Складання простих електричних схем

План уроку виробничого навчання

Професія7241 «Електромонтер з ремонту та обслуговування електроустаткування»

Тема програми: простий монтаж, ремонт, наладка та технічне обслуговування електроустаткування та освітлювальних установок. Електромонтажні роботи кабельних мереж, виконання простих регламентних робіт.

Тема уроку: складання та розбирання простих електричних схем.

Мета уроку: виконання вправ з використанням нормативної та технічної документації. Роботи із застосуванням електричного інструменту. Монтаж простих електричних схем. З’єднання струмопровідних жил провідників та кабелів.

Навчальна:  навчити здобувачів освіти креслити, читати електричні схеми. Складати та розбирати за ними електричне коло. Ознайомити з основними частинами електричного кола.

Розвиваюча: розвивати у здобувачів освіти спостережливість, увагу, логічне мислення та дослідницькі здібності. Формувати вміння робити висновки і узагальнення на основі проведеного дослідження.

Виховна: виховувати свідоме прагнення до розвитку творчих здібностей та навички самостійної роботи.

Вид уроку: подача нового матеріалу.

Матеріально-технічне забезпечення: навчально-практичні стенди НТЦ-0815, інтерактивна дошка, набір інструменту електромонтера,

Методи навчання: вступний та поточний інструктажі, наочні, демонстраційні, тренувальні, практичні, лабораторні методи.

Форми організації навчальної діяльності здобувачів освіти: парна, групова, колективна, індивідуальна.

Перелік навчально-виробничих робіт: виконання вправ з використанням нормативної та технічної документації. Роботи із застосуванням електричного інструменту. Монтаж простих електричних схем. З’єднання струмопровідних жил провідників та кабелів.

Перелік умінь і навичок: виконувати окремі нескладні регламентні роботи з ремонту та обслуговування електроустаткування під керівництвом електромонтера вищої кваліфікації;

 Знати: правила електробезпеки в обсязі кваліфікаційної групи ІІ;

• основи електротехніки в обсязі виконуваної роботи;
• будову і принцип роботи нескладного електрообладнання;
• основні види електротехнічних матеріалів, їх властивості і призначення
• правила та засоби монтування, ремонту електроустаткування в обсязі виконуваної роботи.

Уміти: виконувати окремі нескладні роботи з ремонту та обслуговування електроустаткування під керівництвом електромонтера вищої кваліфікації; дотримуватись вимог безпеки праці під час роботи.

І Організаційна частина:

• перевірка наявності здобувачів освіти;
• перевірка готовності здобувачів освіти до уроку;
• інструктаж з охорони праці.

ІІ Вступний інструктаж:

1. Актуалізація знань:

• повідомлення теми програми і уроку;
• цільова установки проведення уроку;
• перевірка опорних знань, умінь, навичок здобувачів освіти, необхідних для подальшої роботи на уроці;
• аналіз і доповнення відповідей здобувачів освіти, підведення підсумків.

2. Викладання нового матеріалу:

• повідомлення нової навчальної інформації інструктивного характеру;
• показ нових прийомів трудової діяльності;
• пояснення характеру і послідовності роботи здобувачів освіти на уроці;

1. Мета складання електричних схем

В системах електропостачання, з якими доводиться зіштовхуватися електромонтерам, бувають електроустановки різного рівня складності. Але незалежно від рівня складності, для розуміння того, як працює електроустановка, звідки і куди відбувається передача струму, з якою метою, електромонтеру як спеціалісту треба завжди тримати на думці схему тієї електроустановки або електрообладнання, з яким він безпосередньо працює.

Що ж таке схема? Схемою електричного кола називається графічне зображення її елементів (джерел живлення, вимикачів, електроапаратів, електрообладнання, навантажень (електричних машин, лампочок), тощо), а також зв’язків між ними за допомогою умовних графічних позначень. Окремий пристрій, що входить до складу електричного кола і виконує в ній певну функцію, називається елементом електричної схеми.

Основними елементами будь-якої електричної схеми є:

• джерело електричної енергії: електростанція, акумулятор, генератор, батарейка;

• апарати електричної схеми: вимикачі, рубильники, автоматичні вимикачі, трансформатори, перетворювачі, пристрої захисту, лічильники і т.і.;
• лічильники і т.і.;

• споживачі електричної енергії (побутові прилади, електричні машини, електроінструмент, тощо).

Між собою всі ці елементи звісно зв’язуються електричними проводами.

Розглянемо приклад найпростішої електричної схеми (напр. ліхтарика), яка складається з джерела (акумулятора), рубильника, що замикає коло, і лампочки (споживача) (рис. 1). Така схема має всього два стани в залежності від положення вимикача – 1) коли коло незамкнене і 2) другий стан – замкнене коло.

Рис. 1. Проста електрична схема

Що відбувається при замиканні електричного кола? Напруга, яка весь час існує на затискачах акумулятора створює виникнення і протікання струму від «+» клеми до мінусової «-» акумулятора. Таким чином струм утворюється тільки коли ми замикаємо електричне коло рубильником, до цього струму не існувало. Струм, протікаючи через спіраль (вольфрамову нитку або великий опір) спричиняє дуже велику температуру, що ми бачимо як світіння лампочки. Дане явище можна порівняти з будь-яким нагрітим до високої температури предметом, наприклад металом.

Як бачимо електрична схема має два представлення, що функціонально однакові, але зліва наглядно представлені елементи схеми, як вони виглядають у реальному житті, а справа – як відповідні елементи позначаються умовно для складання електричних схем. Даний принцип застосовується для зручності складання (не треба детально промальовувати кожен елемент схеми), спрощення читання (схемні позначення являються загальноприйнятими і можуть бути прочитані будь-яким електриком) та можливості застосування у електричних схемах будь-якої складності. Таким чином, схеми поділяються на монтажні, принципові та заміщення:

Рис. 2 Монтажна схема (а), принципова схема (б) і схема заміщення (в)

Як видно з рисунку:

•         монтажні схеми (ескізи) показують реальне розміщення компонентів на схемі. У більшості випадків монтажними схемами користуються при виготовленні, монтажі та ремонті електричних пристроїв і кіл.
•         на принципових схемах показують умовні графічні позначення елементів і схему їх з’єднання. Ними користуються при вивченні, монтажі і ремонті електричних кіл і пристроїв.
•         схема заміщення – розрахункова модель електричного кола, на якій реальні об’єкти заміщуються розрахунковими моделями (ідеалізованими елементами) і виключаються всі додаткові елементи (напр., амперметр, вольметр), що не впливають на результати розрахунку.

На схемі також зображено амперметр і вольтметр – зверніть увагу, що амперметр у будь-якій схемі включається послідовно і вимірює величину струму, а вольтметр – паралельно і вимірює величину напруги.

Питання: на схемі рис. 3 представлено схему електрообладнання мотоцикла. До якого типу схем вона належить, знайдіть джерело живлення, фару?

Рис. 3. Схема електрообладнання мотоцикла

Як бачимо, на відміну від монтажних електричних схем, на яких візуально зрозуміло які елементи якими проводами куди підключати, на принципових схемах необхідно розрізняти умовні позначення (рис. 4).

принципових схемах необхідно розрізняти умовні позначення (рис. 4).

Рис. 4. Умовні позначення на електричних схемах

Крім того, електричні схеми бувають постійного і змінного струму. Постійний струм – це струм, що не змінюється у часі t. Такий струм видають акумулятори та батарейки. Джерелом змінного струму є розетка. Вигляд постійного і змінного струму показано на рис. 5.

 Рис. 4. Види струму: а) постійний; б) змінний

До цього ми говорили про приклади використання постійного струму. Беручи до уваги, що у наших будинках та промислових мережах використовується змінний синусоїдальний струм напругою 220 В частотою 50 Гц, тому надалі поговоримо про прості електричні схеми з його використанням. Так приєднання будь-якої лампи освітлення або розетки саме по собі являється прикладом простої електричної схеми.

Електричні схеми змінного струму практично нічим не відрізняються від електричних схем постійного струму, окрім самого джерела змінного струму та назв його виводів: замість «+» і «-» будуть називатися «фаза» і «нуль» (або нейтраль).

Наприклад, розглянемо схему освітлення будинку або квартири (рис. 5), що включає:

- дві лампочки EL3 і EL4, які вмикаються окремо двома вимикачами SA6 і SA7;

- одну розетку XS1;

- два автоматичних вимикача QF2;

- фазу (у даному випадку А) і нейтраль N.

Відповідно, якщо взяти окремо схему включення розетки XS1, то вона просто підключається між фазою і нейтраллю і являє собою по суті розрив кола. Вмикаючи прилади в розетку ми кожен раз замикаємо електричне коло, тобто приєднуємо навантаження (лампочку).

Рис. 5. Електрична схема освітлення будинку (квартири)

На даній схемі видно, що по одній лампочці з вимикачем з’єднані послідовно, а між собою дві гілки (а саме так називаються шматочки кола між двома вузлами, тобто чорними кружечками, де проводи з’єднуються) з’єднані паралельно. У зв’язку з цим маємо на увазі що будь-які елементи у електричних схемах можуть бути з’єднані двома способами:

• послідовно;
• паралельно.

Залежно від способу з’єднання відповідно будуть перерозподілятися струми і напруги у колах. Так у одній гілки в незалежності від елемента струм буде однаковий, тому у найпростішій схемі ліхтарика немає різниці де поставити амперметр – всюди він буде показувати однаковий струм. Напруга ж буде падати на кожному елементі (лампочці), але в мережах змінного струму ми практично цього не помітимо, оскільки напруга стабілізується мережею від електростанції і лампочка не являється суттєвим споживачем (споживаючи всього 10-70 Вт), хіба якщо ми якщо ввімкнемо високо потужний споживач, наприклад зварювальний апарат.

Всі елементи електричної схеми з’єднуються між собою за допомогою проводів різними видами з’єднань. Це можуть бути різні види скруток, колодок, самозатискних пристроїв і т.і.

Відео: види з’єднань.

• опитування здобувачів освіти і пробне виконання ними нових прийомів, показаних майстром, для перевірки доступності нового інструктивного матеріалу;
• відповідь майстра на запитання здобувачів освіти;
• видача завдань для самостійної роботи здобувачів освіти та пояснення порядку їх виконання;

Практична робота:

Техніка безпеки в лабораторії:

1.   не подавати напругу на стенд, доки викладач не перевірить правильність зібраної схеми;
2. Розробити на стенді (рис. 6) електричну схему освітлення квартири згідно наведеної принципової електричної схеми (рис. 5).
3.  

Рис. 6. Задня панель стенду

4. Монтаж проводів виконувати згідно правил монтажу:

- окремо приєднати по одному проводу фази і нейтралі на виході (знизу) від автоматичного вимикача);

- монтаж (з’єднання) проводів виконувати тільки у з’єднувальних коробках, за допомогою скрутки або на клемниках;

- проводи завжди відрізати з деяким запасом, бо у випадку пошкодження проводу внаслідок нагрівання або якщо наступного разу необхідно буде змінити схему, щоб можна було відрізати пошкоджену частину проводу. Подовження проводів методом скрутки не дозволяється;

- розрив кола замикання лампочки вимикачем робити тільки у фазному проводі згідно вимог правил техніки безпеки;

- з’єднання проводів робити надійними, для унеможливлювання їх само розкручення або випадання підчас роботи схеми, що може призвести до короткого замикання. Для цього прикручений провід після з’єднання слід посмикати, для визначення надійного закріплення.

- проводити надійну ізоляцію оголених частин проводів ізоляційною стрічкою.

4. Після завершення робіт зі збирання схеми провести перевірку правильності монтажу за допомогою продзвонювання тестером.

5. Подати живлення на схему від передньої частини схему від фази та нейтралі на автоматичний вимикач.

6. Перевірити роботу схеми ввімкненням вимикачів і світінням лампочок, роботу розетки перевірити тестером, виставивши діапазон змінної напруги та індикатором з дотриманням вимог електробезпеки при роботі ПІД ВИСОКОЮ НАПРУГОЮ.

7. Після перевірки схеми під напругою вимкнути всі автомати і вимикачі і вимикачі у схемі, знеструмити стенд.

8. Викладачем вноситься у схему прихована несправність (обрив або КЗ). Пропонується учням її виявити за допомогою тестера (стенд при цьому має бути знеструмленим!).

Відео: правила монтажу електропроводки квартири.

• ІІІ Поточний інструктаж (самостійна робота здобувачів освіти):
• самостійна робота здобувачів освіти над виданими завданнями;
• цільові обходи майстра робочих місць здобувачів освіти;
• прийом та оцінювання виконаних робіт;
• прибирання робочих місць.

IV Заключний інструктаж:

• аналіз діяльності здобувачів освіти у процесі всього уроку;
• оцінка роботи здобувачів освіти, її об’єктивне обгрунтування;
• аналіз причин помилок здобувачів освіти та пропозиції засобів по їх усуненню;

видача домашнього завдання.