МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ
методическая разработка на тему

Тема ОУЗ: "Расчет электрической цепи с несинусоидальным напряжением

Скачать:


Предварительный просмотр:

Министерство образования Сахалинской области

ГБПОУ «Сахалинский промышленно-экономический техникум»

ПЦК технических дисциплин

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ОТКРЫТОГО УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

на тему: Расчет электрической цепи с несинусоидальными  напряжениями

по учебной дисциплине ОП 02. Основы электротехники

для студентов второго курса специальности:

специальность 16.02.15 «Компьютерные системы и комплексы»

Разработчик: Н.Ф.Зубова        

Рассмотрено на заседании ПЦК ТД

Протокол № 1от « 6 » сентября 2016 г.

ППЦК ТД                 Л.А. Иванова

Южно-Сахалинск, 2016

Расчет электрической цепи с несинусоидальными  напряжениями

Зубова Н.Ф. преподаватель высшей квалификационной категории

 ГБПОУ СПЭТ, г. Южно- Сахалинск.

Тема учебного занятия “Расчет электрической цепи с несинусоидальными  напряжениями” входит в тему “Электрические цепи с периодическими напряжениями и токами” общепрофессиональной дисциплины «Основы электротехники» профессионального цикла, который является частью программы подготовки специалистов среднего звена по специальности  230113 (09.02.01) «Компьютерные системы и комплексы. ОПД рассчитана на максимальную учебную нагрузку 174 часа, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 116 часов, самостоятельной работы обучающегося 58 часов.

Основной целью подготовки по общепрофессиональной дисциплине «Основы электротехники» профессионального цикла  является умение применять на практике основные определения и законы теории электрических цепей; а также формирование общих и профессиональных компетенций, необходимых современным специалистам, отвечающим требованиям ФГОС СПО и запросам работодателей. Общепрофессиональная дисциплина «Основы электротехники» профессионального цикла  изучается на II курсе ступени СПО.

В данной методической разработке показана возможность использования деятельностно-компетентностного подхода для успешного освоения учебного материала по теме Расчет электрической цепи с несинусоидальными напряжениями, который направлен на формирование общих и профессиональных компетенций.

В методическую разработку учебного занятия входят:

  • Пояснительная записка;
  • Педагогическая структура учебного занятия;
  • Методическая структура учебного занятия;
  • Приложения.

Структура учебного занятия:

  • Организация начала занятия;
  • Основная часть: подготовка к основному этапу занятия, актуализация знаний обучающихся, усвоение новых знаний, первичная проверка понимания, контроль усвоенных знаний и освоенных умений, подведение итогов занятия;
  • Информация о домашнем задании;
  • Рефлексия.

Для реализации целей занятия использованы элементы информационно-коммуникационных технологий: изучение нового материала по теме с использованием электронного образовательного ресурса «Электротехника и электроника»  а также самостоятельный поиск материала для подготовки презентаций с использованием интернетисточников.

К результатам занятия относим:

  • усвоение обучающимися знаний методов расчета электрических цепей;
  • овладение обучающимися умениями учитывать на практике свойства нелинейных электрических цепей;
  • развитие у обучающихся умения осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

В результате выполнения обучающимися теоретических и практических заданий формируются не только профессионально важные умения, знания и практический опыт, но и морально-этические и мотивационные качества личности, а также навыки коллективного мышления. Психологическое созревание личности связано с открытием и усвоением ценностей, норм, требований и правил общества. Сформированные личностные ценности будут являться важным фактором процесса социализации, посредством которого выпускники становятся полноправными членами общества во всей полноте социальных взаимоотношений.

Список литературы по теме:

Основная литература:

  1. Гальперин М.В. Электротехника и электроника: Учебник / М.В. Гальперин. - М. : ФОРУМ:ИНФРА-М, 2013. - 480с. - (Профессиональное образование

Дополнительная литература:

  1. Немцов М.В. Электротехника: Учебное пособие / М.В. Немцов, И.И. Светлакова. - 4-е изд. - Ростов н/Д : Урал-Советы, 2009. - 571с. - (Среднее профессиональное образование)

3.Мартынова И.О. Электротехника: Учебник /И.О.Мартынова.-М.:КНОРУС, 2012.-224с


ПЛАН УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

Тема занятия: Расчет электрической цепи с несинусоидальными напряжениями

Результаты занятия:

  • усвоение обучающимися знаний методов расчета электрических цепей;
  • овладение обучающимися умениями учитывать на практике свойства  нелинейных электрических цепей;
  • развитие у обучающихся умения осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

Цели:

Обучения

-усвоить знания методов расчета электрических цепей;

-обеспечить овладение обучающимися умением учитывать на  практике свойства  нелинейных электрических цепей;

  • Способствовать усвоению обучающимися знания методов расчета электрических цепей;
  • Способствовать  овладению обучающимися умением учитывать на  практике свойства  нелинейных электрических цепей;
  • Способствовать развитию у обучающихся умения осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

воспитания

  • создать условия для проявления у обучающихся ответственности, инициативности при подготовке к занятию и в ходе его проведения;
  • содействовать развитию у обучающихся чувства взаимовыручки при совместной работе в парах; позитивного опыта общения;

развития

  • создать условия для развития познавательной активности, творческого мышления у обучающихся.

В результате изучения темы обучающийся должен:

Уметь

- учитывать на практике свойства нелинейных электрических цепей;

Знать

- методы расчета электрических цепей;

Тип занятия: комбинированное учебное занятие

Формируемые общие компетенции:

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК.5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК.6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

Формируемые профессиональные компетенции:

ПК 1.1. Разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции.

Методы обучения:

  • словесные;
  • Объяснительно-иллюстративные;
  • частично-поисковые при подготовке к уроку и в ходе ответов на устные вопросы и на тестовые задания.

Форма обучения: фронтальная, индивидуальная, работа в группе.

Средства обучения:

  • учебно-методический комплекс “Основы электротехники”;
  • проектор, экран; ПК;
  • электронного образовательного ресурса «Электротехника и электроника»;
  • презентация по теме «  Расчет электрической цепи с несинусоидальными  напряжениями»
  • проверочное задание.


ХОД УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

Основное содержание учебного материала

Деятельность
преподавателя

Деятельность обучающихся

Метод
деятельнос

ти

Средства

Форма деятельности

1. Организация начала занятия

Приветствие, проверка  готовности к занятию

Готовятся к работе на занятии

Фронтальная

  1. Подготовка к основному этапу занятия.

Мотивация учебной деятельности.

Сообщает тему занятия, которая отражена на слайде.
Предлагает каждому обучающемуся поставить для себя цель, которую необходимо достигнуть в ходе занятий

Записывают тему занятия в тетради.
Каждый определяет для себя цель, которую. необходимо достигнуть в ходе занятия, готов осуществлять активный поиск информации

Словесный

ПК, видео-проектор,
мультимедийная призентация

3. Актуализация знанийобучающихся

Фронтальная

3.1 Вопросы обучающимся:
1. Объясните разницу между понятиями – переменный ток, несинусоидальнй (периодический) ток,синусоидальный ток. "
2. Когда в цепи возникает несинусоидальный ток?

3. Назовите аналитическое выражение несинусоидальной функции

4. Напишите ряд Фурье и назовите его основные составляющие

5.С какими периодическими функциями чаще всего приходиться встречаться в электронике?

Обеспечивает  актуализацию изучаемого материала.
Задает вопросы и корректирует ответы обучающихся.

Отвечают на вопросы:
1. Переменный ток – мгновенные значения изменяются с течением времени;

несинусоидальнй (периодический) ток мгновенные значения изменяются с течением времени по периодическим законам отличным от синусоидального;-

синусоидальный ток. "- мгновенные значения изменяются с течением времени по закону синусоидальной функции.
2.Две причины: в цепи с линейными элементами действует несинусоидальное напряжение(эдс); или в цепи

 с синусоидальным источником  включены элементы с нелинейной ВАХ.

3. Ряд Фурье

4. y = A0   + A1 sin(ωt+ψ1) + A2 sin(2ωt+ψ2) + A3  sin(3ωt+ψ3)..+.. Ak  sin(kωt+ψk) где

A0   - постоянная составляющая;

Ak  -амплитуды гармонических составляющих;

ψk –начальные фазы гармоник;

. Ak  sin(kωt+ψk) –высшая гармоника - синусоидальная функция с частотой кратной основной

5.С симметричными несинусоидальными функциями.

Словесный

Перечень вопросов

Фронтальная

групповая

3.2. Анализ функций по графику

Демонстрирует рисунок графика периодической
функции.
Вопросы обучающимся:
1. Назовите относительно какой оси симметрична функция.
2.Каким уравнением характеризуеться этот график?
3. Каким видом тригонометрического ряда выражается эта кривая?

Проводят анализ функций по графику, отвечают на вопросы:

1. Симметрия относительно оси абсцисс  y(ωt) = -y  (ωt + π)

y =  A1 sin(ωt+ψ1) +  + A3  sin(3ωt+ψ3).+ A5  sin(5ωt+ψ5)…

2. Симметрия относительно оси ординат

 y(ωt) = y  (-ωt )

Такую симметрию имеет ток в нагрузке схемы однополупериодного выпрямителя.

 y = A0   + C1   cos ωt + C2 cos 2 ωt  + C3  cos3 ωt ….

3. Симметрия относительно начала координат

y(ωt) =- y  (-ωt )

y =B1 sin ωt + B2 sin 2ωt + B3  sin 3ωt..+.. Ak  sin kωt

Частично-поисковый

ПК, видео-проектор,
мультимедийная призентация

Фронтальная групповая

4. Первичное усвоение новых знаний

4.1 Сообщение новых знаний:
действующая величина несинусоидального тока и мощность цепи

Организует изучение нового материала с использованием дидактического раздаточного материала После самостоятельного изучения обучающимися нового материала задаёт вопросы:

1. Из какого условия определяют действующее значение несинусоидального тока?

2. Напишите формулы для расчета действующее значение несинусоидального тока  и напряжения

3. Назовите характеристики несинусоидального тока  

4. Определение и формула для расчета активной мощности в электрической цепи при несинусоидальном токе.

Слушают преподавателя, записывают основные положения в тетради

Самостоятельно изучают материал по теме с использованием раздаточного материала Отвечают на вопросы, делают записи в тетради:

I = √I0 2+ I1 2+ I22 + I3 2…+ Ik2

Словесный.

Самостоятельная
работа с источником информации. Обсуждение в группе объема ответа на поставленные вопросы

ПК, видео-проектор,
мультимедийная призентация"

Фронтальная

Парная
Фронтальная

4.2 Расчет электрических цепей с несинусоидальными э.д.с. и токами.

4.2.1.Применение принципа наложения.

4.2.2.Сопротивление цепи

Излагает новый материал

 используя электронный образовательный ресурс и презентацию к уроку

Обучающиеся внимательно слушают.
Основные определения и формулы записывают в тетради

Наглядный

ПК, видео-проектор, мультимедийная презентация

Индивидуальная.
Фронтальная

4.3 Пример расчета электрических цепей с несинусоидальными э.д.с. и токами.

Организует представление презентации Пример расчета электрических цепей с несинусоидальными э.д.с. и токами"(Приложение Б)

Обучающиеся анализируют пример расчета электрических цепей с несинусоидальными э.д.с. и токами. записывают в тетради

Наглядный

ПК, видео-проектор, мультимедийная презентация

Индивидуальная.
Фронтальная

5. Первичная
проверка понимания. Выполнение практического задания (ПЗ)

Проводит инструктаж по выполнению ПЗ
Решить задачу 23.7.
для цепи с активно – емкостной (четные варианты) и активно – индуктивной ( нечетные варианты) нагрузками

Учувствуют в обсуждении итогов выполнения практического задания

Практический.
Словесный

ПК, видео-проектор, мультимедийная презентация.

Индивидуальная.
Фронтальная

6. Контроль усвоенных знаний и освоенных умений

6.1 Проведение  контроля

Проводит инструктаж по выполнению
контрольного задания (Приложение А)

Выполняют  задание

Практический

Задания тестового
контроля, разработанные в УМК "Основы электротехники"

Индивидуальная.

6.2 Подведение итогов
контроля

Сообщает итоги тконтрольного задания

Слушают преподавателя

Словесный

Индивидуальная

7. Подведение
итогов занятия.
Анализ и оценка успешности достижения поставленных целей.

Анализирует и оценивает успешность достижения поставленных целей.
Подводит итоги работы на занятии

Получают информацию о результатах работы

Словесный

Фронтальная

8. Информация о
домашнем задании

Обеспечивает понимание цели и содержания домашнего задания

Слушают инструктаж о домашнем задании,

Словесный

ПК, видео-проектор, мультимедийная презентация

Фронтальная

9. Рефлексия

Задаёт вопросы обучающимся:
1. Достигли ли вы цели, поставленной в начале занятия?
2. Поставьте заключительную оценку своей деятельности на занятии.
3. Был ли полезен для вас урок?
4. Какие новые знания вы приобрели?
5. Какие развили умения?
 2.  Прием «Светофор»

В  конце  учебного  занятия  студентам

предлагается выбрать один из цветов светофора, определяя свое  мнение о

работе во время учебного процесса:

Зелѐный цвет  –  «Во время учебного занятия  мне было всѐ  понятно. Я со

всеми   заданиями  справился  самостоятельно»/  «я  удовлетворен  учебным

занятием»;

Жѐлтый цвет  –  «Во время учебного занятия мне почти всѐ было понятно.

Не всѐ получалось сразу, но я всѐ равно справился с заданиями»;

Красный  цвет  –  «Помогите!  Мне  многое  непонятно!  Мне  требуется

помощь!»?

Отвечают на вопросы.
Делают вывод

Словесный

Записи в
тетрадях

Фронтальная


Приложение А

 Проверочное задание по теме

«Расчет электрической цепи с несинусоидальными  напряжениями»

(Разработано в УМК)

  1. Назовите принцип, лежащий в основе расчета линейной электрической цепи с несинусоидальной э.д.с., и алгоритм его использования.

(8 баллов)

  1.  Формула для расчета индуктивного сопротивления kой – гармоники.

(3 балла)

  1.  Формула для расчета емкостного сопротивления kой – гармоники.

(3 балла)

Эталон

1. Принцип наложения.

- Представляем несинусоидальную э.д.с. в виде:

e = E0+  e1  + e2 + e3 +….

-Рассматриваем действие каждого источника в отдельности и определяем составляющие тока от каждого источника в отдельности выполняя расчет известными методами, результирующий ток определям по формуле:

i = I0+  i1  + i2 + i3 +….

-Важно помнить реактивные сопртивления зависят от частоты, поэтому для каждой гармонической составляющей нужно определять сопротивления цепи.

2. XkL = kωL, где

k - номер гармоники,

ω - циклическая частота

L -  индуктивность катушки

3. Xkc = 1  ̷ kωC, где

k - номер гармоники,

ω - циклическая частота

С - емкость конденсатора

 Критерии оценки

9-10 баллов – оценка «3»

11-14 баллов – оценка «4»

15-16 баллов – оценка «5»


 


Предварительный просмотр:


Подписи к слайдам:

Слайд 1

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ Э.Д.С. И ТОКАМИ Открытый урок по ОПД «Основы электротехники» ПЦ специальности 09.02.01Компьютерные системы и комплексы гр ОВ-1301

Слайд 2

В результате изучения темы студент должен: Уметь - учитывать на практике свойства нелинейных электрических цепей; Знать - методы расчета электрических цепей;

Слайд 4

Функция, симметричная относительно оси абсцисс y ( ωt ) = - y ( ωt + π ) y = A 1 sin(ωt+ψ 1 ) + A 3 sin(3ωt+ψ 3 )+ A 5 sin (5 ωt + ψ 5 )…

Слайд 6

Функция, симметричная относительно оси ординат y ( ωt ) = y (- ωt ) Такую симметрию имеет ток в нагрузке схемы однополупериодного выпрямителя. y = A о + C 1 cos ωt + C 2 cos 2 ωt + C 3 cos3 ωt

Слайд 8

Функция, симметричная относительно начала координат y ( ωt ) =- y (- ωt ) y =B 1 sin ωt + B 2 sin 2ωt + B 3 sin 3ωt..+.. B k sin kωt

Слайд 9

Действующая величина несинусоидального тока Действующая величина несинусоидального тока является средней квадратичной из постоянной составляющей и действующих величин синусоидальных составляющих этого тока . .

Слайд 10

Действующие величины несинусоидальных токов и напряжений измеряются электроизмерительными приборами тепловой, электро­магнитной и электродинамической систем.

Слайд 11

Мощность в электрической цепи при несинусоидальном токе Активная мощность в цепи несинусоидального тока равна сумме активных мощностей, соответствующих постоянной составляющей и отдельным гармоникам. Этот вывод распространяется на любые цепи (линейные и нелинейные). Р = Р о + Р 1 + Р 2 + Р 3 …..+Р k

Слайд 12

Применение принципа наложения Источник несинусоидальной э. д. с. можно представить как последовательное соединение источника постоянной э. д. с. и источников синусоидальных э. д. с. с соответствующими частотами. e = E 0 + e 1 + e 2 + e 3 +…. Рассматривая действие каждого источника в отдельности, можно определить составляющие тока во всех участках цепи, выполняя расчет известными методами. Мгновенная величина общего тока в любом участке цепи равна алгебраической сумме мгновенных токов от каждого источника: i = I 0 + i 1 + i 2 + i 3 +….

Слайд 13

Расчет линейной цепи с несинусоидальной э. д. с. сводится к решению нескольких задач: определение одной постоянной составляющей определение ряда синусоидальных составляющих тока, число которых равно числу синусоидальных составляющих э. д. с

Слайд 14

Решая эти задачи, нужно помнить, что реактивные сопротивления зависят от частоты. Поэтому для каждой гармонической составляющей нужно определять сопротивления цепи.

Слайд 15

Тестовое задание по теме « Расчет электрической цепи с несинусоидальными напряжениями» 1. Назовите принцип лежащий в основе расчета линейной электрической цепи с несинусоидальной э.д.с. и алгоритм его использования. (8 баллов)

Слайд 16

Тестовое задание по теме « Расчет электрической цепи с несинусоидальными напряжениями» 2. Формула для расчета индуктивного сопротивления k ой – гармоники. (3 балла) 3. Формула для расчета емкостного сопротивления k ой – гармоники. (3 балла)

Слайд 17

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ 1. Принцип наложения. Представляем несинусоидальную э.д.с.в виде: e = E 0 + e 1 + e 2 + e 3 +…. Рассматриваем действие каждого источника в отдельности и определяем составляющие тока от каждого источника в отдельности выполняя расчет известными методами, результирующий ток определяем по формуле : i = I 0 + i 1 + i 2 + i 3 +….

Слайд 18

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ 2. X kL = kωL, где k - номер гармоники, ω - круговая частота(угловая скорость) L - индуктивность катушки 3. X kc = 1 ̷ kωC, где k - номер гармоники, ω - круговая частота (угловая скорость) С - е мкость конденсатора

Слайд 19

Тестовое задание по теме « Расчет электрической цепи с несинусоидальными напряжениями» Критерии оценки 8-10 баллов – оценка «3» 11-12 баллов – оценка «4» 13-14 баллов – оценка «5»

Слайд 20

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ Работа с конспектом. Подготовка к экзамену: Презентация темы «Трехфазные цепи переменного тока»

Слайд 21

Светофор мнение о работе во время учебного процесса: Зелѐный цвет – «Во время учебного занятия мне было всѐ понятно. Я совсеми заданиями справился самостоятельно»/ «я удовлетворен учебным занятием»; Жѐлтый цвет – «Во время учебного занятия мне почти всѐ было понятно. Не всѐ получалось сразу, но я всѐ равно справился с заданиями»; Красный цвет – «Помогите! Мне многое непонятно! Мне требуется помощь!»


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Методическая разработка открытого учебного занятия по БЖД "Первая доврачебная помощь при переломах"

Методическая разработка предназначена для преподавателей ОБЖ и БЖД...

Методическая разработка открытого учебного занятия по дисциплине ОГСЭ.03 «Иностранный язык» Тема: «Наука и техника. Великие учёные России и Великобритании. Пассивный залог (грамматические времена)»

Методическую разработку данного открытого урока можно использовать на занятиях по английскому языку как для 2 - го, так и для 3- го курсов....

Методическая разработка открытого учебного занятия

Методическая разработка открытого учебного занятия по теме Технологическая схема тепловой электрической станции на твердом топливе» по МДК.04.01 Основы контроля технологических процессов и управ...

Методическая разработка открытого учебного занятия по дисциплине ОП.14 "Предпринимательство в сфере сервиса"

Занятия проводится в форме деловой игры . Содержание учебного занятия определенно видами профессианальной деятельности выпуснико ....

Методическая разработка открытого учебного занятия по дисциплине ОП.04 "Материаловедение"

Открытое занятие по теме "Сплавы цветных металлов" проводится в форме комбинированного занятия : актуализация полученных ранние знаний, умений и навыков обучающихся, изучение нового материал...