наименование работы

Обсуждено на заседании МК
Утверждаю
_____________Лаптева В.А.
И.о. директора АПК
___________Гришина Л.В.
План урока
Учебная дисциплина: ОП.02Электротехника
ТЕМА ПРОГРАММЫ: «Трехфазная система переменного тока»
ТЕМА УРОКА: «Изучение свойств симметричной нагрузки, включенной в
трехфазную цепь».
Урок по ПТП № 30
Группа 221
Профессия140446.03«Электромонтер по ремонту и обслуживанию
электрооборудования»
Цели урока:
Обучающая: способствовать формированию профессиональных компетенций по сборке
схем включения приборов при измерении электрических величин, производству измерений
показаний приборов с соблюдением норм
техники безопасности, производству расчетов
электрических параметров.
Воспитательная: вовлечь в активную деятельность, создать условия для реальной
самооценки учащихся.
Развивающие: совершенствовать навыки анализа и обобщения; умения выступать и
защищать свою точку зрения; развивать коммуникативные навыки работы в группах.
Методическая цель: Выполнение лабораторно-практических заданий с использованием
ИКТ.
Тип урока: применение знаний на практике.
Вид урока: лабораторная работа
Методы обучения: репродуктивный, исследовательский, проблемный.
Форма организации учебной деятельности: групповая, индивидуальная, фронтальная.
На основании ФГОС по профессии СПО 140446.03 Электромонтер по ремонту и
обслуживанию
электрооборудования
(по
отраслям)
обучающиеся
должны
обладать
следующими умениями, знаниями, которые формируют профессиональную компетенцию, и
общими компетенциями:
Обучающиеся должны уметь:

Рассчитывать параметры, составлять и собирать схемы включения приборов при
измерении различных электрических величин, электрических машин и механизмов;

Снимать показания работы и пользоваться электрооборудованием с соблюдением норм
техники безопасности и правил эксплуатации;

Читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;
Знать:
 Основные понятия о постоянном и переменном электрическом токе, последовательное и
параллельное соединение проводников и источников тока, единицы измерения силы
тока, напряжения, мощности электрического тока, сопротивления проводников,
электрических и магнитных полей;

Сущность и методы измерений электрических величин, конструктивные и технические
характеристики измерительных приборов;

Основные законы электротехники;

Типы и правила графического изображения и составления электрических схем;

Условные обозначения электротехнических приборов и электрических машин;

Основные элементы электрических сетей;

Принципы действия, устройство, основные характеристики электроизмерительных
приборов, электрических машин, аппаратуры управления и защиты, схемы
электроснабжения;

Правила техники безопасности при работе с электрическими приборами
Обучающийся
должен обладать общими компетенциями, включающими в себя
способность:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость будущей профессии, проявлять к
ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее
достижения, определенных руководителем.
ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль,
оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей
работы.
ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения
профессиональных задач.
ПК 2.3. Настраивать и регулировать контрольно-измерительные приборы и инструменты.
МТО:

Мультимедийная презентация;

комплект заданий:
1.
Тестирование 10 вопросов (приложение №1);
2.
Методические указания к выполнению лабораторно-практических заданий
(приложение №2);
3.
Отчет.

лабораторные стенды «Уралочка»;

персональный компьютер,

мультимедийный проектор;

проекционной экран.
Ход урока
1.
Организационный момент (1 мин) приветствие, проверка присутствующих на
уроке, постановка темы и целей урока (слайд №1-2).Преподаватель обращает внимание на то,
что подготовительные работы, такие как инструктаж по технике безопасности, оформление
журнала инструктажей, оформление отчета выполнены на предыдущем уроке.
2.
Мотивации (2 мин): Преподаватель задаёт вопрос, где применяется трехфазная
система переменного тока? Каким образом будет применима трёхфазная система переменного
тока в дальнейшем в профессиональной деятельности?
Для того, чтобы раскрыть этот вопрос обучающимся на дом задано опережающее
задание: подготовить сообщение на тему «Область применения трёхфазных сетей переменного
тока».
3.
Актуализация знаний (10 мин.)
Ребята, давайте вспомним, что такое трёхфазная система,- предлагает ответить на
вопросы (фронтальная работа – 3 мин). Данные вопросы сформулированы в методических
указаниях к лабораторной работе;- на первом занятии, обучающиеся выполняли опережающее
задание: оформили отчет, в котором ответили на вопросы, начертили схему, оформили
таблицы.
1)
Какая цепь называется трёхфазной?
Прогнозируемый ответ: Трехфазная цепь является совокупностью трех электрических
цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые
относительно друг друга по фазе на 120°, создаваемые общим источником. Участок трехфазной
системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.
2)
Что называется фазным напряжением?
Прогнозируемый ответ: Фазными называются напряжения между началами и концами
фазных обмоток или между одним из линейных выводов А, В, С и нулевым выводом N.
3)
Что называется линейным напряжением?
Прогнозируемый ответ: Напряжение между двумя линейными проводами (UAB, UBC,
UCA) называется линейным
4)
Как выполняется соединение «звезда»?
Прогнозируемый ответ: Звездой называется такое соединение, когда концы фаз обмоток
генератора (G) соединяют в одну общую точку, называемую нейтральной точкой или
нейтралью.
5)
Как выполняется соединение «треугольник»?
Прогнозируемый ответ: Треугольник — такое соединение, когда конец первой фазы
соединяется с началом второй фазы, конец второй фазы с началом третьей, а конец третьей
фазы соединяется с началом первой.
6)
Что такое симметричная нагрузка?
Прогнозируемый ответ: Сопротивления фаз нагрузки одинаковы и равны некоторому
активному сопротивлению ZA = ZB = ZC = R.
Преподаватель корректирует ответы обучающихся.
Далее обучающимся предлагается выполнить тест -5мин. (приложение № 1) 10 вопрос,
по итогам выполнения обучающиеся проверяют свою работу (самопроверка), посредством
сравнения с эталоном правильного ответа (слайд №10) и критериями оценивания.
4.
Объяснение нового материала (демонстрация) - 27 мин.
Преподаватель: Ребята, мы с вами вспомнили основополагающие вопросы темы
«Трёхфазная система переменного тока», теперь попрошу вашего внимания, для того, чтобы
правильно собрать схему, нам необходимо знать, какое оборудование потребуется для
выполнения лабораторной работы (слайд №11 оборудование и аппаратура). Теперь рассмотрим
схему, - на экран выводится схема (слайд №12) соединений трехфазной цепи, преподаватель
называет все элементы схемы и их назначение, далее преподаватель демонстрирует
последовательность сборки схемы (слайд №13), применяя фото с изображением поэтапной
сборки (наглядные методы).
Преподаватель напоминает основные требования ТБ при выполнении лабораторной
работы. Далее обучающимся предлагается приступить к сборке схемы, при этом преподаватель
и ассистент (мастер п/о) контролируют последовательность и качество сборки. Обучающиеся
производят измерения параметров трёхфазной симметричной цепи, результаты вносят в
таблицы.
5.
Закрепление (5 мин.) На этом этапе урока подводятся итоги работы, -
обучающиеся делают выводы о результатах исследования. Преподаватель анализирует работу
обучающихся, проставляет оценки за урок.
6.
Домашнее задание (1 мин):
1)
Используя полученные в результате исследования цепи данные, рассчитать
фазныеUA,UB ,UC, и линейные UAB,UBC ,UACнапряжения
2)
Новиков
П.Н. Задачник по электротехнике с основами
промышленной
электроники, стр.83 № 487
Учебная литература:
1.
И.А. Данилов, П.М. Иванов Общая электротехника с основами электроники М.:
Высшая школа, 2000.
2.
В.Е. Китаев Электротехника с основами промышленной электроники М.: Высшая
школа, 1980
3.
П.Н. Новиков Задачники по электротехнике М.: ПрофОбрИздат, 2001.
4.
Г.В. Ярочкина Электротехника. Рабочая тетрадь М.: ПрофОбрИздат, 2002.
Приложение №1
Контрольный тест.
Учебная дисциплина ОП.02 «Электротехника»
Тема: «Трехфазная система переменного тока»
Профессия 140446.03 Электромонтера по ремонту и обслуживанию
электрооборудования (по отраслям)
1.Условно-графическое обозначение переменного тока
2. С какой точкой соединяется начало первой обмотки при включении обмоток генератора
треугольником?
А) с началом второй; Б) с концом второй; В) с концом третьей
3. Сколько соединительных проводов подводят к генератору, обмотки которого образуют
звезду?
А) 6, Б) 3 или 4; В) 3; Г) 4
4. Чему равен ток в нулевом проводе при симметричной трехфазной системе токов?
А) нулю; Б) значению, меньшему суммы действующих значений фазных токов.
5. Какой из токов в схеме линейный, какой – фазный?
А) оба тока линейные; Б) оба тока фазные; В) ток I1 – линейный, ток
I2 - фазный; Г) ток I2 – линейный, ток I1 - фазный.
6. Между различными точками схемы, изображённой выше,
включены вольтметры, какой из них показывает линейное
напряжение, какой фазное?
А) напряжение UAO - линейное, напряжение UBO- фазное; Б) напряжение UAB- линейное,
напряжение UBС – фазное; напряжение UAB- линейное, напряжение UBС – фазное; В)
напряжение UCA- линейное, напряжение UСO – фазное.
7. Симметричная нагрузка соединена звездой. Линейное напряжение 380 В. Определить фазное
напряжение
А) 380; Б) 250В; В) 220В; Г) 127В
8. Линейное напряжение 380В. Определите фазное напряжение, если симметричная нагрузка
соединена треугольником
А) 380В; Б) 220 В; В) 127В
9. Линейный ток равен 2,2 А. Рассчитать фазный ток, если
симметричная нагрузка соединена треугольником
А) 3,8 А; Б) 2,2А; В) 1,27А
10. Как соединены эти обмотки?
А) Звездой, Б) треугольником; В) звездой с нулевым проводом
Эталон правильного ответа
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
А
В
Б
А
В
В
В
А
В
Б
Приложение №2
Обсуждено на заседании МК
Утверждаю
___________________2014г.
И.о. директора
______________Лаптева В.А.
____________Гришина Л.В
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторно-практической работе №12
НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Изучение свойств симметричной нагрузки,
включенной в трехфазную цепь.
Учебная дисциплина
ОП.02 «Электротехника»
Апатиты
2013 г.
НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Изучение свойств симметричной нагрузки, включенной в
трехфазную цепь.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:способствовать формированию профессиональных компетенций по сборке
схем включения приборов при измерении электрических величин, производству измерений
показаний приборов с соблюдением норм техники безопасности, производству расчетов
электрических параметров.
ОПОРНЫЕ ЗНАНИЯ:
В трехфазном генераторе с тремя независимыми однофазными цепями их электродвижущие
силы имеют одинаковые амплитуды и сдвинуты по фазе на 1/3 периода. К каждой паре зажимов
обмотки статора генератора можно подключить провода, подводящие ток к нагрузке, и
получить несвязанную трехфазную систему (рисунок а). Обмотки генератора соединяют между
собой в звезду или в треугольник.
При соединении обмоток генератора звездой (рисунок б) концы всех трех фаз соединяют в
общую точкуО, а к началам подсоединяют провода, отводящие энергию в сеть. Эти три
провода называются линейными, а напряжение между любыми двумя линейными проводами линейным напряжением Uл.
От общей точки соединения
концов (или начал) трех фаз (от
нулевой точки звезды) может быть
отведен
четвертый
провод,
называемый нулевым. Напряжение
между любым из трех линейных проводов и нулевым проводом равно напряжению между
началом и концом одной фазы, т. е. фазному напряжению Uф. Обычно все фазы обмотки
генератора выполняются одинаковыми, так что действующие значения эдс в фазах равны, т. е.
ЕА - ЕВ = ЕС. Если в цепь каждой фазы генератора включить нагрузку, то по этим цепям будут
проходить токи. В случае одинакового по величине и характеру сопротивления всех трех фаз
приемника, т. е. при равномерной нагрузке, токи в фазах будут равны по величине и сдвинуты
по фазе относительно своих напряжений на один и тот же угол φ. Как максимальные, так и
действующие значения фазных напряжений при равномерной нагрузке равны, т. е. UA = UB =
UС. Эти напряжения сдвинуты по фазе на 120°, как показано на векторной диаграмме (рисунок
в). Напряжения между любыми точками схемы (см. рисунок б) соответствуют векторам (см.
рисунок в) между теми же точками. Так, например, напряжение между точкамиА и О схемы
(фазное напряжение UA) соответствует вектору А-О диаграммы, а напряжение между
линейными проводами А и В схемы — вектору линейного напряжения А-В диаграммы. По
векторной диаграмме легко установить соотношение между линейным и фазным
напряжениями.
Из треугольника АОа можно записать следующее соотношение:
1/2Uл = Uфcos 30° = Uф√3/2, откудаUл = √3Uф или Uф = Uл√3, т. е. при соединении обмоток
симметричного генератора звездой линейное напряжение в√3 = 1,73 раза больше фазного.
Из схемы (см. рисунок б) видно, что при соединении обмоток генератора звездой ток в
линейном проводе равен току в фазах генератора, т. е. Iл = Iф. На основании первого закона
Кирхгофа ток в нулевом проводе равен геометрической сумме токов в фазах генератора 𝐼⃗o =
𝐼⃗А+𝐼⃗В+𝐼⃗С. При равномерной нагрузке токи в фазах генератора равны между собой и сдвинуты
по фазе на 1/3 периода. Геометрическая сумма токов трех фаз в таком
случае равна нулю, т. е. в нулевом проводе тока не будет. Поэтому при
симметричной нагрузке нулевой провод может отсутствовать. При
несимметричной нагрузке ток в нулевом проводе не равен нулю. Обычно
нулевой провод имеет меньшее поперечное сечение, чем линейные
провода.
При соединении обмоток генератора треугольником (рисунок а)
начало каждой фазы соединяется с концом другой фазы. Таким образом, три фазы генератора
образуют замкнутый контур. Так как эдс в фазах генератора равны и сдвинуты на 1/3 периода
по фазе, то геометрическая сумма их равна нулю и, следовательно, в замкнутом контуре
трехфазной системы, соединенной треугольником, никакого тока при отсутствии внешней
нагрузки не будет. Линейные провода при соединении треугольником подключаются к точкам
соединения начала одной фазы и конца другой. Напряжение между линейными проводами
равно напряжению между началом и концом одной фазы.
Схема соединения обмоток генератора треугольником (а). Таким образом, при соединении
обмоток генератора треугольником линейное напряжение равно фазному, т. е. Uл=Uф. При
равномерной нагрузке в фазах обмоток генератора проходят равные токи, сдвинутые
относительно фазных напряжений на одинаковые углы ф, т. е. IAB = IBC = ICA. При
соединении обмоток генератора в треугольник линейный ток в √3 раз больше фазного (при
равномерной нагрузке).
ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА:
Мультиметр -4 шт.
Провода:
трёхлучевой1 шт.
однолучевой6 шт.
Источник трехфазный, переменного тока ≈54/32 В – клеммы А, В,С,О на лицевой панели
измерительного блока.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
А) Ответить на вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Какая цепь называется трёхфазной?
Что называется фазным напряжением?
Что называется линейным напряжением?
Как выполняется соединение «звезда»?
Как выполняется соединение «треугольник»?
Что такое симметричная нагрузка?
Б) Собрать на стенде схему:
В) Записать в таблицу шкалы приборов DIGITALMULTIMETR, выбранные для измерения:
Прибор
Измеряемая величина
Табл.1
Выбранная шкала
прибора
Единица измерения
А1
А2
А3
Г) Предъявить собранную схему преподавателю.
Д) Снять показания амперметров IA,IB,IC и IN записать в таблицу
Табл.2
Нагрузка
Ом
IA
IB
IC
UА
UВ
UС
ZA=
ZB=
ZC=
Е) Рассчитать фазные напряжения
Ж) Сделать выводы по проделанной работе.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Наименование отчёта
Цель работы
Схема измерения.
Таблица №1 (Шкалы приборов).
Таблица №2. (Показания амперметров).
Вывод по работе.
Оценка за работу.
8. Дата выполнения.
ПРИМЕЧАНИЕ:Строго соблюдайте правила техники безопасности. Не включайте без
разрешения преподавателя электрическую цепь.
Текст сообщения обучающегося
Трехфазная система переменного тока получила широкое распространение во всем мире
благодаря тому, что она обеспечивает наиболее выгодную передачу электрической энергии и
позволяет использовать надежные в работе и простые по устройству асинхронные
электродвигатели.
На
всех
электрических
станциях
России
электрическая
энергия
вырабатывается генераторами трехфазного переменного тока. Электрифицированные железные
дороги также получают энергию по линиям трехфазного тока, который затем на тяговых
подстанциях преобразуют в постоянный или однофазный переменный ток, подаваемый в
контактную сеть.
В настоящее время трехфазные системы получили широкое распространение, что
объясняется главным образом следующими причинами: 1) при одинаковых условиях питание
трехфазным током позволяет получить значительную экономию материала проводов по сравнению
с тремя однофазными линиями; 2) при прочих равных условиях трехфазный генератор дешевле,
легче и экономичнее, чем три однофазных генератора такой же общей мощности; то же относится к
трехфазным двигателям и трансформаторам; 3) трехфазная система токов позволяет получить
вращающееся магнитное поле с помощью трех неподвижных катушек, что существенно упрощает
производство и эксплуатацию трехфазных двигателей; 4) при равномерной нагрузке трехфазный
генератор создает на валу приводного двигателя постоянный момент в отличие от однофазного
генератора, у которого мощность и момент на валу пульсируют с двойной частотой тока.