ПРОГРАММА предметного кружка «Резонанс»
материал

СОГБПОУ «Рославльский многопрофильный колледж»

ПРОГРАММА

предметного кружка «Резонанс»  

Преподаватель                   Юденич Л.М.

Рославль

«Если ты не можешь быть сосной на вершине холма,

Будь маленьким деревцем в долине, но только самым лучшим деревцем.

Будь кустиком, если не можешь быть деревцем.

Будь травой у дороги и дай отдых усталому путнику.

Если ты не можешь быть солнцем, будь звездой на небе.

Только найди свое дело и старайся стать самым лучшим.»

(Д. Меллох)

Жизнь современного человека немыслима без использования электрической энергии, знать основы электротехники теперь необходимо практически каждому человеку.

Кружок «Резонанс» предназначен для обучающихся в колледже. Он опирается на материал, изученный на уроках физики, электротехники. В план работы кружка входят вопросы, которыми студенты активно интересуются и которые имеют реальное практическое применение, но на их рассмотрение не хватает времени на занятиях. Он позволяет студентам ознакомиться с практической стороной темы «Электрический ток».

Расширение физических знаний студентов в этой области поможет осознать им практическое значение электротехники, оценить границы применимости данной дисциплины, понять ее связь с окружающим миром и ее практическое значение в быту. Работа кружка подводит обучающихся к необходимости повторить изученный материал, что способствует его закреплению и облегчит повторение при подготовке к экзамену. В процессе работы кружка студенты повторяют закон Ома, правила расчета основных физических величин (сопротивления, силы тока, работы и мощности тока), правила работы с лабораторным оборудованием, правила техники безопасности при работе с электрооборудованием, закрепляют навыки выполнения лабораторных и практических работ. Практические занятия, сопровождаемые беседами руководителя и докладами обучающихся, знакомят кружковцев с некоторыми основами электротехники, с настоящими техническими машинами и приборами и прививают им навыки в обращении с электротехническим оборудованием.

Цели, стоящие перед кружком:

• создание возможностей творческого развития студентов;
• развитие креативности мышления.
• проявить  уобучающихся интерес к технике,
• развить  у кружковцев способностей к самостоятельному  мышлению, расширить кругозор по общетехническому направлению,
• формирование умений и навыков применения знаний, полученных на уроках электротехники в быту;
• формирование и развитие у обучающихся интеллектуальных знаний, мыслительных и коммуникационных навыков;
• воспитание познавательной активности, готовности к профессиональной адаптации, стремления к непрерывному профессиональному образованию.

Задачи кружка:

• развитие склонности к изучению электротехники и других дисциплин;
• развитие творческих способностей, осознанных мотивов учения;

• создание необходимых условий для пробуждения интересов обучающихся к познанию и созиданию, развития их креативного потенциала;
• приобщение обучающихся к труду, приобретение трудовых и профессиональных навыков, воспитание позитивного отношения к труду;
• приобщение обучающихся к прогрессивным научным знаниям через изучение основ технических наук;
• индивидуальная работа с одаренными обучающимися, помощь в самореализации их личностей.

Работа данного кружканаправлена на углубление и совершенствование знаний обучающихся, развитие практических умений, навыков в области электричества, а также уточнение способностейобучающихся осваивать электротехнику на повышенном уровне. Достичь этого предлагается путем решения экспериментальных, расчетных, качественных, графических задач.

Программа включает в себя входное и итоговое тестирование, решение задач, экспериментальные задания, что позволит (сформировать умения) проверить способности обучающихся к исследовательской деятельности, анализу, синтезу, умение математической обработки данных.

Средства обучения: тесты; тексты задач; мел; доска; электротехническое оборудование к экспериментальным занятиям.

В результате обучения студенты

должны знать

1. принципы производства, передачи и использования электрической энергии;
2. причины и пути предупреждения электротравматизма;
3. элементную базу электротехники;
4. принципы построения электрических схем;
5. основные понятия и законы электротехники.

должны уметь:

1. составлять и читать простые электрические схемы;
2. собирать по схемам простые электрические цепи методом пайки;
3. проводить измерение основных параметров электрического тока;
4. разбираться в маркировке различных элементов РЭА;
5. оказывать первую доврачебную помощь пострадавшим от электрического тока.

Критерии эффективности работы кружка:

1. Количество членов кружка;

2. Регулярность посещения обучающимися занятий кружка;

3. Качество выполняемых заданий;

4. Количество выполненных заданий самостоятельно;

5. Самостоятельность в разработке проекта, его выполнении и защите;

6. Оценка участия работ кружковцев в конкурсах и олимпиадах.

Ожидаемые результаты:

• увеличение числа обучающихся, охваченных организованным досугом;
• воспитание уважительного отношения к своему учебному заведению, микрорайону, городу, чувства гордости;
• воспитание у студентов толерантности;
• навыков здорового образа жизни;
• формирование чувства гражданственности и патриотизма, правовой культуры;
• развитие социальной культуры обучающихся через систему самоуправления.

Требования к материально-технической базе.

В процессе работы кружка потребуется кабинет, оборудованный стандартным комплектом типового учебно-лабораторного оборудования «Измерение электрических величин». В процессе выполнения лабораторных работ и практических заданий будет использоваться следующее оборудование:

• трансформаторы лабораторные;
• лампы накаливания;
• резисторы;
• реостаты;
• амперметры и вольтметры;
• соединительные провода;
• плавкие вставки;
• электродвигатели и пр.

В случае отсутствия в кабинете стационарного электрооборудования, в качестве источников электропитания можно использовать аккумуляторы или батарейки.

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИИ ПЛАН

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Тема 1. Вводное занятие (2 часа).

Анкетирование студентов с целью выявления к научной (интеллектуальной), творческой деятельности студентов. Тематика вопросов, изучаемых на занятиях в кружке «Резонанс». Требования к членам кружка. Цели и задачи кружка. Форма подведения итогов работы кружка. Инструктаж по технике безопасности. Причины травматизма и меры по его предупреждению. Виды травм. Пожарная безопасность, причины возникновения пожаров в мастерских, лабораториях, на технике, меры по их предупреждению. Правила поведения при пожаре. Меры по обеспечению пожарной безопасности, пути эвакуации. Основные правила по обеспечению электробезопасности. Правила пользования электроинструментом. Правила техники безопасности в домашних условиях и при выполнении электротехнических работ. Отключение электросети и правила тушения электроустановок. Возможные действия электротока. Виды электротравм. Оказание первой помощи при ожогах и электротравмах.

Повторение понятий: электрический ток, сила тока, напряжение, источники тока. Короткое замыкание. Схемы электрических соединений, виды электрических схем, условие, графическое обозначение в электрических схемах, правила выполнения схем. Выдача тем докладов, рефератов, творческих работ и проектов.

Тема 2. Электроизмерения. (2 часа).

Измерение основных электрических величин: напряжение, сила тока, сопротивление. Способы измерений. Единицы измерения. Стрелочные и цифровые приборы для измерения физических величин.Электрические измерительные приборы: амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчик электроэнергии, условные графические обозначения, способы измерения электрических величин. Расчет расхода электроэнергии в течение суток.

Тема 3. Лабораторная работа №1. Ознакомление с устройством мультиметра. Измерение электрических величин мультиметром. Собрать несколько различных электрических цепей из приборов для лабораторных работ и измерять в этих цепях электрические величины.

Тема 4. Элементы электрической цепи. (2 часа).

Источники питания электрические. Старое и новое об элементах и батареях. Аккумуляторы. Проводники и изоляторы.Виды соединения потребителей. Резистор. Переменное проволочное сопротивление – реостат.

Тема 5. Электротехнические материалы и изделия. (2 часа).

Проводниковые материалы (свойства, виды, применение). Электроизоляционные материалы (свойства, виды, применение). Провода и кабели: установочные обмоточные провода (маркировка, устройство провода, назначение), расчет проводов и кабелей, соединение проводов и кабелей.Установочные электромонтажные изделия, выключатели, предохранители (назначение, устройство).

Тема 6. Практическая работа №1. Устройство электропаяльника.

Использование проводниковых материалов в качестве припоя. Правила безопасности при работе с электропаяльником. Механическое соединение и оконцовывание проводов.

Тема 7. Практическая работа №2. Монтаж выключателя.

При монтаже выключателей следят, чтобы включение производилось нажатием верхней части клавиши или верхней кнопки. Выключатели устанавливаются в рассечку фазного провода, что позволяет быстро обесточить электросеть при коротком замыкании, а также обеспечивает электробезопасность при замене ламп, патронов и ремонте участка проводки от выключателя до светильника.

Произвести замену электрического выключателя. Для этого отключить от электроснабжения электрическую сеть в помещении с помощью рубильника или предохранителя (автоматический выключатель). Снять верхнюю крышку выключателя. Демонтировать старый выключатель  и вставить новый. Для этого немного открутите удерживающие винты, в пазы которых вставляются провода. Вставьте провода в пазы и закрепите винты. Закрепите выключатель. Если это внешний выключатель, то с помощью шурупов, если внутренний, то с помощью специальных распорок, которые укрепляются винтами по бокам выключателя. Поставьте внешнюю крышку выключателя. Включите электропитание.

Тема 8. Практическая работа №3Монтаж электрической розетки.

Тема 9. Практическая работа №4Монтаж электрической вилки.

Штепсельные розетки подключают параллельно магистральным проводам сети. При открытой проводке выключатели и розетки должны устанавливаться на прокладках из токонепроводящего несгораемого материала (текстолит, гетинакс, асбоцемент и др.) толщиной не менее 10 мм (подрозетники), которые могут быть конструктивной частью самих электроустановочных изделий.

На сгораемых основаниях на деревянные подрозетники необходимо устанавливать дополнительно прокладку из асбеста толщиной 2—3 мм, что обеспечит защиту от загорания подрозетника при неисправности контактного соединения в выключателе или штепсельной розетке. Выключатели и розетки брызгозащищенного исполнения могут крепиться непосредственно на стене либо на стальной скобе. Ввод проводов или кабелей через сальниковое уплотнение выполняется снизу.

При скрытой электропроводке выключатели и штепсельные розетки устанавливают в металлические коробки, закрепить выключатель или розетку в коробке, с них снимают декоративную крышку, присоединяют провода, немного вывинчивают винты из пластинок распорных скоб и вдвигают выключатель или розетку в коробку. При вворачивании винтов лапки устройства раздаются и прочно закрепляют выключатель или розетку в коробке. Винты заворачивают до упора поочередно, не допуская перекоса, с таким усилием, чтобы не расколоть основание. После закрепления основания выключателя или штепсельной розетки на них закрепляют декоративные крышки.

Тема 10. Бытовые электроприборы. (2 часа).

Из истории электроприборов. Создание первых бытовых электроприборов. Основные типы электроприборов. Осветительные и электронагревательные приборы. Принцип действия и устройство электроприборов различного типа. Практическая работа с электроприборами различного типа.

Тема 11. Осветительная сеть.

Изучение устройства лампы накаливания, люминесцентных ламп.Расчеты и изготовление моделей осветительных электроприборов.

Тема 12. Практическая работа №5Монтажпотолочного светильника.

Люстры подвешивают на крюках. Подвеска светильников на проводах запрещается. Крюк в потолке должен быть изолирован с помощью поливинилхлоридной трубки для предотвращения появления опасного потенциала в металлической арматуре бетонных плит или стальных труб электропроводки при нарушении изоляции в светильнике.

Если крюк крепится к деревянному перекрытию, изолировать его не надо.

Для установки крюка в пустотелой плите проделывают отверстие, вводят в него детали крепления и фиксируют их. В сплошных железобетонных перекрытиях светильник подвешивают к шпильке, которую пропускают насквозь через все перекрытие. Можно применить и другие способы крепления.

Приспособления для подвеса светильников должны испытываться на прочность в течение 10 минут усилием (нагрузкой), равным пятикратной массе светильника. Детали крепления подвеса при этом не должны повредиться.

Светильники заряжаются медными гибкими проводами с сечением жил не менее 0,5 мм2 внутри зданий и 1 мм2 для наружной установки и соединяются с проводами сети при помощи зажимной колодки.

Тема 13. Бытовая электропроводка. (2 часа).

Зависимость сечения провода, используемого в бытовой электропроводке от мощности потребителя. Расчет сечения плавкой вставки предохранителя. Изготовление плавких вставок, рассчитанных на заданную силу тока. Безопасность электропроводки. Техника безопасности при проведении работ данного рода. Правила поведения при возгорании электропроводки.

Тема 14. Способы соединения бытовых электроприборов в домашних электрических сетях.(2 часа).

Последовательное и параллельное соединение бытовых электроприборах в домашних электросетях.  Схема проводки в домах и квартирах. Принципы применения последовательного и параллельного соединения в электроприборах. Смешанные соединения. Сборка модели с применением смешанного соединения. Расчет характеристик электрического тока и построение схем для смешанного соединения проводников.

Тема 15. Составление электрических схем. (2 часа).

Составление индивидуальных схем электрических цепей. Сборка цепей по указанным схемам. Измерение электрических характеристик цепей. Расчет параметров электрического тока в цепях со смешанным соединением проводников.

Тема 16. Лабораторная работа № 7 Включение в однофазную сеть трехфазного асинхронного электродвигателя. (2 часа).

В однофазную сеть напряжением 220 В можно включить трехфазный асинхронный электродвигатель (рис. 1), если двигатель рассчитан на напряжение 220/ 380 В. При этом обмотки двигателя должны быть соединены в треугольник. Количество конденсаторов, входящих как в рабочий блок емкостей 1, так и пусковых 2, зависит от мощности двигателя. Электропитание третьей фазы осуществляется от одной из фаз через блок конденсаторов, состоящий из включенных конденсаторов Сг которые мы будем называть рабочими, и отключаемых Су которые в дальнейшем мы будем называть пусковыми.

Данные для расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов можно найти на щитке электродвигателя.

Рассмотрим пример.

На щитке электродвигателя есть следующие данные: 2,2 кВт, Д/г 220/380 В; 8,6/4,9 А, из которых следует: мощность двигателя — 2,2 кВт (развивается двигателем при соединении обмоток двигателя в треугольник и включении его в сеть с напряжением 220 В); потребляемая сила тока — 8,6 А.

Емкость рабочих конденсаторов вычисляется по формуле: C1= 4800 • I / U = 4800 • 8,6 / 220 = 187,6 мкФ.

Рабочими конденсаторами могут быть конденсаторы типа КБГ-МН, БГТ, МБГЧ, рассчитанные на напряжение не ниже 450 В. Чтобы получить требуемую емкость, конденсаторы можно соединять параллельно.

Исходя из условия получения пускового момента, близкого к номинальному, достаточно иметь пусковую емкость: С2 = (2…2,5) • С1.

Отключаемые конденсаторы работают всего несколько секунд за весь период включения, что позволяет использовать при пуске наиболее дешевые электролитические конденсаторы типа ЭП, которые как раз и предназначены для этой цели.

Чтобы изменить направление вращения, надо переключить (поменять местами) сетевые провода.

Если двигатель работает с недогрузкой, величину емкости рабочих конденсаторов необходимо уменьшить, чтобы двигатель при длительном использовании не перегревался. Если пуск двигателя возможен только на одних рабочих конденсаторах и при длительном использовании не перегревается, пусковые конденсаторы устанавливать не обязательно.

Рисунок 1 - Схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть

Тема 17. Защита творческих работ и проектов. (4 часа).

Предоставление обучающимися своих творческих проектов, являющихся результатом работы в рамках данного кружка. Защита проектов. Выполнение контрольных заданий. Итоговое тестирование.

Примерная тематика докладов, исследовательских проектов

1. Роль и значение электричества в жизни современного общества.
2. Роль электрических машин и аппаратов в электрификации народного хозяйства.
3. Место электротехнической промышленности среди других отраслей народного хозяйства.
4. Асинхронные машины: история развития, современные серии асинхронных машин и их конструктивные отличия.
5. Энергосберегающие технологии и материалы.
6. Электромагниты и их применение.
7. Проблемы энергосбережения.
8. История развития электрического освещения.
9. Роль электроэнергетики и электротехники в народном хозяйстве.
10. Основные виды электроизоляционных материалов.
11. Применение современных изоляционных материалов в электроэнергетике.
12. Основные этапы развития электроэнергетики.
13. Есть ли альтернатива атомным электрическим станциям?
14. Новые способы преобразования различных видов энергии в электрическую.
15. Жизнь и научные исследования Майкла Фарадея.
16. План ГОЭЛРО - его значение в развитии электроэнергетики в России.
17. Электроэнергетические системы и их надежность.
18. Управление электроэнергетическими системами.
19. Преимущества применения электрической энергии в народном хозяйстве.
20. Значение энергетики в техническом прогрессе.
21. Исследование свойств полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов) - теория, эксперимент, практические выводы.
22. Исследования свойств магнитных веществ (диа-, пара-, ферромагнетиков) - теория, эксперимент, практические выводы.
23. Экспериментальная проверка законов внешнего фотоэффекта (теория, эксперимент, практические выводы).
24. Исследование радиометрической обстановки в районе дома, школы, района (теория, эксперимент, практические выводы).
25. Изучение космического фона (теория, эксперимент, практические выводы).
26. Определение удельного заряда электрона (теория, эксперимент, выводы).
27.  Электричество и медицина (теория, эксперимент, практические выводы).
28.  Электричество и экология (теория, эксперимент, практические выводы).
29.  Электротехника в прозе и поэзии (поиски, обобщения).
30.  «Электричество – составная часть природы».

Примерные контрольные задания.

1. Нарисовать схему соединения резисторов R1= 2 Ом, R2= 4 Ом и R3=6 Ом, в которой общее сопротивление цепи равно 3 Ом.
2. Электрическая цепь состоит из двух резисторов сопротивлением по 4 Ом, амперметра и источника тока с ЭДС =30 В и внутренним сопротивлением 2 Ом. Нарисовать схему соединения этих элементов цепи, при которой амперметр показывает 3 А.
3. Лампа накаливания с сопротивлением R = 440 Ом включена в сеть с напряжением U = 110 В. Определить силу тока в лампе.
4. Определить напряжение на зажимах нагревательного прибора с сопротивлением R = 55 Ом, если сила тока в нем I = 4 А.
5. Номинальные данные декоративных электрических ламп равны 6 В и 1,8 Вт. Какое наименьшее число ламп потребуется для елочной гирлянды, если ее присоединяют к сети напряжением 220 В, и какой ток будет в цепи гирлянды?
6. Определить добавочное сопротивление Rд в цепи лампы при следующих данных: мощность лампы Pл =15 Вт; напряжение сети Uс=220 В; напряжение на лампе Uл=0,75Uс.
7. В цепи питания нагревательного прибора, включённого под напряжение 220 В, сила тока 5 А. Определить мощность прибора и стоимость энергии, израсходованной прибором за 4 ч работы. Стоимость 1 кВт∙ч электрической энергии 5 руб.
8. Определить эквивалентное сопротивление 10 параллельно включенных ламп накаливания, если номинальная мощность лампы 200 Вт, а номинальное напряжение 220 В.
9.   Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 0,5 мм2, если к концам провода приложено напряжение 12 B.
10.  Источник ЭДС подключен к резистору сопротивлением 10 Ом с помощью медного провода длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Найти силу тока, зная, что ЭДС источника равно 12 В, а внутреннее сопротивление 1,9825 Ом.
11. Какую наибольшую мощность может иметь приемник энергии, присоединенный к линии при напряжении на ее конце: а) 110 B, б) 220 B, если медные провода имеют площадь поперечного сечения 35 мм2 и наибольший допускаемый ток 170 A?
12. К сети напряжением 220 В подключены: электродвигатель, потребляющий мощность 5,5 кВт, и 11 ламп накаливания мощность по 100 Вт. Определить ток в подводящих проводах.
13. К источнику постоянного тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат сопротивлением 1,5 Ом. Как изменится мощность тока, выделяемая на реостате, при увеличении его сопротивления в 4 раза?
14.  На строительной площадке при потреблении электроэнергии от сети мощности отдельных потребителей составляли: растворного узла 30 кВт, башенного крана 10 кВт, деревообделочной мастерской 15 кВт, механической мастерской 25 кВт, арматурно-сварочного участка 50 кВт, освещения 5 кВт. Определить электрическую энергию, соответствующую непрерывному потреблению в течение двух часов.
15. Указать мощность бытовых электроприборов, имеющихся в средней семье и примерное время работы за неделю. Вычислить количество потребляемой электроэнергии и ее стоимость.
16. Рассчитайте, сколько электроэнергии расходуют за сутки электронагревательные приборы, имеющиеся у вас дома.
17. На какую силу тока должен быть рассчитан прибор автоматического отключения электрической энергии, чтобы могли одновременно работать стиральная машина, электрический чайник и пылесос?
18. Выдержит ли «автомат», рассчитанный на силу тока 25 А, если одновременно с электрической плитой мощностью 3,5 кВт включить обогреватель мощностью 1 кВт?
19. Рассчитайте КПД водонагревателя мощностью 1,5 кВт, если 100 литров воды он нагревает от 20ْ°С до 75ْ°С за 5 часов.

Литература

1. Основы электротехники. Селезнев А.М., Москва, “Высшая школа”, 1998 г.
2. Справочник электрика. Федоров С.Р., Москва, “Просвещение”, 2001 г.
3. Первые шаги в электротехнику. Галагузова М.А., Комский Д.М., Москва, “Просвещение”, 1996 г
4. Программа подготовки в системе ПТУ специалистов по профессии “Электрик”. Мин. Образования и науки РФ, Москва, 1999 г.
5. Краткий справочник домашнего электрика. Корякин-Черняк С.Л., “Наука и техника”, С-Петербург, 2006 г.
6. Живов М.С. «Справочник молодого электромонтажника»,  М. Высшая школа; 1990
7. Специо Д.И. «Занимательные опыты. Электричество и магнетизм», изд. Астрель; 2004
8. Поляков В.А. Практикум по электротехнике, М., Просвещение, 1974
9. Электротехнические работы/авт.-сост.В.А.Барановский. Е.А. Банников. – Минск: Соврем. шк., 2008. – 304 с.
10.  Поляков Ю.Н. Справочник электрика/Ю.Н. Поляков – Изд. 3-е – Ростов н/Д: Феникс, Москва: Цитадель-трейд, 2007. – 365 с.

График работы кружка и учета посещаемости