Казахстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

Екибастұз гуманитарлық техникалық колледжі
Екибастузкий гуманитарно-технический колледж
Табигиөинформациялық пәнбік комиссия оқытушыларының әдістемелік бірлесиігі
Методическое объединение преподавателей естественно-информационных дисциплин
ӘБ мәжілісінде
БЕКІТЕМІН
Қарастырылды
Колледж директоры
Хаттама № ___________
УТВЕРЖДАЮ
«
» __________
2012 ж.г.
Директор колледжа
-------------------------------------------
«
» __________2012 ж.г.
АШЫҚ САБАҚТЫҢ ӘДІСТЕМЕЛІК ӘЗІРЛЕМЕСІ
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО УРОКА
Пәні бойынша: «Электрлік тізбек теориясы»
По предмету: «Теория электрических цепей»
Мамандығы:
«Радиоэлектроника және байланыс »
Специальность: 1306000 «Радиоэлектроника и связь»
Топ:
РЭС 21
Группа
Тақырыбы: «Айнымалы қырманның қатарының зертте- белсенді қарсылықтың
және индуктивтіктің дәйекті құралымымен»
Тема:
«Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением
активного сопротивления и индуктивности»
Дайындаған оқытуши
Разработала преподаватель:
Митенкова Т.В..
Өткізу мерзімі
Дата проведения: 22.11.12
2012ж/г
Тема: «Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного
сопротивления и индуктивности»
Тип урока: Закрепление знаний, умений и навыков (лабораторная работа7).
Методическая цель: Использование инновационных технологий при проведении
лабораторной работы.
Учебная цель:
- сборка схемы на компьютере
- экспериментальное исследование цепей синусоидального тока при последовательном
соединении резистора и индуктивности, определение параметров цепи при
последовательном соединение катушки индуктивности и резистора.
Развивающая цель:
- побуждение учащихся к самостоятельной творческой деятельности
- развитие творческого мышления
Воспитательная цель:
- привить познавательный интерес к предмету, к выбранной профессии
- привитие навыков самостоятельной работы
Межпредметные связи:
- ПР2 — Математика «Действия с рациональными числами» ;
- СОП1 –Основы электроники и схемотехники
Оснащение: компьютер, мультимедиа, карточки
Раздаточный материал: методические указания, карточки.
Литература:
1.. Попов. «Теоретическая электроника» стр. 325 – 331.
2. Данилов. Иванов. «Общая электроника с основами электроники»
стр. 138 – 140.
3. Методическое указание к проведению лабораторной работы
Карточки для актуализации учащихся (4 варианта)
Вариант 1
1.В цепи …. общее напряжение совпадает по фазе с током. Вставьте пропущенные слова
А) с индуктивностью
В) с емкостью
С) с активным сопротивлением
D) с активным сопротивлением и индуктивностью
Е) с активным сопротивлением и емкостью
2.Емкость конденсатора, включенного в цепь переменного тока, равна
500 мкФ, частота
тока 50Гц. Сопротивление конденсатора равно …
А) 6,4 Ом
В) 64 Ом
С) 10 Ом
D) 12 Ом
Е) 16 Ом
3.Реактивная мощность в момент резонанса токов равна …
А) активной мощности цепи.
В) нулю
С) единице
D) полной мощности цепи
Е) половине полной мощности цепи
4 Основное условие резонанса напряжения в цепи выражается следующей формулой …
А) ХL =XC
В) ХL – XC =Z С) ХL+ XC =Z D) ХL – XC =R Е) ХL+ XC = 0
5.Индуктивность катушки равна 0,04 Гн, частота 50 Гц. Сопротивление на катушке равно
А) 12,56 Ом
В) 0,125 Ом
С) 10 Ом
D) 3,14 Ом
Е) 16 Ом
Вариант 2
1. Единица измерения емкости конденсатора в системе СИ это
А) ВА
В) Ф
С) Вт
D) Гн
Е) Вар
2. Реактивное сопротивление на емкости можно определить по формуле …
А) XC = 2πfC В) XC = 1/2πfC C) XC=2π/fC D) XC=2π C/f
Е) XC=2/πfC
3.Параллельно соединены активное сопротивление, индуктивность и емкость. Общий ток
цепи определяется по следующей формуле …
А) I = I1+ I2+ I3
В) I = I1- I2- I3
С) I =√ (I1+ I2 )² -I3²
D) I = √I1 ² -I2²+ I3²
Е) I =√I1²+ (I2- I3)²
4.Цепь переменного тока состоит из последовательно соединенных активного сопротивления 6
Ом и индуктивностью 0,0254 Гн, частота тока 50 Гц. Полное сопротивление данной цепи
равно …
А) 10 Ом
В) 14 Ом
С) 1,4 Ом
D) 20 Ом
Е) 1600 Ом
5.В системе СИ полная мощность измеряется в …
А) Вар В) ВА
С) Вт
D) кВар Е) кВт
Вариант 3
1. Резонансная частота колебательного контура равна
А) fрез=2/LC
В) fрез=1/2 LC
C) fрез=1/2LC D) fрез=LC/2
2. Реактивную мощность определяется по следующей формуле
А) Q = √S² – Р²
В) Q = I² XL С) Q = I² XС D) Q = I² (XL + XС)
3. Данная векторная диаграмма построена
А) для цепи с активным сопротивлением и индуктивностью
В) для цепи с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью
С) для цепи с активным сопротивлением и ёмкостью
D) для цепи с индуктивностью, активным сопротивлением и ёмкостью
Е) для цепи с ёмкостью, активным сопротивлением и индуктивностью
E) fрез=2 LC
Е) Q = I²R
4. Для цепи переменного тока с индуктивностью i = Im sin ωt,
значение напряжения на индуктивности равно
А) uL = Um sin ωt
В) uL = Um sin (ωt + π / 2)
С) uL = Um sin (ωt - π / 4)
D) uL = Um sin (ωt + π / 2)
Е) uL = Um sin (ωt 4- π / 4)
5. Напряжение на участке с емкостью ….
А) опережает ток на угол 90 градусов
В) отстаёт от тока на угол 45 градусов
С) совпадает с током по фазе
D) отстаёт от тока на угол 90 градусов
Е) опережает ток на угол 45 градусов
мгновенное
Вариант 4
1.В цепи …. общее напряжение совпадает по фазе с током. Вставьте пропущенные слова
А) с индуктивностью
В) с емкостью
С) с активным сопротивлением
D) с активным сопротивлением и индуктивностью
Е) с активным сопротивлением и емкостью
2.Индуктивность катушки равна 0,04 Гн, частота 50 Гц. Сопротивление на катушке равно
А) 12,56 Ом
В) 0,125 Ом
С) 10 Ом
D) 3,14 Ом
Е) 16 Ом
3. Единица измерения емкости конденсатора в системе СИ это
А) ВА
В) Ф
С) Вт
D) Гн
Е) Вар
4. Реактивная мощность в момент резонанса токов равна …
А) активной мощности цепи.
В) половине полной мощности цепи
С) единице
D) полной мощности цепи
Е) нулю
5. Реактивное сопротивление емкости вычисляется по следующей формуле
А) XC = 2πfC В) XC = 1/2πfC C) XC=2π/fC D) XC=2π C/f
Е) XC=2/πfC
Ход урока
1. Организационный момент:
1.1 Приветствие
1.2 Сообщение темы и цели лабораторной работы.
1.3 Ознакомление с этапами урока
1.4 Заполнение журнала, проверка студентов по списку.
3 мин
2. Актуализация учащихся по данной работе
Тесты(4 варианта) - для выявления степени готовности
к выполнению лабораторной работы
7 мин
Индивидуальная мыслительной
деятельности, оценочная
деятельность учащихся
3.Подготовка к выполнению лабораторной работы:
3.1 Раздача методических указаний к лабораторной работе
3.2 Объяснение методики выполнения задания
3.3 Инструктаж по технике безопасности
5 мин
Межпредметные связи
4. Выполнение лабораторной работы:
4.1 Сборка схемы и снятие параметров согласно методических указаний
4.2 Обработка полученных данных
20 мин
5 . Оформление отчета по лабораторной работе:
Содержание отчета
5.1 Тема и цель работы
5.2 Приборы и оборудование
5.3 Схема исследования
5.4 Таблица и результатами измерений и расчетов
5.5 Векторную диаграмму
5.6 Выводы по работе
17 мин
6.Защита лабораторной работы.
6.1 Работа по карточкам в группах
6.2 Ответить на контрольные вопросы
25 мин
Мыслительная деятельность
учащихся.
Индивидуальная мыслительной
деятельности
8. Рефлексия.
3 мин
1. Какие трудности вы встретили во время лабораторной работы?
2. Какие эмоции вы ощутили, при правильной сборке электрической цепи?
3. Какими качествами должен обладать учащийся, при выполнении лабораторных работ?
7. Домашнее задание и выставление оценок
5 мин
Вариант 1
1.В цепи …. общее напряжение совпадает по фазе с током. Вставьте пропущенные слова
А) с индуктивностью
В) с емкостью
С) с активным сопротивлением
D) с активным сопротивлением и индуктивностью
Е) с активным сопротивлением и емкостью
2.Емкость конденсатора, включенного в цепь переменного тока, равна
500 мкФ, частота
тока 50Гц. Сопротивление конденсатора равно …
А) 6,4 Ом
В) 64 Ом
С) 10 Ом
D) 12 Ом
Е) 16 Ом
3.Реактивная мощность в момент резонанса токов равна …
А) активной мощности цепи.
В) нулю
С) единице
D) полной мощности цепи
Е) половине полной мощности цепи
4 Основное условие резонанса напряжения в цепи выражается следующей формулой …
А) ХL =XC
В) ХL – XC =Z
С) ХL+ XC =Z
D) ХL – XC =R
Е) ХL+ XC = 0
5.Индуктивность катушки равна 0,04 Гн, частота 50 Гц. Сопротивление на катушке равно
А) 12,56 Ом
В) 0,125 Ом
С) 10 Ом
D) 3,14 Ом
Е) 16 Ом
Вариант 2
1. Единица измерения емкости конденсатора в системе СИ это
А) ВА
В) Ф
С) Вт
D) Гн
Е) Вар
2. Реактивное сопротивление на емкости можно определить по формуле …
А) XC = 2πfC
В) XC = 1/2πfC
C) XC=2π/fC
D) XC=2π C/f
Е) XC=2/πfC
3.Параллельно соединены активное сопротивление, индуктивность и емкость. Общий ток
цепи определяется по следующей формуле …
А) I = I1+ I2+ I3
В) I = I1- I2- I3
С) I =√ (I1+ I2 )² -I3²
D) I = √I1 ² -I2²+ I3²
Е) I =√I1²+ (I2- I3)²
4.Цепь переменного тока состоит из последовательно соединенных активного сопротивления 6
Ом и индуктивностью 0,0254 Гн, частота тока 50 Гц. Полное сопротивление данной цепи
равно …
А) 10 Ом
В) 14 Ом
С) 1,4 Ом
D) 20 Ом
Е) 1600 Ом
5.В системе СИ полная мощность измеряется в …
А) Вар
В) ВА
С) Вт
D) кВар
Е) кВт
Вариант 3
1. Резонансная частота колебательного контура равна
А) fрез=2/LC
В) fрез=1/2 LC
C) fрез=1/2LC D) fрез=LC/2
2. Реактивную мощность определяется по следующей формуле
А) Q = √S² – Р²
В) Q = I² XL С) Q = I² XС D) Q = I² (XL + XС)
3. Данная векторная диаграмма построена
А) для цепи с активным сопротивлением и индуктивностью
В) для цепи с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью
С) для цепи с активным сопротивлением и ёмкостью
D) для цепи с индуктивностью, активным сопротивлением и ёмкостью
Е) для цепи с ёмкостью, активным сопротивлением и индуктивностью
4. Для цепи переменного тока с индуктивностью i = Im sin ωt,
значение напряжения на индуктивности равно
А) uL = Um sin ωt
В) uL = Um sin (ωt + π / 2)
С) uL = Um sin (ωt - π / 4)
D) uL = Um sin (ωt + π / 2)
Е) uL = Um sin (ωt 4- π / 4)
5. Напряжение на участке с емкостью ….
А) опережает ток на угол 90 градусов
В) отстаёт от тока на угол 45 градусов
С) совпадает с током по фазе
D) отстаёт от тока на угол 90 градусов
Е) опережает ток на угол 45 градусов
E) fрез=2 LC
Е) Q = I²R
мгновенное
Вариант 4
1.В цепи …. общее напряжение совпадает по фазе с током. Вставьте пропущенные слова
А) с индуктивностью
В) с емкостью
С) с активным сопротивлением
D) с активным сопротивлением и индуктивностью
Е) с активным сопротивлением и емкостью
2.Индуктивность катушки равна 0,04 Гн, частота 50 Гц. Сопротивление на катушке равно
А) 12,56 Ом
В) 0,125 Ом
С) 10 Ом
D) 3,14 Ом
Е) 16 Ом
3. Единица измерения емкости конденсатора в системе СИ это
А) ВА
В) Ф
С) Вт
D) Гн
Е) Вар
4. Реактивная мощность в момент резонанса токов равна …
А) активной мощности цепи.
В) половине полной мощности цепи
С) единице
D) полной мощности цепи
Е) нулю
5. Реактивное сопротивление емкости вычисляется по следующей формуле
А) XC = 2πfC
В) XC = 1/2πfC
C) XC=2π/fC
D) XC=2π C/f
Е) XC=2/πfC
Лабораторная работа 7
Тема: Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением
активного сопротивления и индуктивности.
Цель работы: Определение параметров цепи при последовательном
соединение катушки индуктивности и резистора.
Воспитательная цель: Привитие навыков самостоятельной работы.
Приборы и оборудование;
источники питания, резисторы, катушка индуктивности и измерительные
приборы стенда Electronics Workbench.
Теоретические сведения:
Данная цепь состоит из последовательно соединенных активного сопротивления
и индуктивности. Последовательным называется такое соединение, при котором все
параметры соединяются друг за другом без разветвлений и по ним течёт один и тот же
ток. Переменным называется периодический синусоидальный ток, который
изменяется как по величине, гак и по направлению за равные промежутки времени,
называемые периодом. По показаниям электроизмерительных приборов определяют
активное, реактивное и полное сопротивления цепи, а также реактивную и полную
мощности и коэффициент мощности цепи.
Содержание работы:
Порядок выполнения работы:
1. Приступая к выполнению данной лабораторной работы необходимо запустить
программу ELECTRONICS WORKBENCH. После запуска она будет выглядеть
следующим образом
2.Для работы необходимо собрать схему исследования, имеющую следующий вид:
3.Чтобы схема начала функционировать, необходимо нажать кнопку в верхнем правом
углу
.
4.Порядок выполнения работы. Провести два опыта. Напряжения источника питания
выставить по вариантам.
Примечание: не забудьте перевести амперметры и вольтметры в режим измерения переменных величин (AC).
Опыт 1: Установить значение индуктивности L и сопротивления R данные в схеме,
включить источник и произвести измерение в соответствии с таблицей 1. Выключить
источник.
Опыт 2: Установить значение индуктивности Lмах, а R=0 включить источник и
произвести измерение в соответствии с таблицей 1. Выключить источник.
Проследить за изменением величин при введении сердечника.
ТАБЛИЦА 1
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U,В
120
100
95
110
105
85
80
130
125
115
Измеренные величины
I, мА
Ur, В
UL,В
L, Гн
Расчетные величины
XL, кОм R, кОм Z,кОм
cosφ
5. Обработка и анализ результатов
-Данные измерений и расчетов внести в таблицу 1.
- Произвести расчет следующих величин R, XL , Z, сosφ (по исходным данным).
R=UR/I; XL = 2πfL; Z= √R² +XL² ;
cosφ =R/Z
Результаты расчетов занести в таблицу.
6. Построить векторную диаграмму в масштабе.
Содержание отчета
1.Наименование и цель работы.
2. Схему исследования, таблицу.
3.Расчетные формулы, расчет величин по опытам, векторная диаграмма.
4.Личные выводы по работе.
Контрольные вопросы:
1. Чему равно полное сопротивление цепи при последовательном соединении
активного сопротивления и индуктивности?
2. Что такое векторная диаграмма?
3. Какой ток называют переменным?
4. Как ведет себя напряжение на участке с активным сопротивлением по отношению к
току?
5. Как ведет себя напряжение на участке с индуктивностью по отношению к току?
Литература:
1. Попов. «Теоретическая электроника» стр. 325 – 331.
2. Данилов. Иванов. «Общая электроника с основами электроники»
стр. 138 – 140.
2. Методическое указание к проведению лабораторных работ с использованием
программы ELECTRONICS WORKBENCH
Карточка 1
1. Построить векторную диаграмму по заданной цепи.
Rk
L
R
C
2. Начертить электрическую схеме по векторной диаграмме.
U5
U
U3
U4
U1
I
U2
Карточка 2
1.Построить векторную диаграмму по заданной цепи рис. 1 б
XC1
R1
R2
XC2
R1
а)
XL1
б)
Рис1
1. Начертить электрическую схеме по векторной диаграмме.
U4
U3
U5
U
U2
I
U1
XC1
R2 XC2
Карточка 3
1.Построить векторную диаграмму по заданной цепи Рис 1 а
XC1
R1
R2
XC2
R1
а)
XL1
XC1
б)
Рис 1
2.Начертить электрическую схеме по векторной диаграмме.
U2
U1
I
U3
U4
U
U5
R2 XC2
Вариант 1
1.С)
2.А)
3. В)
4 А)
5.А)
Вариант 2
1. В)
2. В)
3. Е)
4.А)
5.В)
Вариант 3
1. В)
2. А)
3. D)
4. D)
5. D)
Вариант 4
1.С)
2.А)
3.В)
4. Е)
5. В)