Методические разработка лабораторного занятия "Однофазный трансформатор"
методическая разработка на тему

ГОБПОУ Грязинский технический колледж

Методическая разработка

 лабораторного занятия

по дисциплине «Электротехника и электроника» на тему

«Однофазный трансформатор»

для специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Разработчик: преподаватель ГОБПОУ ГТК

Таныгина А.Р.

Грязи, 2017 г.

Аннотация

        Данная методическая разработка урока - лабораторного занятия по дисциплине «Электротехника и электроника» - составлена для преподавателей физики и электротехники в качестве обмена опытом. Она содержит подробный план урока и описание каждого этапа, а также методические рекомендации для преподавателей при проведении лабораторного занятия на тему «Однофазный трансформатор».

Оглавление

Введите название главы (уровень 1)1

Введите название главы (уровень 2)2

Введите название главы (уровень 3)3

Введите название главы (уровень 1)4

Введите название главы (уровень 2)5

Введите название главы (уровень 3)6

Введение

Актуальность изучения темы программы «Трансформаторы» диктуется высокими темпами развития техники и электроники в современном мире. Необходимость изучения электротехнических дисциплин важно для студентов технических специальностей. Изучение устройства, принципа работы и способов включения электрических машин позволяет ребятам в дальнейшем выполнять различные работы по подключению и наладке электрических машин переменного тока, как на рабочем месте, так и в быту.

Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до нескольких киловольт (для питания анода кинескопа через умножитель напряжения). В прошлом в основном применялись трансформаторы, работающие с частотой электросети, то есть 50 - 60 Гц. В схемах питания современных радиотехнических и электронных устройств (например в блоках питания персональных компьютеров) широко применяются высокочастотные импульсные трансформаторы. В прошлом сетевой трансформатор (на 50 - 60 Гц) был одной из самых тяжёлых деталей многих приборов. Дело в том, что линейные размеры трансформатора определяются передаваемой им мощностью, причём оказывается, что линейный размер сетевого трансформатора примерно пропорционален мощности в степени 1/4. Размер трансформатора можно уменьшить, если увеличить частоту переменного тока. Поэтому современные импульсные блоки питания при одинаковой мощности значительно легче. Трансформаторы 50 - 60 Гц, несмотря на их недостатки, продолжают использовать в схемах питания, в тех случаях, когда надо обеспечить минимальный уровень высокочастотных помех, например при высококачественном звуковоспроизведении.

Данные методическая разработка составлена для методически правильной организации лабораторного занятия по теме «Однофазный трансформатор». Целью лабораторного занятия для студентов является: изучить устройство, назначение, принцип работы и режимы работы однофазного трансформатора. Студенты приобретают навыки работы с лабораторным оборудованием, учатся собирать электрические по схеме, изображать схемы и строить характеристики электрических машин, находить закономерности изменения электрических величин и измерять электрические величины по цифровым электроизмерительным приборам. Современное оборудование позволяет достаточно безопасно, удобно и  наглядно выполнять лабораторные работы по электротехнике и электронике.

Технологическая карта лабораторного занятия №5

Разработал  ФИО ____________________А.Р. Таныгина______________________  Должность __________преподаватель

Наименование организации        ГОБПОУ «Грязинский технический колледж

Основная часть

1. Организационная часть занятия.

Приветствие студентов. Объявление темы урока и его вида (запись её на доске и слайде презентации). Раздача тетрадей для лабораторных и практических работ.

2. Мотивация деятельности

Преподавателю необходимо рассказать о практическом значении данной работы для общего развития студентов, а также для дальнейшей их профессиональной деятельности. Правильно направить их на качественное выполнение лабораторной работы. Охарактеризовать критерии оценивания работы и способы получения лучших результатов. Рассказать о цели лабораторной работы  и основных этапах её выполнения. Необходимо настроить студентов на то, чтобы они самостоятельно более подробно ознакомились с этапами лабораторной работы по инструкционной карте.

3. Актуализация опорных знаний

С помощью вопросов отраженных в подготовленной презентации организовать фронтальный опрос студентов, настроить их на получение новых знаний и на проверку на практике усвоенных теоретических знаний.   Вопросы необходимо составлять так, чтобы они были связаны с конкретной задачей занятия, а также чтобы они находились в контрольных вопросах, указанных в инструкционной карте. Это позволяет студентам легче и лучше разобраться во всех моментах работы, и выполнять работу уже полностью подготовленными к ней.

На данном этапе урока можно также повторить некоторые вопросы из лекции, например, те, которые конкретно связаны с целью данной лабораторной работы

 Вопросы к лабораторной работе: (слайд презентации)

• Что такое трансформатор?
• Где применяется трансформаторы?
• Как устроен однофазный трансформатор?
• Объяснить принцип работы однофазного трансформатора.
• Какие характеристики есть у однофазного трансформатора?

Повторение темы: (слайды презентации)

Режимы работы трансформатора

• Режим холостого хода
• Режим рабочий
• Режим короткого замыкания
• Режим холостого хода

Холостым ходом трансформатора называют режим работы, когда нагрузка на вторичной обмотке отсутствует, то есть Zн= ∞. При этом полезная мощность трансформатора равна нулю, так как ток во вторичной обмотке отсутствует. Мощность на входе трансформатора расходуется на тепловые потери в первичной обмотке и на магнитные потери в сердечнике.

• Режим рабочий

В рабочем  режиме во вторичную цепь подключена нагрузка RH. Значение RH влияют на КПД и изменение напряжения на зажимах вторичной обмотки.

С увеличением тока нагрузки от холостого хода до номинального значения напряжение на зажимах вторичной обмотки понижается из-за увеличения падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора.

При уменьшении нагрузки начинает сильно сказываться индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, и коэффициент мощности  и активная  мощность его снижается.  Следовательно и КПД тоже снижается.

При отсутствии нагрузки (при холостом ходе) трансформатор имеет очень низкий коэффициент мощности, что оказывает вредное влияние на работу источников переменного тока и электрических сетей 

• Режим короткого замыкания

В опыте короткого замыкания однофазного трансформатора вторичная обмотка закорачивается накоротко, то есть Zн=0, а напряжение вторичной обмотки U2=0. При этом напряжение первичной обмотки подводится пониженным, для того чтобы, не повредить трансформатор.

4. Инструктаж по порядку выполнения работы

Обязательно после того, как объявлена тема и цель урока, и проведена проверка и актуализация знаний студентов, необходимо провести инструктаж по технике безопасности и роспись студентов в специальном журнале по технике безопасности. Отметить отсутствующих. Ознакомить с инструкционной картой лабораторной работы. Проинструктировать по ходу выполнения работы. А также по оформлению отчета к работе в тетради или в учебной карте.

Инструктаж по технике безопасности я провожу перед каждой лабораторной работой, потому что в каждой работе есть особенности, которые необходимо отметить, разъяснить и провести инструктаж по технике безопасности. Например, в этой лабораторной работе используется источник питания на 220 В. Это значит, что и первичная обмотка однофазного трансформатора тоже будет находиться под высоким напряжением. Значит надо быть осторожным при сборке и работе с электрической цепью!!!

При выполнении данной работы необходимо рассказать о правилах поведения в лаборатории и правилах поведения при сборке электрической цепи. Правила техники безопасности изложены в приложении №1

5. Самостоятельное выполнение заданий

После инструктажа студенты приступают к оформлению отчетного материала и самостоятельному знакомству с целями и ходом лабораторной работы.

Преподаватель организует работу студентов по самостоятельному выполнению заданий. Подготовка к выполнению работы содержит в себе написание отчетного материала: темы, цель, оборудование, таблицы и схемы.

Для удобства и быстроты выполнения этой работы, я использовала раздаточный материал в виде учебной карты, которую студенты используют как рабочую тетрадь. В эту карту они вносят все свои измерения, расчеты, чертят схемы и графики. Содержание учебной карты изложено в приложении №2

Очень важно, чтобы ребята самостоятельно разбирались в схемах, умели собирать электрические цепи, и только потом задавали вопросы и просили проверить правильность сборки. Преподаватель проводит текущий инструктаж. Контролирует и корректирует деятельность обучающихся. После сборки схемы преподаватель подходит к каждой бригаде и проверяет правильность её сборки. Только после проверки разрешает студентам самостоятельно включить цепь в сеть. Ребята не должны бояться включать цепь, но осторожно с соблюдением всех требований техники безопасности. После подключения схемы к источнику питания, студента начинают выполнять работу, ориентируясь на указания в инструкционной карте. Но, при необходимости, помощь преподавателя должна присутствовать. Студенты измеряют электрические величины, меняют параметры цепи, заполняют таблицы данными. После проведенных измерений, они производят необходимые вычисления по формулам, указанным в инструкционной карте и также заполняют таблицу. Когда все измерения и вычисления произведены, они переходят к построению характеристик. В  результате построения, студенты должны самостоятельно обнаружить необходимую зависимость и сделать вывод по проделанной работе. Здесь преподаватель может напомнить ребятам некоторые моменты, изученные на лекции или вначале занятия, напомнить о цели данной работы и привести их к правильной формулировке вывода.

6. Оформление отчетного документа  

После всех измерений и вычислений, студенты, по указаниям преподавателя, оформляют отчетный документ, корректируют и дополняют его, приводят работу в порядок. Готовятся к ответам на контрольные вопросы и отвечают на них устно преподавателю.

7. Подведение итогов и рефлексия занятия

В конце лабораторного занятия преподаватель подводит итоги и выставляет оценки за проведенную работу. Рекомендуется похвалить тех, кто активно работал на занятии и сделать замечания тем, кто не совсем справился с работой. Также необходимо ещё раз озвучить цель и задачи работы и правильный вывод по работе. Преподаватель задает домашнее задание и оглашает оценки за занятие.  

Заключение

В ходе проведения лабораторного занятия мне хотелось бы отметить, то с каким интересом ребята выполняли её. Работа с оборудованием всегда вызывает у студентов больший интерес, чем сидеть на лекциях и конспектировать материал, ведь они могут проявить свои способности и на практике проверить какие-либо зависимости и законы.

Лабораторные работы необходимо проводить только после того, как студенты прослушают правила по технике безопасности и порядок выполнения работы. Необходимо расписать студентов в журнале по технике безопасности.

 В итоге, можно сказать, что в результате проведенной лабораторной работы цели занятия достигнуты, оценки за урок выставлены.

Приложение 1

Общие требования к технике безопасности при выполнении лабораторных работ.

1. Перед работой студенты должны пройти инструктаж по ее выполнению.
2. Не оставляйте рабочее место без разрешения преподавателя.
3. Размещайте на рабочем месте приборы, инструменты, материалы только в порядке, указанном преподавателем.
4. Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении работы.
5. Строго выполняйте правила техники безопасности, применяемые при выполнении работ.
6. Перед уходом из кабинета уберите свое рабочее место.

1. Требования к технике безопасности перед началом работы.

1. Проверить исправность оборудования. Неисправный инструмент заменить.
2. Все приборы должны быть заземлены.
3. Изоляция проводов, шнуров, щупов и т.п. должна быть без повреждений.
4. Обо всех замеченных неисправностях сообщить преподавателю и без его указания к работе не приступать.

2. Требования к технике безопасности во время работы.

1. Не оставляйте без наблюдения лабораторные стенды и макеты, находящиеся под напряжением.
2. Запрещается включать источники питания электроаппаратуры без разрешения преподавателя.

3. Требования к технике безопасности в аварийных ситуациях.

1. Если студент получил травму во время выполнения работы, необходимо:

- сообщить о случившемся и о характере травмы преподавателю;

- товарищи пострадавшего или преподаватель должны оказать первую медицинскую помощь.

2. В случае поражения электрическим током:

- отключить от сети макет;

- поставить в известность преподавателя;

- оказать первую медицинскую помощь.

- организовать сопровождение пострадавшего в лечебное учреждение, сообщить о происшедшем директору колледжа.

3. В случае возникновения пожара, необходимо:

- обесточить стенд;

- сообщить о возникновении пожара или возгорания преподавателю;

- под руководством преподавателя приступить к тушению очага пожара с помощью огнетушителей.

4. Требования к технике безопасности по окончании работы.

1. Сдать оборудование дежурному или преподавателю.
2. Убрать свое рабочее место.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ В ЛАБОРАТОРИИ

1. В целях предупреждения несчастных случаев напряжение выше 36 В следует считать опасным для жизни.
2. Начиная работу, студенты должны убедиться в том, что на лабораторном столе (вводные рубильники, пакетные выключатели) нет напряжения.
3. Составление, разборку или изменение схемы производят только с разрешения преподавателя.
4. Запрещается включать вновь составленную или измененную схему без предварительной проверки ее преподавателем.
5. Запрещается прикасаться к токоведущим частям и металлическим частям незаземленных электрических аппаратов, если на щите имеется напряжение.        
6. Все операции производить только одной рукой. При этом следует остерегаться прикосновений какой-либо частью тела к окружающим металлическим либо влажным предметам. Опасно, например, прикасаться одновременно к электрическим машинам, корпусу щита, водопроводным трубам, трубам центрального отопления или находиться на мокром либо цементном полу.
7. Перед включением напряжения следует убедиться в том, что все регулирующие аппараты находятся в исходном положении. После отключения напряжения необходимо немедленно восстановить на всех регулировочных аппаратах исходное положение.
8. Перед включением напряжения следует предупредить об этом всех участников работы. Необходимо убедиться, что никому из них не угрожает опасность попасть под напряжение.
9. Если при прикосновении к какой-либо части оборудования ощущается напряжение, то необходимо прекратить работу, выключить ток и вызвать преподавателя.
10. Если до или в ходе работы обнаружена неисправность оборудования, следует прекратить работу, отключить напряжение и сообщить преподавателю или инженеру о неполадках в работе. Устранять неполадки собственными силами запрещается.
11. При работе с цепями переменного тока, содержащими конденсаторы, следует соблюдать особую осторожность, имея в виду возможность значительного возрастания напряжения на отдельных участках по сравнению с напряжением источника тока вследствие возможного явления резонанса напряжений.
12. Следует остерегаться вращающихся частей машины. В связи с этим запрещается находиться в лаборатории в свободной одежде, с шарфами или шалями, с распущенными волосами, незакрепленным галстуком.
13. Запрещается приближаться к вращающейся муфте сцепления.
14. Запрещается прикасаться к приборам, находящимся на задней стенке щитов.
15. Запрещается студентам заходить за лабораторный стенд.
16. При необходимости пользоваться кнопкой аварийного срочного отключения.
17. Запрещается приступать к выполнению работы до тех пор, пока преподавателем не будет установлено, что студенту известны цель работы, метод ее выполнения, способ обращения с оборудованием, диапазон переменных величин и предполагаемые результаты.
18. Запрещается покидать лабораторию без разрешения преподавателя.
19. Запрещается оставлять без надзора установки, приведенные в рабочее состояние.
20. Перед началом работы следует распределить между членами бригады обязанности с таким расчетом, чтобы обеспечить соблюдение правил техники безопасности. Необходимо, например, обеспечить возможность быстрого аварийного отключения установки студентом, постоянно находящимся вблизи главного рубильника.
21. Рекомендуется останавливать агрегат всякий раз, когда возникает необходимость обсудить дальнейший план работы.
22. Запрещается переносить приборы с одного места на другое.
23. Запрещается трогать оборудование, неиспользуемое в данной работе.
24. После проработки настоящей инструкции на первом лабораторном занятии все студенты обязаны расписаться в лабораторном журнале по технике безопасности.
25. Без инструктажа и отметки в журнале преподавателю категорически запрещается допускать студента к лабораторным работам.