Занятие по дисциплине «Электротехника» «Расчет сложных цепей методом контурных токов»

Занятие по дисциплине «Электротехника»
«Расчет сложных цепей методом контурных токов»
Бутенко Елена Владимировна,
преподаватель электротехнических дисциплин
ФГОУ СПО «Петуховский техникум механизации
и электрификации сельского хозяйства»
Тип занятия: урок применения знаний, умений и навыков
Цели занятия:
Учебная: Закрепить знания по расчету сложных цепей методом контурных
токов; выработать умения по использованию математического пакета Mathcad
для расчета электрических цепей; показать значение знаний по теме для
дальнейшей учебы и профессиональной деятельности
Воспитательная: Способствовать
воспитанию
ответственности
за
выполненную работу, аккуратности при выполнении схем в соответствии с
требованиями ГОСТ
Развивающая: Развивать навыки аналитического мышления; формировать
информационную культуру
Обеспечение занятия:
1. Компьютерный класс
2. Презентация, составленная с помощью PowerPoint; sPlan 7.0,
3. Электронный Практикум по Электротехнике,
4. Электронные тесты, созданные в HTML
5. Памятки по решению системы линейных уравнений с помощью
математического пакета Mathcad
Конспект занятия
1.Организационный момент. Проверка готовности группы к занятию.
2. Актуализация знаний и умений студентов перед выполнением
практической работы
Эта практическая работа не совсем обычная. Её особенность заключается в том,
что студенты знакомятся с электронным Практикумом по электротехнике,
расчеты, связанные с решением системы линейных уравнений, выполняют с
использованием математического пакета
MathCAD, что позволяет
существенно сэкономить время. Оценка, при условии расчета индивидуального
задания, выставляется по результату теста, выполненного в HTML.
Актуализация знаний проводится путем беседы со студентами с
использованием слайдов мультимедийной презентации «Метод контурных
токов» (См. Презентация):
1. Сколько узлов в схеме?
2. Какое количество ветвей в схеме?
3. Сколько неизвестных токов необходимо определить?
4. Сколько уравнений необходимо составить для решения задачи методом
составления уравнений по законам Кирхгофа?
5. Сколько уравнений будет содержать система при решении этой же задачи
методом контурных токов?
6. Что такое контурный ток?
7. Как принимается направление токов ветвей и контурных токов в схеме?
8. В каком порядке производится расчет методом контурных токов?
3. Подведение итогов проверки знаний
Подробно перечислены все этапы расчета сложной цепи методом контурных
токов, студенты готовы к выполнению практической работы.
4. Постановка целей и задач занятия
Цели занятия
Учебная: закрепить знания по расчету сложных цепей методом контурных
токов; выработать умения по использованию математического пакета
MathCAD для расчета электрических цепей; показать значение знаний по
теме для дальнейшей учебы и профессиональной деятельности
Развивающая: развивать навыки аналитического мышления; формировать
информационную культуру
Воспитательная: способствовать
воспитанию
ответственности
за
выполненную работу, аккуратности при выполнении схем в соответствии с
требованиями ГОСТ
5. Знакомство с электронным Практикумом
На занятии студентам предлагается воспользоваться электронным практикумом
по выполнению практических работ по дисциплине. Необходимость в
электронном варианте вызвана большим объемом печатного материала, что
неудобно при переходе из аудитории в компьютерный класс. Практикум
содержит полный набор инструкционных карт по выполнению практических
работ с подробным описанием порядка работы, примерами решения задач,
оформленных в соответствии с требованиями ГОСТ к техническим
документам, таблицами исходных данных индивидуальных вариантов и
схемами заданий (См. Приложение 1).
6. Организация освоения способа решения системы линейных
уравнений с помощью MathCAD
Решение системы из трех линейных уравнений является довольно трудоемким
при использовании привычных методов решения (с помощью определителей,
методом подстановки). Слабая математическая подготовка студентов приводит
к тому, что большую часть времени приходится затрачивать именно на
математику. Если же решение системы не увенчалось успехом, то задача
оказывается нерешенной. Применение матричного исчисления позволяет всего
за четыре операции (ввод исходных данных, ввод матрицы ЭДС, ввод матрицы
коэффициентов при неизвестных токах, определение токов) получить
правильный ответ. Для студентов в качестве раздаточного материала
предлагается пример решения системы уравнений в MathCAD (См. приложение
2).
7. Самостоятельная работа студентов по выполнению индивидуального
задания практической работы
В соответствии с индивидуальным вариантом студенты выписывают исходные
данные, вычерчивают схему, принимают направление токов ветвей и
контурных токов, составляют выражения для определения токов ветвей через
контурные, составляют систему уравнений для определения контурных токов,
решают систему уравнений, записывают результат расчета в тетрадь,
рассчитывают токи ветвей, выясняя правильность изначально принятого
направления, составляют для проверки правильности решения уравнения по
первому закону Кирхгофа для каждого узла схемы, делают вывод о
правильности решения задачи.
8. Контроль за результатами учебной деятельности, оценка знаний
Во время самостоятельной деятельности студентов преподаватель
контролирует правильность выполнения заданий, корректирует допущенные
ошибки как при составлении уравнений, так и при работе в программе
MathCAD. После проверки правильности решения. Студентам предлагается
ответить на вопросы электронного теста, который выставляет оценки.
Студенты самостоятельно оценивают свои знания и умения (См. приложение
3).
9. Подведение итогов и оценка выполненной работы
Все студенты справились с поставленной задачей.
10.Домашнее задание.
Повторить свойства последовательного и параллельного соединения
резисторов. Стр. 90-92 (Евдокимов)
11.Рефлексия и подведение итогов занятия
Общая беседа со студентами на тему: Чему мы научились на занятии?
Студенты самостоятельно делают вывод о достоинствах проведенного занятия:
научились решать систему линейных уравнений средствами MathCAD,
выполняя проверку правильности решения, закрепили знания законов
Кирхгофа, доказали, что электротехника – наука точная. Оценки, полученные
студентами в результате тестирования, выставляются в журнал. Всем спасибо!
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ
1.Евдокимов, Ф. Е. Теоретические основы электротехники: учебник для
студ. среднего проф. образования/ Ф. Е. Евдокимов. – М.: Высшая школа, 2004.
– 495 с.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
1. Лоторейчук, Е. А. Теоретические основы электротехники: учебник для
студ. среднего проф. образования/ Е. А. Лоторейчук. – М.: ФОРУМ:ИНФРА М, 2008. – 320 с.
2.Лоторейчук, Е. А. Расчет электрических и магнитных цепей и полей.
Решение задач: учеб. пособие для студ. среднего проф. образования/ Е. А.
Лоторейчук. – М.: ФОРУМ:ИНФРА - М, 2005. – 272 с.