Открытый урок " Исследование простейших линейных электрических цепей постоянного тока"

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

Жмакина Елена Адольфовна, преподаватель

Тема учебного занятия: «Исследование простейших линейных электрических цепей постоянного тока»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Представленная методическая разработка учебного занятия для обучающихся по специальности 08.02.09. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий предполагает продолжение работы по построению оптимальной модели обучения, которую отличает разумное сочетание педагогического управления с собственной инициативой, самостоятельностью и активностью обучающегося. Данная модель играет важную роль в подготовке квалифицированных кадров в области электроэнергетики, в формировании их профессиональных, личностных и социальных компетенций.

Методическая цель: Формирование навыков исследовательской работы, связанной с подтверждением теоретических сведений о линейных электрических цепях постоянного тока.

Тип занятия: Урок применения знаний и умений.

Вид занятия: Лабораторная работа.

Технологии обучения: работа в группах и в парах

Формы организации учебной деятельности: работа в группах и в парах.

Методы и приемы обучения: выполнение лабораторной работы, тестирование, методика незаконченного предложения.

Цели занятия:

1. Образовательные:

• Закрепление теоретических сведений о линейных электрических цепях постоянного тока;

• Формирование навыков исследовательской работы;

• Научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи.

1. Воспитательные:

• Воспитание чувства товарищества, взаимовыручки,   навыков общения  в коллективе;

• Воспитание уверенности в собственных силах;

• Воспитание интереса к избранной специальности.

1. Развивающие:

• Развитие навыков групповой самоорганизации и сотрудничества;

• Развитие творческой активности;

• Развитие логического мышления (на основе усвоения обучающимися причинно-следственных связей, сравнительного анализа), способностей четко формулировать свои мысли.

• Развитие коммуникативных навыков.

Формируемые компетенции и ценностные ориентации:

1. Ключевые компетенции:

• уметь принимать решения, брать на себя ответственность за их последствия;

• осуществлять действия и поступки на основе выбранных целевых и смысловых установок.

2.Учебно-познавательные компетенции:

• ставить познавательные задачи и выдвигать гипотезы;

• выбирать необходимые приборы и оборудование;

• владеть измерительными навыками;

• формулировать выводы.

3. Социокультурные компетенции:

• определять свое место и роль в окружающем мире, коллективе.

4. Коммуникативные компетенции:

• корректно вести учебный диалог;

• владеть способами совместной деятельности в группе и в парах.

5. Информационные компетенции:

• владеть навыками работы с различными источникам информации: книгами, учебниками, справочниками, определителями, энциклопедиями, каталогами, словарями, интернетом;

• самостоятельно искать, извлекать, систематизировать, анализировать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию;

• владеть навыками использования информационных устройств: компьютер, проектор.

6. Здоровьесберегающие компетенции:

• знать и применять правила техники безопасности при измерении параметров электрооборудования.

Междисциплинарные связи:

• Электрические измерения;

Обеспечение занятия:

Технические средства обучения:

• Компьютер;

• Мультимедийный проектор;

• Интерактивная доска «IQ Board»;

• Лабораторный стенд «Электрические цепи и основы электроники – ЭЦ и ОЭ-НРМ»;

Дидактический материал:

• Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы №1 «Исследование простейших линейных электрических цепей постоянного тока»;

• Бланк выполнения лабораторной работы №1 «Исследование простейших линейных электрических цепей постоянного тока ».

Литература

Основная

1. Мартынова И.О. Электротехника - М.: Изд.ц. Академия, 2016. – 266с.

2. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Учебный стенд «Электрические цепи и основы электроники – ЭЦ и ОЭ - НРМ»: «Учебная техника-Профи», 2013г. -74с.

Дополнительная

1. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники. Ростов н/Д: Феникс, 2011г, 407с.

Ход занятия

Структура занятия

I ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП

I.1. Приветствие. Определение 4-х микрогрупп

Преподаватель: ребята прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы вам надо разделиться на4 группы по 3 человека в каждой т.к. у нас 4 лабораторных стенда. Разделились.

I.2. Проверка готовности групп к занятию.

II АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ И МОТИВАЦИЯ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Вопросы для обучающихся:

- Что такое постоянный ток?

- Что такое простая электрическая цепь?

- Какие вы знаете элементы простой электрической цепи?

- Какие вы знаете соединения простой электрической цепи?

- Встречали вы в домашних условиях простую электрическую цепь?

II.1 Презентация результатов выполнения в группах сотрудничества домашнего задания.

Сообщения обучающихся (с презентацией) по группам на следующую тематику:

II.1.1 Последовательное соединение простой электрической цепи – что это такое?;

II.1.2 Параллельное соединение простой электрической цепи – что это такое?

Обучающиеся пытаются определить и сформулировать цели занятия. Преподаватель корректирует и конкретизирует цели и задачи урока, сообщает тему.

III ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

III.1 Тестирование на получение допуска к лабораторной работе

Тестовое задание «ДОПУСК К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ»

1. Лабораторную установку можно включать

• перед сборкой цепи;

• сразу после сборки цепи;

• после проверки цепи преподавателем;

1. Что такое вольт-амперная характеристика (ВАХ)?

• зависимость между напряжением и током;

• зависимость между напряжением и емкостью;

• зависимость между сопротивлением и емкостью;

1. Что такое «линейный элемент» электрической цепи?

• ВАХ – прямая линия;

• ВАХ – симметричная кривая;

• ВАХ – несимметричная кривая.

1. В каких единицах измеряется сила тока?

• Вольт;

• Ампер;

• Ом;

1. В каких единицах измеряется напряжение?

• Ампер;

• Ватт;

• Вольт.

1. В каких единицах измеряется сопротивление?

• Ватт;

• Ом;

• Ампер;

1. В каких единицах измеряется мощность?

• Ампер;

• Вольт;

• Ватт;

1. От чего зависит сопротивление металлического проводника?

• температура;

• материал проводника;

• длина, поперечное сечение;

1. Амперметр включают в цепь:

• Параллельно;

• Последовательно.

1. Вольтметр включают в цепь:

• Параллельно;

• Последовательно.

Допущены все. Теперь вы должны вспомнить технику безопасности при работе с лабораторными стендами:

III.2. Исследование последовательного соединения простой электрической цепи постоянного тока.

1. Ознакомиться с лабораторной установкой (модуль питания, модуль мультимеров, наборное поле и минимодули резисторов). Собрать линейную электрическую цепь с последовательным соединением резисторов (рис 1.).В качестве амперметров использовать стрелочные приборы магнитоэлектрической системы. В качестве вольтметра использовать мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Представить схему для проверки преподавателю.

1. Включить электропитание стенда (автоматический выключатель QF1модуля питания) и источник постоянного напряжения. Измерить ток в цепи, величину напряжения U на входе цепи и напряжения U1 и U2 на резисторах R1 и R2. Результаты измерений занести в табл. 1. Выключить питание.

III.3. Исследование параллельного соединения простой электрической цепи постоянного тока.

3.1. Собрать электрическую цепь с параллельным соединением резисторов (рис. 2). В качестве амперметра PA1 использовать мультиметр в режиме измерения постоянного тока. Установить предел измерения постоянного тока 400 мА. В качестве вольтметра PV использовать мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Представить схему для проверки преподавателю.

Рис. 2

3.2. Включить электропитание стенда и источник постоянного напряжения. Измерить напряжение и токи на всех участках цепи. Результаты занести в табл. 1.

Таблица 1.

III.4. Расчет относительной погрешности измерения токов стрелочными амперметрами.

1. Рассчитать относительные погрешности измерения токов I2 и I3 стрелочными амперметрами PA2 и PA3. Результаты расчета занести в табл. 2

Таблица 2

III.5. Проверка выполнения баланса мощностей.

1. Проверить выполнение баланса мощностей.

2. Сделать вывод о выполнении законов Кирхгофа и о применении закона Ома в линейной электрической цепи постоянного тока.

III.6. Защита теоретических знаний по теме лабораторной работы.

Защита теоретических знаний по теме: «Исследование простейших электрических цепей постоянного тока» проводится в виде тестового задания.

Тестовое задание «ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ №1»

1. Как определить величину эквивалентного сопротивления при последовательном соединении резисторов

• R_экв=R₁+R₂+R₃.

1. Как определить величину эквивалентного сопротивления при параллельном соединении резисторов

• ;

• R_экв=R₁+R₂+R₃.

1. Вольт-амперной характеристикой называется:

• зависимость силы тока от сопротивления проводника;

• зависимость силы тока от подаваемого напряжения;

• зависимость силы тока от температуры проводника.

1. В чем заключается баланс мощностей в цепи постоянного тока?

• потребляемая мощность равна сумме мощностей потребляемых каждым элементом цепи, и равна мощности, отдаваемой источником;

• работа, производимая или потребляемая в одну секунду;

• источник электрической энергии затрачивает энергию, равную произведению ЭДС на количество электричества, перенесенного через эту цепь.

1. Формула баланса мощностей:

• I = U/R;

• P_и=UI = I² R = P_ЭЦ ;

• P = P₁ + P₂ + P₃ .

1. Определите последовательное соединение электрической схемы:

1. Определите параллельное соединение электрической схемы:

1. Что произойдет с елочной гирляндой, если одна из ламп сгорит (параллельное соединение)?

• гирлянда будет работать;

• лампа не будет гореть, гирлянда будет работать;

• лампа будет гореть, гирлянда не будет работать.

1. Что произойдет с елочной гирляндой, если одна из ламп окажется закороченной (последовательное соединение)?

• кроткозамкнутая лампа будет гореть, а вся гирлянда не будет работать ;

• кроткозамкнутая лампа не будет гореть, а вся гирлянда будет работать ;

• вся гирлянда не будет работать .

1. Какими параметрами определяется сопротивление проводника?

• материал;

• длина, поперечное сечение;

• температура.

VII ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ. РЕФЛЕКСИВНАЯ ОЦЕНКА ЗАНЯТИЯ.

VIII. Анализ результатов измерения параметров и тестирования.

IX. Анализ проведения лабораторной работы. Из проделанной лабораторной работы мы убедились, что сила тока в последовательном соединении одинакова, а напряжение в соответствии со 2-м правилом Кирхгофа на каждом из потребителей падает. При параллельном соединении в соответствии с 1-м правилом Кирхгофа сила тока в цепи не одинакова, а напряжение в соответствии с законом Ома одинакова. Остается добавить, что законы Ома и Кирхгофа в простой линейной электрической цепи работают.

Преподаватель: Объявление результатов занятия и подведение итогов:

1. Мне было интересно –

2. Я научился на сегодняшнем занятии -

3. Я узнал информацию о –

4. Полученные сегодня знания мне помогут -

Обучающиеся делятся впечатлениями о занятии. Записывают вывод выполнения лабораторной работы.

X. Инструктирование о выполнении домашнего задания

XI. Подготовиться к лабораторной работе №2 «Исследование разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока »:

• прочитать методические указания;

• устно ответить на контрольные вопросы;

• заготовить бланк выполнения лабораторной работы №2 «Исследование разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока».

Преподаватель: Спасибо, занятие окончено.

Тестовое задание «ДОПУСК К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ»

по теме: «Исследование простейших электрических цепей постоянного тока»

1. Лабораторную установку можно включать

а) перед сборкой цепи;

б) сразу после сборки цепи;

с) после проверки цепи преподавателем;

1. Что такое вольт-амперная характеристика (ВАХ)?

а) зависимость между напряжением и током;

б) зависимость между напряжением и емкостью;

с) зависимость между сопротивлением и емкостью;

1. Что такое «линейный элемент» электрической цепи?

а) ВАХ – прямая линия;

б) ВАХ – симметричная кривая;

с) ВАХ – несимметричная кривая.

1. В каких единицах измеряется сила тока?

а) Вольт;

б) Ампер;

с) Ом;

1. В каких единицах измеряется напряжение?

а) Ампер;

б) Ватт;

с) Вольт.

1. В каких единицах измеряется сопротивление?

а) Ватт;

б) Ом;

с) Ампер;

1. В каких единицах измеряется мощность?

а) Ампер;

б) Вольт;

с) Ватт;

1. От чего зависит сопротивление металлического проводника?

а) температура;

б) длина проводника, поперечное сечение;

с) материал;

1. Амперметр включают в цепь:

а) параллельно;

б) последовательно.

1. Вольтметр включают в цепь:

а) параллельно;

б) последовательно.

Тестовое задание «ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ»

Защита теоретических знаний по теме: «Исследование простейших электрических цепей постоянного тока»

1. Как определить величину эквивалентного сопротивления при последовательном соединении резисторов

• R_экв=R₁+R₂+R₃.

1. Как определить величину эквивалентного сопротивления при параллельном соединении резисторов

• ;

• R_экв=R₁+R₂+R₃.

1. Вольт-амперной характеристикой называется:

• зависимость силы тока от сопротивления проводника;

• зависимость силы тока от подаваемого напряжения;

• зависимость силы тока от температуры проводника.

1. В чем заключается баланс мощностей в цепи постоянного тока?

• потребляемая мощность равна сумме мощностей потребляемых каждым элементом цепи, и равна мощности, отдаваемой источником;

• работа, производимая или потребляемая в одну секунду;

• источник электрической энергии затрачивает энергию, равную произведению ЭДС на количество электричества, перенесенного через эту цепь.

1. Формула баланса мощностей:

• I = U/R;

• P_и=UI = I² R = P_ЭЦ ;

• P = P₁ + P₂ + P₃ .

1. Определите последовательное соединение электрической схемы:

1. Определите параллельное соединение электрической схемы:

1. Что произойдет с елочной гирляндой, если одна из ламп сгорит (параллельное соединение)?

• гирлянда будет работать;

• лампа не будет гореть, гирлянда будет работать;

• лампа будет гореть, гирлянда не будет работать.

1. Что произойдет с елочной гирляндой, если одна из ламп окажется закороченной (последовательное соединение)?

• кроткозамкнутая лампа будет гореть, а вся гирлянда не будет работать ;

• кроткозамкнутая лампа не будет гореть, а вся гирлянда будет работать ;

• вся гирлянда не будет работать .

1. Какими параметрами определяется сопротивление проводника?

• материал;

• длина, поперечное сечение;

• температура.

Обучающийся группы № ______

_______________________________________________________________

(Фамилия, имя)

Тестовое задание «ДОПУСК К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ»

по теме: «Исследование простейших электрических цепей постоянного тока»

Тестовое задание «ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ»

Защита теоретических знаний по теме: «Исследование простейших электрических цепей постоянного тока»

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ И ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ №1

Исследование простейших линейных электрических цепей постоянного тока.

Цель работы: Получение навыков сборки простых электрических цепей, включения в электрическую цепь измерительных приборов. Научиться измерять токи и напряжения, убедиться в соблюдении законов Ома и Кирхгофа в линейной электрической цепи.

Выполнение работы

1. Собрать линейную электрическую цепь с последовательным соединением:

1. Измерить мультиметром напряжения U₁ и U₂ .

2. Занести показания мультиметра в таблицу 1.

3. Занести показания приборов РА1 и РА2 в таблицу 1.

Таблица 1.

1. Собрать линейную электрическую цепь с параллельным соединением:

1. Измерить силу тока I₁ мультиметром .

2. Снять показания амперметров РА2 и РА3

3. Занести показания приборов в таблицу 1.

4. Рассчитать относительные погрешности измерения токов I₂ и I₃

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Результаты расчета занести в таблицу 2.

Таблица 2

1. Проверить выполнение баланса мощностей:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Краткие выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Обучающиеся ______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Преподаватель ____________________