Методическая разработка проведения практического занятия по электротехнике на основе технологии развивающего обучения
учебно-методический материал на тему

Санкт-Петербургское государственное  бюджетное профессиональное

образовательное учреждение
«Промышленно-технологический колледж»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Электротехника

Разработчик : Богаткина И.В.

2015

СОДЕРЖАНИЕ

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА                                                                3

2 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТ                                                  4

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ                                                                                                                5

4СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ                                          54        

1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Практическое занятие – это одна из форм систематических учебных занятий, на которых слушатели  приобретают необходимые умения и навыки по тому или иному разделу определенной  дисциплины, входящей в состав учебного плана.

Общие цели практического занятия сводятся к закреплению теоретических знаний, более глубокому освоению уже имеющихся у обучающихся  умений и навыков и приобретению новых умений и навыков, необходимых им для осуществления своей профессиональной деятельности и составляющих квалификационные требования к специалисту.

В результате выполнения практических работ обучающиеся должны:

Уметь:

- производить расчет параметров электрических цепей;

- собирать электрические схемы и проверять их работу.

В рамках дисциплины Электротехника. на практические занятия отводится 28 часов, предполагается выполнение следующих работ:

Практическое занятие №1 «Закон Кулона».

Практическое занятие № 2. «Потенциал и напряжённость электрического поля»

Практическая работа № 3. «Электрические цепи постоянного тока»

Практическая работа № 4«Закон Ома»

 Практическая работа № 5  «Законы Кирхгофа»

Практическое занятие №6  «Эквивалентные цепи»

Практические занятия№7 «Электрический ток в различных средах»

Практическая работа № 8 «Ёмкость конденсаторов»

 Практическое занятие №9 «Закон электромагнитной индукции»

Практическое занятие №10 «Однофазный переменный электрический ток»

Практическое занятие №11 «Трёхфазные электрические цепи»

Практическое занятие №12 «Расчёт  сопротивления заземления»

Практическое занятие №13 «Расчёт параметров трансформатора»

Практическое занятие №14 «Расчёт параметров АД»

Выполнение практических работ предусматривается в рамках практического занятия, также в рамках часов предусмотренных на самостоятельную работу по каждому заданию закреплено по 1 часу для подготовки к защите работы и собственно её защита, которая осуществляется в рамках часов предусмотренных на консультации. В случае если обучающийся имеет задолженности по защите практических работ, то он не допускается к сдаче зачета по дисциплине.

2 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТ

2.1 Рекомендации по выполнению работ

При выполнении практических работ, деятельность обучающегося начинается с ознакомлением теоретического материала задания, а после тем заданием, которое перед ним поставлено. После ознакомлением с текстом задания, обучающийся приступает к его выполнению и по ходу выполнения оформляет его в тетрадь. Порядок выполнения частей работы указывается в каждом конкретном задании отдельно.

2.2 Оформление практической  работы

Оформление это важный этап выполнения практической  работы или задачи, который позволяет структурировать материал, а также последовательно изложить ход рассуждений обучающегося в ходе работы над заданием.

Практические и  работы по дисциплине  Основы электротехники предполагается оформлять согласно пунктам, предложенным в тексте задания. Каждую задачу предписано завершать ответом, позволяющим вкратце обобщить полученный расчетный материал, а также предложить свои рекомендации.

2.3 Критерии оценки практической работы:

Оценивается отметкой «5», если:

- работа выполнена полностью;

- в логических рассуждениях нет пробелов и ошибок;

- в решении нет технических ошибок (возможны некоторые  неточности, описки, которая не является следствием незнания или непонимания учебного материала).

Отметка «4» ставится в следующих случаях:

- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);

- допущены одна ошибка, или есть два – три недочёта в термических терминах, чертежах (если эти виды работ не являлись специальным объектом проверки).

Отметка «3» ставится, если:

- допущено не более двух ошибок или более двух – трех недочетов в термических терминах, чертежах, но обучающийся обладает обязательными умениями по проверяемой теме.

Отметка «2» ставится, если:

- допущены существенные ошибки, показавшие, что обучающийся не обладает обязательными умениями по данной теме в полной мере.

4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Алгоритм решения задач

1. Прочитать условие задачи.

2.Записать в «Дано» все перечисленные в условии физические величины и константы.

3. Перевести единицы измерения в систему СИ.

4.Выяснить к какому разделу электротехники относится задача .При необходимости сделать рисунок ,график .Выбрать и записать формулы и законы которые способствуют решению .

5.Преобразовать формулы и подставить в них цифровые значения из условия.

6 .Математически рассчитать.

7.Произвести проверку. Сверить с ответами ,оценить реальность полученных данных.

8.Записать выкладку единиц измерения.

9.Записать ответ.

Форма оформления решения задачи

Дано:                        Решение:            

……….                     ……………………..

………..                    ……………………..

…………

…………

____________    

Найти?

……………        

Ответ:_______________________________________________________

Практическая работа

Тема : «Закон Кулона.»

Цель: Применять закон Кулона при решении задач.

Оборудование: комплект заданий, методические указания по выполнению практических работ.

Ход решения:

1. Решить задачи, предусмотренные для совместного решения.

2. Ответить на предложенные вопросы.

3. Предоставить выполненное задание преподавателю на проверку.

F-(Н) Сила взаимодействия между зарядами

q-(Кл)Заряд

r-(м) Расстояние между зарядами

ɛ 0=8.85 *10-12 Кл/Н м2электрическая постоянная

ɛ -Диэлектрическая проницаемость среды(в вакууме ɛ=1)

k =9 * 10 9 Н м2/ Кл 2 Коэффициент пропорциональности

Напиши формулу закона Кулона:

Ответь на вопросы:

2.Что можно определить с помощью закона Кулона?

Ответ: величину заряда, силу взаимодействия между зарядами, расстояние между зарядами.

3.Что произойдёт с силой взаимодействия между двумя зарядами ,если их из воздуха перенести в воду?

Ответ: сила взаимодействия уменьшится.

4.Что произойдет с силой взоимодействия между двумя зарядами ,если растояние между ними увеличить в пять раз?

Ответ: сила уменьшится в 25 раз.

5.В каких единицах измеряются:

Сила взаимодействия между зарядами F-(Н)

Заряд q-(Кл)

6.Какой величине равен коэффициент пропорциональности?

Ответ:

k =9 * 10 9 Н м2/ Кл 2

Реши задачи:

7.Величина одного заряда 2×10-5Кл,другого-4×10-4Кл.Определить силу взаимодействия между ними ,если они помещены в керосин (ɛ=2) на расстоянии 10см. ɛ 0=8.85 *10-12 Кл/Н м2

8.определить силу взаимодействия между двумя электрическими зарядами 5×10-4Кл  и 2×10-5Кл находящимися в дистиллированной воде(ɛ=81) на расстоянии 5 см друг от друга. ɛ 0=8.85 *10-12 Кл/Н м2

Ответь на вопросы:

9 .Электрическое поле каких  зарядов нарисованы на рисунке №1?

Ответ: электрона, протона.

10.Электрическое поле каких  зарядов нарисованы на рисунке №2?

Ответ: протонов.

Выбери правильный ответ.

11.Два заряда на расстоянии 10 см друг от друга помещены в керосин (ɛ=2)

Как изменится сила взаимодействия  этих зарядов в вакууме?

а) увеличится в 2 раза

б) не изменится

в) уменьшится в 2 раза

12.Растояние между электрическими зарядами возросло в три раза .Как должна измениться величины зарядов, чтобы сила взаимодействия между ними возросла в девять раз?

а) увеличится в 3 раза

б) увеличится в 9 раз

в) уменьшится в 3 раза

Практическая работа

Тема :«Электрический ток в различных средах»

Цель: Применить закон Джоуля -Ленца и закон Фарадея для решения задач.

Оборудование: комплект заданий, методические указания по выполнению практических работ.

Ход решения:

1. Решить задачи, предусмотренные для совместного решения.

2. Ответить на предложенные вопросы.

3. Предоставить выполненное задание преподавателю на проверку.

Задание :

Ответьте  на вопросы:

1.Сформулировать закон Джоуля- Ленца.

2.В каких единицах измеряется:

Энергия_________

Работа__________

Мощность_______

3.Перечислите ,где применяется закон Джоуля- Ленца(не менее 5 примеров)

4.Сформулировать закон Фарадея

5.Сформулировать определение процесса электролиза.

6.Перечислите ,где применяется электролиз(не менее 3 примеров)

7.Перечислите основные элементы необходимые для электролиза.

Решите задачи:

8.Проволочная спираль, сопротивление которой в нагретом состоянии равно R=47Ом ,включена в сеть напряжениемU= 220В.Какое количество теплоты -Q выделяет эта спираль за t= 3 мин.

9.По сопротивлению, к концам которого приложено напряжение

U= 220В, течет электрический ток силой I= 5А определите мощность-P электрического тока, работу-A, совершаемую током за t= 15с.

10При серебрении изделия на катоде за t= 45 мин. Отложилось серебро массой m=7.55г. Определить силу тока -I при электролизе.(k=1.12×10-6кг/Кл)

11.Определите стоимость-N электроэнергии ,потребляемой компьютером в течении t=6 час, если тариф за1 кВт ×ч равна Т=100 руб., а потребляемая мощность компьютера от сети P= 200Вт.

Эталон. Практическая работа

Тема :«Электрический ток в различных средах»

Цель: Применить закон Джоуля -Ленца и закон Фарадея для решения задач.

Оборудование: комплект заданий, методические указания по выполнению практических работ.

Ход решения:

1. Решить задачи, предусмотренные для совместного решения.

2. Ответить на предложенные вопросы.

3. Предоставить выполненное задание преподавателю на проверку.

Задание :

Ответьте  на вопросы:

1.Сформулировать закон Джоуля- Ленца.

Количество теплоты выделяемое проводником с током ,равно произведению квадрата силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока по проводнику.

2.В каких единицах измеряется:

Энергия___Дж______

Работа_____Дж_____

Мощность___Вт____

3.Перечислите ,где применяется закон Джоуля- Ленца(не менее 5 примеров)

Лампа накаливания, сварка, «свеча Яблочкова», предохранители, тепловое реле.

4.Сформулировать закон Фарадея.

Масса вещества ,выделившегося на электроде за время ,при прохождении электрического тока ,пропорциональна силе тока и времени.

5.Сформулировать определение процесса электролиза.

Электрический ток проходя через растворы солей, кислот и щелочей разлагают их на составные части -это действие называется электролизом.

6.Перечислите ,где применяется электролиз(не менее 3 примеров)

Гальванопластика ,гальваностегия, рафинирование, гальванические элементы(аккумулятор )

7.Перечислите основные элементы необходимые для электролиза.

Решите задачи:

8.Проволочная спираль, сопротивление которой в нагретом состоянии равно R=47Ом,включена в сеть напряжением U= 220В.Какое количество теплоты -Q выделяет эта спираль за t= 3 мин.

9.По сопротивлению, к концам которого приложено напряжение

U= 220В, течёт электрический ток силой I= 5А определите мощность-P электрического тока, работу-A, совершаемую током за t= 15с.

10При серебрении изделия на катоде за t= 45 мин. Отложилось серебро массой m=7.55г. Определить силу тока -I при электролизе.(k=1.12×10-6кг/Кл)

11.Определите стоимость-N электроэнергии ,потребляемой компьютером в течении t=6 час, если тариф за1 кВт ×ч равна Т=100 руб., а потребляемая мощность компьютера от сети P= 200Вт.

 Приложение

Практическая работа

Тема : Законы Кирхгофа

Цель :решить задачи на закон Кирхгофа.

Задание:

1.Сформулируйте первый закон Кирхгофа.

2.Сформулируйте второй закон Кирхгофа.

Решите задачи:

3.Напряжение сети 42В Общий ток ,потребляемый четырьмя параллельно включёнными одинаковыми лампочками ,равен 6 А. Определите сопротивление каждой лампочки.

4. Имеется разветвление ,состоящие из четырёх параллельно включённых сопротивлений в 6,4,2и 8Ом. Ток протекающий в точке разветвления, равен 10 А. Определите ток, протекающей по каждой ветке? 

5 Найти эквивалентное сопротивление Rab между зажимами a и b для цепи, показанной на рисунке 2.1, если R1 = 30 Ом; R2 = 60 Ом; R3 = 20 Ом; R4 = 30 Ом; R5 = 60 Ом.

6.Вычислите эквивалентное сопротивление цепи , если R1 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 3 Ом;

R4 = 4 Ом; R5 = 5 Ом  R6 = 6Ом 

7.Найти эквивалентное сопротивление Rab между зажимами a и b для цепи, показанной на рисунке 3.1, если R1 = 10 Ом; R2 = 30 Ом; R3 = 60 Ом; R4 = 14 Ом; R5 = 2 Ом.

Приложение

Практическая работа

Тема : Законы Кирхгофа

Цель :решить задачи на закон Кирхгофа.

Задание:

1.Сформулируйте первый закон Кирхгофа.

Ответ: Алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю.

n=0

2.Сформулируйте второй закон Кирхгофа.

Ответ: В замкнутом контуре алгебраическая сумма падения напряжения на участках цепи равна алгебраической сумме ЭДС.

nRn=n     или   n  =n       

Ответьте на вопросы:

Решите задачи:

3.Напряжение сети 42В Общий ток ,потребляемый четырьмя параллельно включёнными одинаковыми лампочками ,равен 6 А. Определите сопротивление каждой лампочки.

4. Имеется разветвление ,состоящие из четырёх параллельно включённых сопротивлений в 6,4,2и 8Ом. Ток протекающий в точке разветвления, равен 10 А. Определите ток, протекающей по каждой ветке? 

5 Найти эквивалентное сопротивление Rab между зажимами a и b для цепи, показанной на рисунке 2.1, если R1 = 30 Ом; R2 = 60 Ом; R3 = 20 Ом; R4 = 30 Ом; R5 = 60 Ом.

 6.Вычислите эквивалентное сопротивление цепи , если R1 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 3 Ом;

R4 = 4 Ом; R5 = 5 Ом  R6 = 6Ом

7.Найти эквивалентное сопротивление Rab между зажимами a и b для цепи, показанной на рисунке 3.1, если R1 = 10 Ом; R2 = 30 Ом; R3 = 60 Ом; R4 = 14 Ом; R5 = 2 Ом.

4СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Основные источники:

1.        Ярочкина Г.В Основы электротехники  2013г

Дополнительные источники:

1. . Иньков Ю.М. Электротехника и электроника / Под ред. Инькова Ю.М. (9-е изд., стер.) учебник  2013.

2. Бутырин П.А. Электротехника 2006,2007,2010г.,

3. Прошин В.М Лабораторные работы по электротехнике, 2007г.,1экз

4. Петленко Б.И. Электротехника и электроника2007г.

5. Ярочкина Т..В., Володарская А.А. Электротехника. Рабочая тетрадь.      Издательство: ИРПО, Академия, 2008

Электронный ресурс:

1. Мультимедийный курс-видеохроника «В мир электричества - как в первый раз»

Интернет ресурсы:

1.  Ванюшин М. Мультимедийный курс «В мир электричества как в первый раз». 2009 http://www.eltray.com.
2.  Клиначёв Н.В. Учебно-методический комплекс «Электрические цепи постоянного тока». 1999-2008. http://model.exponenta.ru/electro/0022.htm
3.  Общая Электротехника. Электронный учебник. http://dvoika.net/education/matusko/contents_m.html

4.Электронный справочник по направлению "Электротехника, электромеханика и электротехнологии". Московский энергетический институт (технический университет). 2007. http://ftemk.mpei.ac.ru/elpro/