронтальная, индивидуальная, групповая.

Межпредметные связи: физика, математика.

Цели занятия:

Образовательная - актуализировать знания обучающихся о цепях постоянного тока с последовательным соединением приемников, экспериментальная проверка законов Ома, Кирхгофа и баланса мощностей.

Воспитательная - воспитать аккуратность, дисциплинированность, бережное отношение к окружающему, личность инженерного склада ума и культуры поведения.

Развивающая - формировать практические умения работать с приборами, определять цену деления измерительных приборов, развивать умения применять знания на практике, развивать логическое мышление обучающихся, коммуникативные способности, умение критически осмысливать информацию, выражать свою точку зрения.

Оборудование к уроку:

- учебно-методическое – методические указания к лабораторной работе, учебники:

В.М. Прошин «Электротехника для неэлектротехнических специальностей», Е.А Лотарейчук. Теоретические основы электротехники: учебник для среднего профессионального образования.

- техническое -оборудование к лабораторной работе (лабораторный стенд-измерительные приборы, амперметры, вольтметры, приемники электроэнергии), ПК, проектор, экран.

ХОД УРОКА

Этап урока	Деятельность преподавателя	Деятельность обучающихся
I. Организационный момент (1-2 мин.) Образовательные задачи этапа 1. Обеспечить нормальную внешнюю обстановку для работы на учебном занятии. 2. Психологически подготовить обучающихся к общению на учебном занятии.	Приветствие. Проверка готовности лаборатории электротехники к уроку. Проверка присутствующих.	Приветствие преподавателя. Подготовка к уроку
II. Целеполагание и мотивация (5 мин.) Образовательные задачи этапа 1. Обеспечить мотивацию учения обучающихся 2. Обеспечить включение обучающихся в совместную деятельность по определению целей учебного занятия.	Обратить внимание на лабораторный демонстрационный стенд. На данном стенде имеются: -приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры), -приемники электроэнергии (лампы накаливания), -источники электрического тока. Необходимо собрать электрические цепи, измерить электрические величины	Обучающиеся: внимательно прочитали название работы и ее цель; познакомились с теоретической частью работы, проверили наличие оборудования для проведения данной работы; изучили этапы выполнения работы и их последовательность; Вместе с преподавателем формулируют цель лабораторной работы.
III. Актуализация знаний и умений (3-4 мин.) Образовательная задача этапа Актуализировать субъектный опыт обучающихся (личностные смыслы, опорные знания и способы деятельности, ценностные отношения).	Беседа: (Преподаватель задает вопросы) 1. Что такое электрический ток? 2. Какие заряженные частицы могут образовать электрический ток? 3. Какие основные физические величины характеризуют электрический ток? 4.Электрический ток характеризуется какими величинами? 5.Кто установил связь между этими величинами? 6.Какое соединение называется последовательным? 7.Как в цепь включаются амперметр, вольтметр? 8.Как определяется цена деления приборов? 9. Как читается закон Ома для участка и полной цепи? Повторение правил техники безопасности (приложение 1)	Отвечают на вопросы преподавателя. Вспоминают ранее изученный материал.
IV. Этап применения знаний и способов деятельности (22-26 мин.) Выполнение лабораторной работы Образовательные задачи этапа 1. Обеспечить усвоение обучающимися знаний и способов деятельности на уровне их применения на практике 2. Обеспечить развитие у обучающихся умений самостоятельно применять знания в разнообразных ситуациях с учетом своего индивидуального познавательного стиля.	Вопрос: «Приходилось вам собирать елочную гирлянду. Из-за перегорания одной лампы гирлянда не работает? Почему?» (проблемная ситуация) Когда лампы горят ярко или тускло? (проблемная ситуация) Как зависит напряжение или сила тока от сопротивления? (проблемная ситуация) Выдвижение гипотез. Наблюдаю за деятельностью обучающихся, по необходимости консультирую, направляю деятельность  обучающихся. Ответ находим после выполнения работы.	Знакомство с методическими указаниями к лабораторной работе (приложение 2) Подготовленность обучающихся к выполнению лабораторной работы проверяется индивидуально. Собирают электрическую цепь. Делают электрические измерения. Результаты измерений заносят в таблицу. (приложение 2) Выполняют математические расчёты. Выступают представители групп и знакомят одногруппников со своими результатами работы.
V. Подведение итогов. Рефлексия (этап подведения итогов) (5 мин.) Образовательные задачи этапа 1. Дать качественную оценку работы группы и отдельным обучающимся 2. Инициировать рефлексию обучающихся по поводу своего эмоционального состояния, своей деятельности, взаимодействия с преподавателем и одногруппниками. 3. Обеспечить усвоение обучающимися принципов саморегуляции и сотрудничества.	Обращаю внимание обучающихся на достижение цели урока. Предлагаю оценить результаты своей деятельности на уроке. Реализую рефлексивный тест: 1) Я узнал много нового, научился пользоваться измерительными приборами. 2) Мне это пригодится в жизни. 3) На уроке было над, чем подумать. 4) На все возникшие у меня вопросы я получил ответы. 5) На уроке я поработал добросовестно. В случае согласия с утверждением поставьте напротив него знак «+».	Убеждаются в достижении цели урока, анализируют результаты своей деятельности, оценивают свою работу. Отвечают на поставленные вопросы. Делают выводы: - напряжение прямо пропорционально силе тока, -сила тока обратно пропорциональна сопротивлению, -если одна лампа сгорит, то в цепи тока нет, цепь разорвана, -напряжение всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках цепи, -сила тока на всех приемниках электрической энергии одинакова. Осмысление своих действий, поведения и эмоционального состояния на данном уроке.
VI. Закрепление (информация о домашнем задании) (1-3 мин.) Образовательная задача этапа Обеспечить понимание обучающимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.	Домашнее задание: Ответить на вопросы. Подготовить отчет по лабораторной работе (приложение 3). Подготовиться к защите работы.	Записывают домашнее задание. .

Приложение 1

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

При работе в лаборатории электротехники и электроники во избежание несчастных случаев, а также преждевременного выхода из строя приборов и электрооборудования обучающийся при выполнении лабораторных работ должен строго выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности:

1. Приступая в лаборатории к работе, обучающийся должен ознакомиться

с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности.

2. Обучающиеся обязаны не только строго выполнять эти правила, но и

требовать неуклонного выполнения их от своих товарищей.

3. После ознакомления с правилами внутреннего распорядка и инструктажа по технике безопасности обучающийся должен расписаться в соответствующем журнале.

4. При работе в лаборатории категорически запрещается приносить с

собой вещи и предметы, загромождающие рабочие места, способствующие созданию условий, могущих привести к нарушению правил техники

безопасности.

5. В лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места и переходить от одного стенда к другому.

6. Приступая к работе в лаборатории, студенческая группа делится

на бригады, которые затем распределяются по лабораторным стендам.

7. Лабораторная работа, пропущенная обучающимся, выполняется по

разрешению преподавателя и особому расписанию.

8. Сборку электрической цепи производят соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, представленной в лабораторном практикуме, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений.

9. Приступая к сборке электрической цепи, необходимо убедиться в

том, что к стенду не подано напряжение.

10. При сборке электрической цепи необходимо следить затем, чтобы соединительные провода не перегибались и не скручивались петлями.

Приборы и электрооборудование расставляются так, чтобы было удобно

ими пользоваться.

11. Собранная электрическая цепь предъявляется для проверки

преподавателю или лаборанту.

12. Включение электрической цепи под напряжение(после проверки) производится только с разрешения и в присутствии преподавателя или лаборанта.

13. При обнаружении неисправностей в электрической цепи необходимо немедленно отключить ее от питающей сети и доложить об этом преподавателю или лаборанту.

14. Переключения и исправления в собранной электрической цепи

разрешается производить только при отключенном напряжении питания.

15. Запрещается прикасаться пальцами, карандашами и другими

предметами к оголенным токоведущим частям электрической цепи,

находящимся под напряжением.

16. При работе с конденсаторами следует помнить, что на их зажимах, отключенных от сети, некоторое время сохраняется электрический

заряд, могущий быть причиной поражения электрическим током.

17. При обнаружении повреждений электрического оборудования и

приборов стенда, а также при появлении дыма, специфического запаха

или искрения необходимо немедленно выключить напряжение питания

стенда и известить об этом преподавателя или лаборанта.

18. После выполнения лабораторной работы необходимо выключить

напряжение питания стенда, разобрать исследуемую электрическую цепь

и привести в порядок рабочее место.

19. В случае поражения человека электрическим током необходимо

немедленно обесточить стенд, выключив напряжение питания. При потере сознания и остановке дыхания необходимо немедленно освободить

пострадавшего от стесняющей его одежды и делать искусственное дыхание до прибытия врача.

Приложение 2

Лабораторная работа

Исследование электрической цепи с последовательным соединением приёмников электрической энергии

 Цель работы: изучение последовательного соединения приемников, экспериментальная проверка законов Ома, Кирхгофа и баланса мощностей.

Основные теоретические положения

  В данной работе исследуется электрическая цепь, состоящая из трех резисторов при их последовательном, параллельном и смешанном соединениях.

При последовательном соединении сопротивлений (рис. 2.1, а) общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений, входящих в состав цепи, т. е.

.

При параллельном соединении сопротивлений (рис. 2.1, б) общая проводимость цепи равна сумме проводимостей отдельных ее ветвей:

,

где  – проводимость соответствующего участка электрической цепи, См (Сименс).

При смешанном соединении сопротивлений (рис. 2.1, в) общее сопротивление цепи определяется как сумма сопротивлений последовательного и параллельного участков цепи:

,

где ; .

                                                                                                     а                                  б                                                 в

Рис1. Электрические цепи соединения сопротивлений: а – последовательное; б – параллельное; в – смешанное

 Закон Ома устанавливает связь между током  и напряжением  на некотором участке цепи. Ток в проводнике прямо пропорционален напряжению между концами проводника и обратно пропорционален сопротивлению этого же проводника, т. е. .

1-й закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов, подтекающих к любому узлу разветвленной электрической цепи, равна нулю , или сумма подтекающих к любому узлу токов равна сумме оттекающих от узла токов (рис. 2.1, б): , или .

2-й закон. Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме эдс вдоль того же контура (рис. 2.1, а), т. е. , или алгебраическая сумма напряжений (не падений напряжений) вдоль любого замкнутого контура равна нулю, т. е. : , или .

Закон Джоуля–Ленца устанавливает связь между энергией, выделяемой в сопротивлении нагрузки, и током, проходящим через него:

, при ; , Дж;

, Вт, – мощность нагрузки.

Баланс мощностей (закон сохранения энергии в электрической цепи).

 Суммарная мощность источников электрической энергии  равна общей мощности, поглощаемой сопротивлениями нагрузки (потребителями) , входящими в состав цепи, т. е.

   =   .

Относительная ошибка  должна быть меньше наперед заданного числа, например 5 %:

.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему (рис. 2.2).
2. Измерить напряжение на каждом сопротивлении и на входе цепи. Записать показание амперметра. Вычислить сопротивление каждого участка и всей цепи. Рассчитать мощность, потребляемую каждым сопротивлением. Измеренные и вычисленные значения занести в первую строку табл. 2.1. Убедиться, что , , .

 

 Рис. 2. Схема неразветвленной цепи при последовательном соединении сопротивлений

 Таблица 2.1

Показания приборов и результаты расчетов

Вид соединения сопротивлений

Напряжение, В

Ток, А

Сопротивление, Ом

Мощность, Вт

Последова- тельное (рис. 2)

4. Сформулировать выводы по работе.

 Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятий «ветвь», «контур», «узел».

2. Чему равно общее сопротивление цепи при последовательном соединении сопротивлений?

3. Как понимается и читается закон Ома для заданных схем?

4. Как читаются законы Кирхгофа?

5. Каким законом электротехники определяется мощность, развиваемая в сопротивлении при протекании электрического тока?

6. Что такое баланс мощностей?

 Приложение 3

Оформление отчета по лабораторным работам

Составление отчета о проведенных исследованиях является важнейшим этапом выполнения лабораторной работы. По каждой выполненной работе в рабочей тетради составляют отчет, руководствуясь следующими положениями:

1) указать название и порядковый номер лабораторной работы, а

также кратко сформулировать цель работы;

2) указать тип и номинальные данные испытуемых электрических

машин и аппаратов, а также типы, номера, пределы измерений, класс

точности и системы измерительных приборов, используемых при выполнении лабораторной работы (например: амперметр типа М42100, №

01985, магнитоэлектрической системы, 30 делен., предел измерений ЗА,

кл. 1,5);

3) схемы и графики вычертить с помощью циркуля и линейки с соблюдением принятых стандартных условных обозначений;

4) графические зависимости дать в прямоугольной системе координат в масштабе, с равномерными шкалами; произвольный перенос начала

координат не допускается; на графиках необходимо наносить экспериментальные точки;

5) отчет по каждой лабораторной работе должен содержать основные выводы.