План – конспект теоретичного уроку з предмета “Електротехніка з основами промислової електроніки” Тема уроку: № 22 Вимірювання струму та напруги.

План – конспект теоретичного уроку з предмета

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку: № 22 Вимірювання струму та напруги.

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про методи та способи вимірювання струмів і напруг.
Виховна: виховувати культуру праці, працелюбність, повагу до праці.
Розвиваюча: розвивати мислення, сприяти всебічному розвитку учнів, розвивати пам`ять, мислення.
Тип уроку:  урок засвоєння нових знань.

Наочні засоби :

1. плакати.

                            2)  електровимірювальні прилади різних типів.

СТРУКТУРА УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина уроку.

2. Актуалізація опорних знань учнів.

3. Постановка завдань уроку.

4. Пояснення нової теми.

5. Оперативний контроль вивченого на уроці.

6. Закріплення теми уроку (практичне завдання).

7. Систематизація та узагальнення знань.

8. Підсумок уроку:

    а) підведення підсумків розглянутих на уроці знань

    б) пояснення домашнього завдання

    в) оцінювання знань учнів.

ХІД УРОКУ

1. Організаційно-вступна частина

     Налаштування психологічного настрою учня на продуктивну роботу

1. взаємне вітання;
2. перевірка наявності учнів;
3. організація уваги учнів до уроку.

2. Актуалізація та корекція опорних знань учнів

    Актуалізація мотиваційних резервів учня шляхом фронтального опитування учнів з пройденого раніше матеріалу. Запитання до учнів :

1. роль електричних вимірювань ;
2. що таке результат вимірювання;
3. методи електричних вимірювань.

3. Постановка завдання уроку

    Сьогодні на уроці ми вивчимо як вимірюється струм та напруга. Навчимося розраховувати шунти та додаткові опори.

4. Пояснення нової теми

Вимірювальний прилад, засіб вимірювань, що дає можливість безпосередньо відлічувати значення вимірюваної величини. У аналогових І. п. відлік виробляється за шкалою, в цифрових - по цифровому відліковому пристрою. Показуючи І. п. призначені тільки для візуального відліку свідчень, реєструючи І. п. забезпечені пристроєм для їх фіксації, найчастіше на папері. Реєструючи І. п. підрозділяються на самописні, дозволяючи одержувати запис свідчень у вигляді діаграми, і друкуючі, забезпечуючи друкування свідчень в цифровій формі. У І. п. прямої дії (наприклад, манометрі, амперметрі) здійснюється одне або декілька перетворень вимірюваної величини і значення її знаходиться без порівняння з відомою однойменною величиною. У І. п. порівняння безпосередньо порівнюється вимірювана величина з однойменною величиною, відтворною мірою (приклади - рівно плечові ваги, потенціометр електровимірювання, компаратор для лінійних заходів). До різновидів І. п. відносяться інтегруючі І. п., в яких величина, що підводиться, піддається інтеграції за часом або по іншій незалежній змінній (електричні лічильники, газові лічильники), і що підсумовують І. п., що дають значення двох або декількох величин, що підводяться по різних каналах (ватметр, що підсумовує потужності декількох електричних генераторів).

В цілях автоматизації управління технологічними процесами І. п. часто забезпечуються додатковими регулюючими, рахунково-вирішальними і управляючими пристроями, діючими за програмами, що задаються.

Амперметр, прилад для вимірювань сили постійного і змінного струму в амперах (а). Шкалу А. градуюють в килоамперах, міліамперах або мікроамперах відповідно до меж вимірювання приладу. У електричний ланцюг А. включається послідовно; для збільшення межі вимірювань - з шунтом або через трансформатор . Під дією струму рухома частина приладу повертається; кут повороту пов'язаної з нею стрілки пропорційний силі струму. Існують А., в яких застосовані магнітоелектрична, електромагнітна, електродинамічна (феромагнітна), термоелектрична і випрямна. Залежно від області застосування в конструкціях А. передбачається захист від зовнішніх впливів - вони стійкі щодо змін температури (від 60°С до -60°С), вібрацій, трясіння і можуть працювати при 80 - 98% відносної вогкості.

Вольтметр, електричний прилад для вимірювання ЕРС або напруг в електричних ланцюгах, включається паралельно навантаженню або джерелу електричної енергії.

Першим в світі вольтметром був "покажчик електричної сили" російського фізика Р. В. Ріхмана (1745). Принцип дії "покажчика" використовується і в сучасному електростатичному вольтметрі.

Найбільш прості у виготовленні, дешеві і надійні в експлуатації вольтметри електромагнітні. Вони застосовуються головним чином як стаціонарні на розподільних щитах електростанцій і промислових підприємств і більш рідкісні як лабораторні прилади. Недоліки таких вольтметрів - відносне велике власне споживання енергії (3-7 Вт) і велика індуктивність обмотки, що приводить до істотної залежності свідчень вольтметрів від частоти.

Найбільш чутливі і точні вольтметри магнітоелектричні, придатні, проте, для вимірювань тільки в ланцюгах постійного струму. У комплекті з термоелектричними, напівпровідниковими або електронно-ламповими перетворювачами змінного струму в постійний вони застосовуються для вимірювання напруги в ланцюгах змінного струму. Такі вольтметри, називаються термоелектричними, випрямними і електронними, застосовуються головним чином в лабораторній практиці. Випрямні В. використовують для вимірювань в діапазоні звукових частот, а термоелектричні і електронні - на високих частотах. Недолік цих приладів - істотний вплив на правильність їх свідчень форми кривої вимірюваної напруги.

Електронні вольтметри мають складні схеми із застосуванням недостатньо стабільних елементів (електронних ламп, малогабаритних електричних опорів і конденсаторів), що приводить до зниження їх надійності і точності. Проте вони незамінні при вимірюваннях в малопотужних радіотехнічних ланцюгах, оскільки мають великий вхідний опір і працюють в широкому діапазоні частот (від 50 гц до 100 Мгц) з погрішностями, що не перевищують 3% від верхньої межі вимірювання. Виготовляються також електронні вольтметри для вимірювання амплітуди імпульсів напруги тривалістю від десятих часток мксек при шпаруватості до 2500.

На початку 20 в. широко застосовувалися вольтметри теплової і індукційної систем; в даний час промислове виробництво їх припинене через властиві їм недоліки - велике власне споживання енергії і залежність свідчень від температури навколишнього середовища.

Ватметр (від ватів і ...метр), прилад для вимірювання потужності електричного струму у ватах. Найбільш поширені електродинамічні В. механізм яких складається з нерухомої котушки 1, включеної послідовно з навантаженням Н (ланцюг струму), і рухомої котушки 2, включеної через великий додатковий опір R паралель навантаженню (ланцюг напруги). Робота ватметра такого типу заснована на взаємодії магнітних полів рухомої і нерухомої котушок при проходженні по них електричного струму. При цьому обертаючий момент, що викликає відхилення рухомої частини приладу і сполученої з нею стрілки (покажчика), при постійному струмі пропорційний твору сили струму на напругу, а при змінному струмі - також косинусу кута зрушення фаз між струмом і напругою. Застосовуються також ферродінамічні ватметри, рідкі індукційні, термоелектричні і електростатичні.

Випускаються переносні (лабораторні) електродинамічні ватметри класів точності 0,2 і 0,5, призначені для вимірювань в ланцюгах постійного і змінного (з частотою до 5 кГц) струмів. Вимірювання потужності при частоті змінного струму понад 5 кГц здійснюють термоелектричні В.. Для вимірювання потужності в енергетичних установках застосовують щитові (стаціонарні) В. звичне ферродінамічні і рідше індукційні.

Потужність в трифазних ланцюгах вимірюють трифазними ватметрами, які є конструктивним об'єднанням трьох (двох) механізмів однофазних ватметрів. Пересувні котушки трифазних ватметрів укріплюють на загальній осі, чим досягається підсумовування створюваних ними обертаючих моментів. У ланцюзі високої напруги ватметр включають через вимірювальні трансформатори (струму і напруги).

Омметр (від ом и...метр), прилад безпосереднього відліку для вимірювання електричних активних (омічних) опорів. Різновиди омметрів: мегомметри, тераомметри, мікроомметри, що розрізняються діапазонами вимірюваних опорів. Виготовляють омметри з магнітоелектричними вимірником і омметри з магнітоелектричним логометром.

Дія магнітоелектричного омметра заснована на вимірюванні сили струму, що протікає через вимірюваний опір при постійній напрузі джерела живлення. Для вимірювання опорів від сотень Ом до декількох МОм вимірник і вимірюваний опір rx включають послідовно. В цьому випадку сила струму I у вимірнику і відхилення рухомої частини приладу пропорційні:

 I = Ra = U/(r0 + rx);a = U/R (r0 + rx), де U - напруга джерела живлення; r0 - опір вимірника. При малих значеннях rx (до декількох Ом) вимірника і rx включають паралельно. При постійних U і R відхилення залежить від rx і тому для полегшення вимірювань шкала вимірника може бути проградуйована в омах. Погрішність такого омметра 5-10% від довжини робочої частини шкали.

Частіше омметр є частиною комбінованого приладу - ампервольтомметра. При необхідності точніших вимірювань в омметрах використовується мостовий метод вимірювання. Для підвищення чутливості вимірника і точності вимірювань в таких омметрах застосовують електронні підсилювачі.

5. Оперативний контроль

Викладач оперативно проводить опитування учнів з викладеного матеріалу:

1. що таке електричні та радіотехнічні вимірювання ?
2. якими методами користуються при вимірюванні струму та напруги ?

                           3)  якими приладами користуються при вимірюванні струму  та напруги ?

6. Закріплення теми уроку

  Викладач дає завдання учням написати на дошці формули розрахунку шунтів та додаткових опорів.

7. Систематизація та узагальнення знань

   Викладач викликає до дошки по одному з учнів із завданням:

- пояснити якими приладами вимірюють струм;

- пояснити якими приладами вимірюють напругу;

                           - пояснити для чого використають шунти та додаткові опори.

8. Пояснення домашнього завдання

Викладач

- підводить підсумки уроку коротким оглядом його змісту.

- проводить оцінювання знань учнів, які відповідали на уроці, оголошує оцінки.

На дошці викладач пише домашнє завдання

Сторінки 160 – 166 у підручнику «Електротехніка з основами промислової електроніки» , Автор  А.М. Гуржій та інші. Київ Форум 2002

План – конспект теоретичного уроку

 з предмета

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку №22: Вимірювання струму та напруги.

                                                                            Склав викладач: Р.В. Лакуста