План – конспект теоретичного уроку з предмета “Електротехніка з основами промислової електроніки” Тема уроку: № 23 Вимірювання опорів. Мостові схеми та омметри. Вимірювання опору

План – конспект теоретичного уроку з предмета

“Електротехніка з основами промислової електроніки”

Тема уроку: № 23 Вимірювання опорів. Мостові схеми та омметри. Вимірювання опору ізоляції.

Мета уроку:

Навчальна: сформувати знання про вимірювання опорів різними методами і способами та методом вимірювання опору ізоляції.
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. як вимірюється струм та напруга;
2. що таке результат вимірювання;
3. методи електричних вимірювань.

3. Постановка завдання уроку

    Сьогодні на уроці ми вивчимо як вимірюється опір та якими приладами при цьому користуються. Навчимося  вимірювати опір ізоляції.

4. Пояснення нової теми

Вимірювання опорів

Діапазон опорів, які необхідно вимірювати на практиці, становить від 10-⁸ Ом до 10¹⁷ Ом.

Електромеханічні омметри. Вимірювання опорів за допомогою маг­нітоелектричного вимірювального механізму здійснюється з попереднім вимірювальним перетворенням опору або в струм (рис. 1, а), або в на­пругу (рис. .1, б).

Перетворювачі мають такі особливості:

• залежність між R_х та I x, а також між R_х та U_х нелінійна, тому шкала
цих приладів, проградуйованих в одиницях опору, нерівномірна;

• точність вимірювання опору залежить від стабільності електрорушій­ної сили джерела і від стабільності опорів R_А ,R_дод, Rv.

Для вимірювання великих опорів, насамперед опору ізоляції, застосо­вують прилади на основі магнітоелектричного механізму, які називаються

 Рис. 1

 мегомметрами. Живлення цих приладів здійснюється від генератора з ручним приводом, який входить до складу приладу.

Електронні омметри. Омметри та мегомметри на основі магнітоелек­тричного механізму мають невисоку точність і невеликий діапазон вимі­рювання. Для розширення діапазону вимірювання і підвищення точності користуються електронними омметрами, в яких застосовують попередній вимірювальний перетворювач опору у напругу і подальше підсилення цієї напруги (рис. 2).

Рис. 2

До складу електронного омметра входять ті самі пристрої (за винят­ком перетворювача опору в напругу), що і до складу електронного вольт­метра, тому доцільно виготовляти комбіновані прилади, які придатні для вимірювання напруг, струмів, опорів та інших фізичних величин.

Цифрові омметри. Якщо до складу електронного омметра ввести ана­лого-цифровий перетворювач, то матимемо цифровий омметр, структура якого наведена на рис. 3. Цифровий омметр має кращі метрологічні характеристики, ніж аналоговий омметр.

Рис. 3

Застосування мостів для вимірювання опорів. Для підвищення точ­ності вимірювання застосовують мости (рис. 4).

 Рис. 4

Міст складається з двох вимірювальних перетворювачів опорів у напругу Rx – Ux, Rn – Un, ввімкнених паралельно під одну напругу джерела Е.   Вихідні величини вимірювальних перетворювачів Ux та Un і вхідні величини Rx та Un  пов'язані залежністю  Ux=E\(Rx+R1)·Rx       Un=E\(Rn+R2)∙Rn

Змінюючи значення  опору Rn , міст зрівноважують, тобто досягають рів­ності напруг Ux=Un , що фіксується компаратором.

Компаратор призначений для індикації рівності вихідних напруг ви­мірювальних перетворювачів, тобто Ux=Un. Залежність між вимірюваним опором R_х та іншими параметрами моста знайдемо з умови зрівноваже­ності моста:

Rx=R1\R2·Rn

Резистори R1 та R2 моста називаються плечами відношення, а резисто­ри R_х і R_n — плечами порівняння. Відношення опорів R1 \ R2 вибирають крат­ним 10^±n. Опір Rn виготовляється у вигляді кількох декад, і кожна з де­кад може змінюватися ступенями відповідно до десяткової системи числення. Опори в декадах оцифровані і тому після зрівноваження моста результат вимірювання отримують безпосередньо.

Діапазон вимірювання опорів за допомогою моста обмежений зверху впливом опору ізоляції, а знизу — впливом на результат вимірювання опо­рів контактів і з'єднувальних проводів.

Застосування подвійних мостів. Для розширення діапазону вимірюван­ня для малих значень опору застосову­ються подвійні мости (рис. 5).

Вимірюваний опір R_х вмикається в по­двійний міст за допомогою чотирьох пе­ремичок з опорами r₁, r₂, r₃, r₄. Конструк­ція подвійного моста має такі особливості:

• опори R1, R2, R3, R4 мають задоволь­няти такі умови:

R1\R2  =  R3\ R4                                                                      Рис. 5

• опори R₁ і R₃ набагато більші за опори перемичок r₂ і r₃:

R1 >> r2,    R3 >> r3;

• перемичку r₄ виготовляють з товсто­го і короткого провідника (для зменшен­ня опору до мінімально можливого).

Міст зрівноважують, змінюючи ступенями опір R_х, до досягнення рівності

вихідних напруг Un, і U₀ вимірювальних перетворювачів опору в напругу. Досягнення рівності U₀ = Un визначають за допомогою компаратора. З умови рівності напруг U₀ =Un випливає рівність відношень опорів:

Rx\Rn = R1\R2

Отже, вимірюваний опір Rx прямо пропорційний опору Rn, значення якого відоме з високою точністю:

Rx = R1\R2∙ Rn

Відношення опорів R₁/R₂ добирають, як правило, рівним одиниці.

Опосередковане вимірювання опорів. Крім прямих вимірювань опо­рів електромеханічними, електронними, цифровими омметрами та моста­ми, застосовують опосередковані вимірювання, наприклад за допомогою ам­перметра і вольтметра.

На рис. 6 наведено дві схеми опосередкованого вимірювання опору за допомогою амперметра і вольтметра. Значення опору R_х визначають за результатами вимірювання струму I та напруги U відповідно до закону

Рис. 6

Ома R_х = U/І.

Споживання енергії амперметром і вольтметром впливає на режим роботи електричного кола і призводить до методичної похибки взаємодії.

5. Оперативний контроль

Викладач оперативно проводить опитування учнів з викладеного матеріалу:

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

                           3)  якими приладами користуються при вимірюванні опору ?

6. Закріплення теми уроку

  Викладач дає завдання учням написати на дошці формули розрахунку  опорів.

7. Систематизація та узагальнення знань

   Викладач викликає до дошки по одному з учнів із завданням:

- пояснити якими приладами вимірюють опір;

- пояснити якими приладами вимірюють опір ізоляції;

                           - пояснити для чого використають різні методи вимірювання опорів.

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 170 – 174 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 №23: Вимірювання опорів. Мостові схеми та омметри. Вимірювання опору ізоляції.

                                                                            Склав викладач: Р.В. Лакуста