Технологическая карта урока по теме:"Трансформаторы. Токи высокой частоты. Получение, передача и распределение электроэнергии."
план-конспект урока

Тип урока: комбинированный урок

Задачи: обеспечить усвоение знаний о получении и передаче переменного тока, сформировать умение объяснять устройство и принцип действия трансформатора, а также применение токов высокой частоты.

Планируемые результаты

Предметные: научиться называть способы уменьшения потерь электроэнергии  при передаче её на большие расстояния; понимать устройство и принцип действия трансформатора, знать классификацию и назначение трансформаторных подстанций и распределительных устройств; виды потребителей электроэнергии на строительной площадке.

Метапредметные:

Познавательные – осуществлять самоконтроль и оценку результатов своей деятельности; анализировать информацию;

регулятивные - самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учебе и познавательной деятельности; развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

коммуникативные –формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение.

Личностные: готовность к саморазвитию и самообразованию, развитие инициативности.

Формируемые компетенции

Общие

Профессиональные

ОК 01Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам

ПК 1.1. Подбирать наиболее оптимальные решения из строительных конструкций и материалов, разрабатывать узлы и детали конструктивных элементов зданий и сооружений в соответствии с условиями эксплуатации и назначениями.

ОК 02 Использовать современные  средства поиска, анализа и интерпретации информации, и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности.

ОК 04. Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде

ПК 1.2. Выполнять расчеты и конструирование строительных конструкций.

ОК 05 Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста.

ОК 07 Содействовать сохранению окружающей среды, ресурсосбережению, применять знания об изменении климата, принципы бережливого производства, эффективно действовать в чрезвычайных ситуациях.

Образовательные ресурсы: учебники, рабочая тетрадь. Презентация.

Организационная структура урока

Этап урока

Содержание деятельности преподавателя

Содержание деятельности обучающихся

Формируемые способы деятельности

1

2

3

4

I Организационный момент

Приветствие. Проверка готовности обучающихся к уроку. Создание в аудитории атмосферы психологического комфорта.

-Рада приветствовать вас на уроке физики!

- Как ваше настроение?

- Хочу заверить вас, что наш урок пройдёт в благоприятной атмосфере.

Концентрируют внимание на работе урока.

Определяют готовность работать на уроке.

А. Я готов работать на уроке, потому что…

Б. Я почти готов к работе. Мне нужно…

В. Я не готов к работе. Мне нужна помощь….

Формировать навыки самоорганизации.

II. Проверка домашнего задания.

Организует самопроверку домашнего задания.

Организует выполнение задания:

- Индуктивность катушки увеличили в 2 раза, а силу тока в ней уменьшили в 2 раза. Энергия магнитного поля при этом:

а) увеличилась в 8 раз;

б) уменьшилась в 2 раза;

в) уменьшилась в 8 раз;

г) не изменится.

Заполняют таблицу.

Ответ: в)

Формировать умение оценивать свои достижения.

III. Актуализация опорных знаний и жизненного опыта. Постановка учебной задачи.

Предлагает обучающимся найти ассоциации к слову «трансформатор».

Помогает обучающимся проанализировать полученные слова и сделать вывод о понимании слова «трансформатор».

Вопрос запуска постановки учебной задачи:

- Понимаете ли вы значение понятия «переменный ток»?

- Достаточно ли у вас знаний, чтобы объяснить, что такое трансформатор?

Формулирует учебную задачу:

- Исследовать процесс получения и передачи переменного электрического тока. Выяснить, что такое трансформатор.

Ассоциативный ряд: ток, электричество, напряжение, гудение, гул, провода, предостережение и.т.д.

Осознают важность решения поставленной учебной задачи.

Развивать навыки целепологания.

IV. Сообщение темы. Постановка цели и задач урока.

Сообщает тему урока.

Организует совместное с обучающимися формулирование целей и задач урока:

- Внимательно прочитайте тему урока.

- Что от вас ожидается на уроке?

- Какие цели и задачи вы можете перед собой поставить?

Записывают в тетрадь тему урока.

Учувствуют в формулировании целей и задач урока:

- Усвоить суть процесса получения и передачи переменного электрического тока;

- научиться понимать устройство и принцип действия трансформатора;

- знать классификацию и назначение трансформаторных подстанций и распределительных устройств;

- знать виды потребителей электроэнергии на строительной площадке.

Формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

V. Мотивирование к учебной деятельности.

Предлагает продолжить предложения:

- Мне интересно узнать …

- Мне необходимо на уроке..

- Сегодня я настроен… Я приложу усилия для …

- Я готов…

Выполняют задания.

Создают условия успешной учебной деятельности.

Выражать свои мысли. Развивать навыки самомотивации.

VI. Создание ситуации затруднения. Изучение нового материала.

Организует обсуждение проблемного вопроса:

- Что будет происходить, если мы будем периодически  в катушке двигать магнит вверх и вниз в течение нескольких секунд?

Объясняет обучающимся :

- Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

Для получения переменного тока используют в основном электромеханические индукционные генераторы, то есть устройства, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую.

Организует исследование устройства генератора.

Объясняет обучающимся : На ТЭС ротор генератора вращается с помощью паровой турбины, на гидроэлектростанциях – с помощью водяной турбины.

Стандартная частота переменного тока , как известно, 50 Гц.

Организует изучение графика зависимости силы переменного тока от времени.

Организует обсуждение проблемного вопроса:

- Как уменьшить потери электроэнергии при её передаче от электростанции к потребителю.

Преподаватель формулирует  определение трансформатора, знакомит обучающихся с устройством трансформатора. У трансформатора, как и генератора, сердечник собирают из отдельных листов стали, изолированных друг от друга теплостойким лаком или специальной бумагой.

Формулирует вопрос – для чего сердечник собирают из отдельных листов стали, изолированных друг от друга теплостойким лаком или специальной бумагой?

Организует просмотр видео принцип действия трансформатора и режимов его работы.

Преподаватель сообщает - тип трансформатора характеризуется коэффициентом трансформации.

Сообщает формулу для расчета КПД трансформатора.

Преподаватель сообщает  - в современной технике нашли широкое применение трансформаторы различных конструкций.

Способствует изучению схемы передачи электроэнергии от электростанции к потребителю

- Ток с электростанции сначала подаётся на трансформаторную подстанцию, где напряжение повышается , и подаётся в ЛЭП. В конце линии напряжения подают на несколько трансформаторных подстанций, а затем на предприятия или жилые дома.

Способствует изучению  классификации и назначении трансформаторных подстанций и распределительных устройств; видов потребителей электроэнергии на строительной площадке.

Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса.

Проводят необходимые эксперименты.

Приходят к выводу:

- стрелка гальванометра отклоняется от «0»  то в одну сторону, то в другою сторону.

Делают записи в рабочей тетради.

Задают преподавателю вопросы.

Проводят исследование.

Заполняют таблицу.

Делают записи в рабочей тетради.

Задают преподавателю вопросы.

Приходят к выводу :

- Сила тока, вырабатываемая генератором переменного тока , меняется со временем по гармоническому закону (то есть по закону синуса или косинуса).

Принимают участие в обсуждении.

Предлагают свои идеи. Проводят исследования.

Результат исследования:

- Из закона Джоуля-Ленца следует, что уменьшить потери можно за счёт уменьшения сопротивления проводов и силы тока в них. Сопротивление проводов будет тем меньше, чем  больше площадь их сечения и чем меньше удельное сопротивление металла, из которого они изготовлены.

Решение проблемы – изобретение трансформатора.

Обучающиеся записывают в тетрадь определение трансформатора, выполняют графическое изображении трансформатора на электрических схемах.

Обучающиеся предлагают свои идеи и записывают в рабочую тетрадь…

- Такая конструкция дает возможность в значительной степени ослабить в нем вихревые токи и в конечном итоге увеличить КПД.

Обучающиеся делают вывод  и записываю в рабочую тетрадь - в основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции; режимы работы трансформатора: рабочий ход, режим нагрузки, холостой ход.

Обучающиеся записывают в тетрадь что такое коэффициент трансформации, и  какие типы трансформаторов бывают.

K>1 - трансформатор понижающий

K<1 - трансформатор повышающий

Формула: =

Записывают в тетрадь формулу  КПД=(Р2 /Р1 )*100%

Обучающиеся внимательно слушают преподавателя.

Выполняют графическое изображение передачи электроэнергии от электростанции к потребителю.

Обучающиеся смотрят внимательно видео, слушают преподавателя и кратко записывают в тетрадь информацию.

VII. Закрепление изученного материала.

Организует беседу по вопросам:

- Какой электрический ток называется переменным? С помощью какого простого опыта его можно получить?

- Где используется переменный ток?

-Чем приводится во вращение ротор  генератора на тепловой электростанции и гидроэлектростанции?

- Для чего при уменьшении силы тока во столько же раз повышают его напряжение перед подачей в ЛЭП?

- Что такое трансформатор?

- Каково его устройство?

- На каком физическом явлении основана работа трансформатора?

- Назовите режимы работы трансформатора?

- Что такое коэффициент трансформации? Как его рассчитать? При каких значениях коэффициента трансформации трансформатор является повышающим, а при каком понижающим?

- Каково назначение трансформаторных подстанций и распределительных устройств?

- Какова классификация трансформаторов?

- Назовите виды потребителей электроэнергии на строительной площадке?

Отвечают на вопросы:

- Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током. Переменный ток можно получить , используя индукционную катушку, гальванометр и магнит. Периодически двигая магнит внутри катушки вверх и вниз, можно заметить , что стрелка гальванометра откланяется то в одну, то в другую сторону.

- Переменный электрический ток используют в быту и промышленности.

 - Паровой и водяной турбиной.

- Для того чтобы не снижать мощность тока. Передача тока небольшой мощности на большие расстояния экономически невыгодна( надо строить дорогие линии электропередач, станции и подстанции, а в результате не все потребители могут пользоваться электричеством).

- Трансформатор — устройство, осуществляющее повышение и понижение напряжения переменного тока при неизменной частоте( 50 Гц)  и незначительных потерях мощности.

- Работа трансформатор основана на явлении электромагнитной индукции.

- Три режима работы трансформатора: рабочий ход, режим нагрузки, холостой ход.

- Коэффициентом трансформации называют физическую величину, которая показывает относительное изменение параметра электрической сети, на который направлено преобразование.

K>1 - трансформатор понижающий

K<1 - трансформатор повышающий

Формула: =

- Трансформаторная подстанция (ТП) — это электрическая подстанция, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения в энергию другого напряжения с помощью трансформаторов. Основными частями таких подстанций, кроме силовых трансформаторов,  являются распределительные устройства на открытом воздухе (ОРУ) 35 -110 кВ и распределительное устройство (РУ) 10 кВ. 

- Трансформатор — это сложное устройство, поэтому существует несколько их классификаций:

по числу фаз трансформаторы бывают: однофазными, трехфазными, многофазными;

по числу обмоток: двух, трех, многообмоточными;

по принципу действия: понижающими, повышающими, разделительными;

по назначению: силовыми, измерительными, специальными;

по способу охлаждения: сухими или масляными;

по типу магнитопровода: стержневыми; броневыми или кольцевыми.

-Потребителями электроэнергии на строительной площадке являются машины и механизмы, электроинструменты, участвующие в производственном процессе; работы, связанные с технологическим процессом (электропрогрев бетона, кирпичной кладки, отогрев грунта, электросварка и т.д.), а также осветительная арматура, приборы для внутреннего и внешнего освещения.

Осуществлять актуализацию полученных знаний и умений на уроке .

VIII. Решение задач.

Организует решение  и объяснениее задач у доски:

№1 Трансформатор включен в сеть с переменным напряжение 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки составляет 20 В, а сила тока 1 А. Определите коэффициент трансформации и сопротивление вторичной обмотки, если КПД данного трансформатора равен 91%. Потерями в первичной обмотке и сердечнике пренебречь.

№2 Чем отличаются трансформаторы тока от трансформаторов напряжения?

Решают задачи:.

№1

№2 Трансформаторы тока и напряжения – измерительные трансформаторы. Трансформаторы тока преобразуют измеряемый ток большой силы в ток малой силы, а трансформаторы напряжения – измеряемое высокое напряжение в низкое.

Развитие умений самостоятельно принимать решения.

IX. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Организует подведение итогов урока обучающимися. Способствует размышлению обучающихся над вопросами:

- Можно ли сказать, что я достиг поставленных задач урока?

-Что нового я узнал на уроке?

- Могу ли я объяснить устройство и принцип действия трансформатора?

- Как связана данная тема урока с моей будущей специальности?

- Как я оценил бы свою работу на уроке?

Подводят итоги своей работы на уроке.

Проводят самооценку, рефлексию.

Отслеживать цель учебной деятельности.

X. Домашнее задание.

Формулирует домашнее задание

Записывают домашнее задание.

Формировать навыки самоорганизации.