Методическая разработка урока по теме: "Приборы магнитоэлектрической системы".
план-конспект урока

Антонов Герман Евгеньевич,

Мастер производственного обучения

ГБПОУ МО «Павлово-Посадский техникум»

Тема урока: Приборы магнитоэлектрической системы. 

Тип урока: комбинированный

Вид урока: комбинированный

Формы и методы обучения: работа в группах, работа с текстом учебника, выполнение практических заданий, использование некоторых методов и приемов технологии развития критического мышления (модель ВЫЗОВ-ОСМЫСЛЕНИЕ-РЕФЛЕКСИЯ, технология совместного обучения, дифференциация заданий по способностям)

Межпредметные связи: физика, контрольно-измерительные приборы.

Цель занятия: получить умения и сформировать навыки сборки электрических схем, выполнения измерений в электрических цепях с помощью приборов магнитоэлектрической системы

Задачи занятия:

• образовательные – изучить устройство и измерительные системы  приборов, получить  понятия  о сборке электрических цепей, научиться выполнять электрические измерения;
• развивающие – стимулировать познавательную активность обучающихся, способствовать развитию интереса к учебной  дисциплине, умению формулировать и высказывать свои мысли, логически рассуждать, формированию самооценки;
• воспитательные – способствовать  развитию способности анализировать свою деятельность и деятельность других  членов  группы, формированию способностей в принятии совместного решения.

Задачи учебного  занятия способствуют  освоению  в  ходе урока профессиональным  и общим  компетенциям: ПК 2.3,  П.К 3.3, ОК 1-6

Используемый УМК:

• Бутырин П.А., Толчеев О.В., Шакирзянов Ф.Н., Электротехника, Москва, «Академия», 2019 год;
• электронный тест «Tester»;
• комплект принципиальных электрических схем;
• плакат «Магнитоэлектрический прибор».  

Необходимое оборудование и материалы:

- электроизмерительные приборы: миллиамперметр, авометр, омметр;

- лабораторное оборудование для сборки электрических цепей;

- элементы электрических цепей: лампы накаливания, резисторы, соединительные провода;

- персональные компьютеры для выполнения тестирования.

Время реализации занятия: 90 мин.

План проведения занятия                                    Таблица1

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Преподаватель. Роль измерений в быту и технике очень  важна, от правильно выполненных измерений зависит надежность работы электроустановки. Электромонтер должен хорошо разбираться в электроизмерительных системах приборов, производить испытание электрических цепей, чтобы определить качество ремонта, монтажа или  условия эксплуатации электрооборудования.

 Проведем  опрос по теме «Приборы электромагнитной системы», изученной  на прошлом уроке.

 Преподаватель озвучивает критерии оценивания ответа.

(Приложение № 1 «Критерии оценивания  устного ответа»).

Словами одобрения,  похвалы создается положительная мотивация для  студентов, желающих задать вопросы, самостоятельно подготовленные, либо отвечать на вопросы других обучающихся.

Перечень примерных вопросов:

-Где применяют электроизмерительные приборы?

-Опишите устройство и принцип действия приборов электромагнитной системы.

-Что применяют для гашения колебаний подвижной системы и стрелки прибора при выполнении измерений?

-Определите цену деления шкалы вольтметра;

-Охарактеризуйте электромагнитные приборы и найдите их на предложенной электросхеме.  (Приложение № 2 «Электрические схемы»).

Используя озвученные критерии оценки ответа, студенты самостоятельно проводят самоанализ подготовки домашнего задания.

3. Объяснение нового материала.

Преподаватель подводит студентов к постановке целей и задач текущего учебного занятия, они четко формулируются.

3.1 Преподаватель. Сегодня мы продолжим изучение электроизмерительных приборов и рассмотрим устройство,  работу  приборов магнитоэлектрической системы.

Преподаватель проводит параллель теоретического обучения с реальными производственными условиями, приводит примеры использования электроприборов при ремонте электропроводки, бытовых нагревательных приборов и т.д.

Преподаватель. Вам предстоит самостоятельная работа с учебником  Бутырина П.А., Толчеева О.В., Шакирзянова Ф.Н., Электротехника. Параграф 27. (Приложение 8, материал учебника).

 По мере чтения учебника  вы должны будете делать  пометки на полях. Пометки могут быть следующие:

- «+» - поставьте на полях, если то, что вы  читаете, соответствует тому, что вы знаете;

- «-» - поставьте  на полях, если то, что вы читаете, противоречит  тому, что вы знали или думали, что это знаете;

- «V» - поставьте на полях, если то,  что вы читаете, является новым;

- «?» – поставьте на полях, если то, что вы читаете,  является непонятным или вы хотели бы  получить более подробные  сведения  по данному вопросу.

Таким  образом, в процессе изучения материала  вы будете делать четыре типа пометок на полях, в соответствии со своими знаниями и  пониманием.

Корректировка знаний  осуществляется с помощью маркировочной таблицы.

После того, как  все участники закончат читать, действуйте следующим образом:

остановитесь и подумайте,  что вы прочли. Какие знания подтвердились, какие нет? А теперь каждый сделает индивидуальную таблицу пометок,  чтобы занести полученную информацию по категориям.

                                     Маркировочная таблица                             Таблица 2

И так далее по тексту.

Преподаватель: Обсудите в группах изученные материалы, по мере необходимости возвращаясь к тексту. Вначале рассмотрите те вопросы,  по которым имелось всеобщее согласие. Затем, обсудите разногласия,  и вопрос о том  разрешила ли,  полученная информация  все противоречия и неясности. Подготовьте общий ответ.

Преподаватель: Подведем итоги работы с учебником, для этого проведем компьютерное тестирование, ответив на изученные вопросы. (Приложение № 5 «Тестовые вопросы»)

3.2.  Создание ориентировочной основы деятельности.

Преподаватель  организует проведение  групповой фронтальной практической работы. Проводит инструктаж по ТБ. (Приложение № 4 «Правила техники безопасности при выполнении практических работ»).

Выдает задание на практическую работу, при этом предлагает разные уровни заданий. (Приложение № 6 «Электрические схемы»). Для активизации студентов преподаватель использует принцип связи обучения с жизнью, приводит примеры использования подобных электросхем подключения источников света в быту и на производстве.

Студенты изучают цену деления каждого прибора. Готовятся к самостоятельной работе, преподаватель выдает задания, студенты делятся на микрогруппы,  изучают рекомендации к выполнению практической работы.

3.3  Самостоятельная работа студентов по получению новых знаний.

- Студенты  изучают устройство авометра, собирают электрическую цепь. Преподаватель проверяет правильность соединения элементов цепи, проводит фронтальный опрос. Указывает на ошибки, которые могут допустить студенты (неверное включение лампы накаливания в цепь, ошибки при измерении сопротивления, напряжения).

- Устранение ошибок при сборке схем электрических цепей.

 - Далее проводятся измерения сопротивления нити лампы накаливания, определение обрыва в цепи электроприборов.

- Проводится текущий групповой инструктаж по установлению правильности выполнения работы (стрелка индикатора должна быть установлена на условный ноль отсчета; учащиеся при подключении щупов не должны держаться пальцами за металлические наконечники щупов).

- Проводится заключительный инструктаж, дается общая характеристика выполненной работы по рабочим группам в целом и каждого студента индивидуально.

 - Уборка приборов, рабочих мест.

4. Закрепление учебного материала.

4.1 Проверка уровня знаний по теме учебного занятия в форме эстафеты. Вопросы задаются по порядку, если один студент затрудняется ответить, вопрос переходит следующему. (Приложение 7. Вопросы для закрепления изученного материала).

4.2 Разбор типичных ошибок.

4.3 Подведение итогов урока. Рефлексия с помощью инструмента «PMI» (плюс, минус, интересно).

Преподаватель. Наше сегодняшнее занятие заканчивается. Подведем итоги.

Что вы сегодня нового узнали на уроке?

После выводов студентам предлагается заполнить таблицу. В графу «плюс» записывается все, что понравилось на уроке, информация и формы работы,  которые вызвали положительные эмоции, либо, по мнению студента, могут быть ему полезны для достижения каких-то целей. В графу «минус» записывается все, что не понравилось на уроке, показалось скучным, вызвало неприязнь, осталось непонятным, или информация, которая, по мнению студента, оказалась для него не нужной, бесполезной с точки зрения решения жизненных ситуаций. В графу «интересно» студенты вписывают все любопытные факты, о которых узнали на уроке и что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы к преподавателю.

                                      Рефлексия                                                      Таблица 3

4.4 Выставление итоговых оценок по результатам работы

5. Домашнее задание. 

Подготовить сообщение по теме (по выбору). (3 мин)

1. Виды электрических схем.

2. Приборы для контроля параметров электрических сетей.

3. Поверка электроизмерительных приборов.  

4. Способы сбережения электроэнергии в быту.

5. Измерители параметров безопасности электрооборудования (измерители напряжения, частоты, сопротивления изоляции, фазоуказатели).

Список литературы:

1. Бутырин П.А, Толчеев О.В. Электротехника – М:, Издательский центр «Академия», 2019г.

2. Костенко Е.М. «Монтаж, техническое обслуживание и ремонт промышленного и бытового электрооборудования» Практическое пособие (PDF-книга)

3. Макиенко Н.И. «Общий курс слесарного дела».- М.:В/Ш  2019 г.  (переиздание).
4. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. «Техническое обслуживание, ремонт электрообо-рудования и сетей промышленных предприятий». - М.: Академия, 2019

Приложение 1

Критерии оценивания  устного ответа

При оценке учитываются число и характер ошибок (существенные или несущественные).

Существенные ошибки связаны с недостаточной глубиной и осознанностью ответа (например, студент неправильно описал устройство, не объяснил принцип действия приборов, или не смог применить теоретические  знания для описания работы  электрической схемы, затрудняется определить цену деления прибора).

Несущественные ошибки определяются неполнотой ответа (например, упущение из вида какого-либо нехарактерного факта при описании устройства прибора, работы  электросхемы, незнание терминологии). К ним можно отнести оговорки, описки, небольшие неточности, допущенные по невнимательности).

Оценка устного ответа:

Оценка «5»:

• ответ полный и правильный на основании изученных теорий;
• материал изложен в определенной логической последовательности, используются технические термины;
• ответ самостоятельный.

Оценка «4»:

• ответ полный и правильный на основании изученных теорий;
• материал изложен в определенной логической последовательности, при этом допущены две-три несущественные ошибки, исправленные по требованию преподавателя.

Оценка «3»:

• ответ полный, но при этом допущена существенная ошибка или ответ неполный, несвязный.

Оценка «2»:            

• при ответе обнаружено непонимание студентом основного содержания учебного материала или допущены существенные ошибки, которые он не может исправить при наводящих вопросах преподавателя.

Приложение 2

Электрические схемы

Задание: Найдите на предложенных электрических схемах   приборы электромагнитной  системы и охарактеризуйте их.

Рис.1 Электрическая цепь постоянного тока с последовательным соединением элементов

Рис.2 Электрическая цепь с параллельным соединением элементов.

Рис. №3.  Электрическая цепь со смешанным соединением элементов

Приложение 3

При работе с учебником делайте  пометки на полях. Пометки могут быть следующие:

• «+» - поставьте на полях, если то, что вы  читаете, соответствует тому, что вы знаете;
• «-» - поставьте  на полях, если то, что вы читаете, противоречит  тому, что вы знали или думали, что это знаете;
• «V» - поставьте на полях, если то,  что вы читаете, является новым;
• «?» – поставьте на полях, если то, что вы читаете,  является непонятным или вы хотели бы  получить более подробные  сведения  по данному вопросу.

Корректировка знаний  осуществляется с помощью маркировочной таблицы.

После того, как  закончите читать, остановитесь и подумайте,  что вы прочли.  

Какие знания подтвердились, какие нет?

Сделайте  индивидуальную таблицу пометок, с тем, чтобы занести полученную информацию по категориям.

                                  Маркировочная  таблица                                   Таблица 2

Обсудите в группах изученные материалы, по мере необходимости возвращаясь к тексту. Вначале рассмотрите те вопросы, по которым имелось всеобщее согласие. Затем, обсудите разногласия,  и вопрос о том  разрешила ли,  полученная информация  все противоречия и неясности.

Приложение 4

Инструкция по технике безопасности при выполнении

лабораторных и практических работ

К выполнению лабораторных работ и сборке электрических схем допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и усвоившие все вопросы, связанные с применяемой аппаратурой и источниками питания.

Категорически запрещается произвольно включать и выключать электрическое оборудование и дотрагиваться до неизолированных частей лабораторных стендов и приборов.

Перед сборкой схемы необходимо убедиться, что лабораторный стенд отключен от электрической сети.

Собранная схема включается под напряжение после проверки её преподавателем и получения разрешения.

Запрещается определять наличие напряжения прикосновением рук к проводам и неизолированным частям электросхем. При проверке наличия напряжения следует пользоваться индикаторами напряжения (вольтметром или контрольной лампой).

При любой неисправности, в том числе и при исчезновении напряжения сети, рабочее место должно быть полностью обесточено.

В случае вывода из строя прибора или аппарата необходимо отключить стенд от сети и сообщить о неисправности преподавателю. Самостоятельный ремонт неисправных приборов и аппаратов категорически запрещается.

Разборка схем в конце работы может производиться только после проверки данных и получения разрешения преподавателя, при полном выключении всех источников питания.

В случае поражения электрическим током немедленно выключить стенд и оказать первую помощь пострадавшему.

При работе на ЭВМ запрещается приступать к составлению схемы без разрешения преподавателя, отключать компьютер и выполнять сохранение схемы без разрешения преподавателя.

Помните! Неправильное поведение и халатное отношение к правилам техники безопасности в лаборатории электротехники может привести к тяжёлым последствиям.

Приложение 5

Тестовые вопросы  к изученному материалу учебника

(выполняется на ПЭВМ)

1. Инструкция. Вставьте пропущенное слово:

В зазоре между полюсными наконечниками и цилиндрическим сердечником образуется сильное ….поле.

Варианты ответов:

А). Электрическое;

Б). Электромагнитное;

В). Магнитное.

2. Инструкция. Ответьте на вопрос: За счет чего происходит успокоение подвижной системы магнитоэлектрического прибора?

А). За счет вихревых токов;

Б). За счет гистерезиса;

В). За счет взаимоиндукции.

3.Инструкция. Ответьте на вопрос: Где применяют приборы магнитоэлектрической системы?

А). В счетчиках активной энергии;

Б). В ваттметрах;

В). В вольтметрах и амперметрах постоянного тока.

4. Инструкция. Из перечисленных выберите преимущества приборов магнитоэлектрической системы

А). Показания этих приборов  зависят от влияния внешних магнитных полей;

Б). Неравномерную шкалу измерений;

В). Большая точность, высокая чувствительность.

5.  Инструкция. Закончите фразу: В качестве измерительного прибора в омметре применяют …

А). Диодный мост;

Б). Миллиамперметр магнитоэлектрической системы;

В). Вольтметр магнитоэлектрической системы.

Приложение 6

Рис. 4 Электрические схемы для выполнения практической работы

Рис. 5 Электрическая схема включения  электроприемников

Приложение 7

Вопросы для закрепления, изученного материала

Проводится в форме эстафеты. Вопросы задаются по порядку, если один студент затрудняется ответить, вопрос переходит следующему.

1. На чем основан принцип действия прибора магнитоэлектрической системы?

2. Где укреплена стрелка прибора?

3. Что применяют для противодействия вращению катушки прибора?

4. Как влияют внешние магнитные полей на показания приборов магнитоэлектрической системы?

5. Какими способами можно определить сопротивление проводника (резистора)?

6. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

7. Что является источником тока в омметрах?

8. Какая будет сила тока, если накоротко замкнуть между собой зажимы омметра?

9. Для чего предназначен прибор авометр (тестер)?

10. Токи, каких значений  можно измерить авометром?

Приложение 8 

Прибор магнитоэлектрической системы (материал учебника)

Принцип действия магнитоэлектрической системы основан на явлении взаимодействия проводника с током и магнитного поля магнита.

На рис. схематически представлено устройство прибора магнитоэлектрической системы.

Рис.6  Устройство  магнитоэлектрического  прибора

Около полюсных наконечников 2 постоянного магнита 1 неподвижно укреплен стальной цилиндрический сердечник 3. В зазоре между полюсными наконечниками и цилиндрическим сердечником образуется сильное магнитное поле.

В этом зазоре находится подвижная катушка 4, представляющая собой легкую алюминиевую рамку, обмотанную тонким изолированным проводом; на ее торцовых сторонах укреплены полуоси 5, упирающиеся в подпятники 6. На одной полуоси жестко укреплена стрелка 7. Конец стрелки может свободно перемещаться над шкалой 8 с делениями. Две спиральные пружины 9 служат для противодействия вращению катушки, а также обеспечивают электрическое соединение обмотки рамки с внешней цепью. Для этого к одной пружине припаивается начало обмотки, а к другой - ее конец. Наружные концы пружин соединяются проводниками с зажимами прибора.

Успокоение подвижной системы прибора происходит за счет вихревых токов, которые возникают в алюминиевом каркасе рамки при ее движении в магнитном поле.

Приборы магнитоэлектрической системы применяются в гальванометрах, вольтметрах и амперметрах постоянного тока. Показания этих приборов не зависят от влияния внешних магнитных полей. Они мало расходуют энергии при работе, имеют быстрое успокоение, большую точность, высокую чувствительность, равномерную шкалу измерений.

Определить сопротивление проводника (резистора) можно путем измерения силы тока и напряжения на нем  с последующим вычислением на основе закона Ома для участка цепи: R=U/I, где R - сопротивление проводника, U - напряжение, I - сила тока. Однако непосредственное измерение электрического сопротивления удобнее производить с помощью омметров и мегомметров. Принцип работы этих приборов одинаков. В качестве измерительного прибора в омметре применяют миллиамперметр магнитоэлектрической системы. Источником тока служит сухой гальванический элемент. Если накоротко замкнуть между собой зажимы омметра, то сила тока будет наибольшей. При подключении к зажимам резистора, сопротивление которого нужно измерить, ток в цепи будет уменьшаться. При разомкнутой внешней цепи ток будет равен нулю.

Таким образом, о значении измеряемого сопротивления можно судить по значениям силы тока, показываемого миллиамперметром, проградуированным в омах. При этом нулевая отметка шкалы у омметра находится не слева, как у амперметра или вольтметра, а справа, так как сила тока наибольшая тогда, когда внешнее сопротивление равно нулю.

Наибольшее применение в практике находит простой и универсальный прибор - авометр (его в обиходе называют тестером). Он объединяет три прибора: амперметр, вольтметр и омметр. Авометр позволяет измерять ток до 500 мА и напряжение до 500В в цепях постоянного и переменного тока, сопротивление от 1 до 1 000 000Ом.