Технологическая карта урока по тех.механики

 Технологическая карта

Тема урока: «Обобщение пройденного курса по Физике на тему «Механика»».

Цели занятия:

Методическая:

- направлена на обобщение пройденного материала по дисциплине «Физика» на тему «Механика».

Образовательная:

- обобщить и повысить уровень знаний у студентов по теме «Механика»;

- использовать полученные знания при решении качественных, расчетных и экспериментальных задач.

Развивающая:

- развитие у студентов аналитических, конструктивных и проектировочных умений.

Воспитательная:

- воспитание профессионально значимых качеств: творчество, точность, применение различных методов, а также самостоятельность.

Формирование общих и профессиональных навыков:

- применение знаний для решения учебно – познавательных проблем;

- проведение анализа полученной информации по теме «Механика»;

- организация собственной деятельности, выбор типовых методов и способов решения задач, оценка их качества;

- работа студентов в группе.

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Форма занятия: смешанная (комбинированная).

Межпредметные связи: математика, география, история.

Оборудование и оснащение: мультимедийная установка, экран, презентация, раздаточный материала, ПК по числу студентов.

Методы обучения: словесный, наглядный, практическая работа, репродуктивный, частично-поисковый.

№ п/п	Этапы	Шаги	Деятельность преподавателя	Деятельность студентов	Время
1.	Организационный	Тема занятия, его цель, порядок работы	Формулирование темы занятия, постановка задач и озвучивание порядка работы на занятии	Смотрят, слушают и записывают тему занятия в рабочие тетради	5 мин
2.	Повторение изученного материала	Вступительная часть преподавателя	На экране преподаватель выводит презентацию	1. Смотрят и записывают необходимую информацию. 2. Задают вопросы.	10 мин
			Рассказывает теоретический материал по теме «Механика»
3.	Закрепление изученного материала	Решение практических задач	Каждому студенту предлагается решить задачу	1.Выполняют задание. 2. Предоставляют решение задач преподавателю. 3. Показывают решение задач на экране.	40 мин
			Напоминает теорию и формулы необходимые для решения практических задач
			При возникновении трудности с задачами, преподаватель подсказывает и помогает в нахождении решения
4.	Проверка усвоенного материала	Контрольная задача	Инструкция: 1. Решение задачи студенты находят самостоятельно. 2. Преподаватель усложняет задачу. 3. Коллективное обсуждение задачи и нахождение ее решения. 4. Выставление оценок.	Студенты и преподаватель решают сложную задачу	20 мин
5.	Подведение итогов	1. Подведение итогов по поставленным задачам	Анализ усвоение материала студентами по решению задач	Слушают преподавателя	5 мин
		2. Домашнее задание	Решение двух практических задач по теме «Механика»	Записывают условие задач	5 мин
		3. Оценка занятия	Преподаватель проводить опрос по проведенному занятию	Выбирают необходимое изображение	5 мин

                                4.Содержание и ход занятия

1. Организационный момент

Подготовка экрана и проектора к проведению занятия, отметка преподавателем отсутствующих студентов, озвучивание темы и целей занятия, мотивация предстоящей работы.

2. Вступительная часть:

Механика как раздел физики сформировался достаточно давно. В древней Греции многие ученые посвящали свои труды изучении материи.

Начало изучению механики положил Архимед. Его труды были направлены на изучение и создание приборов, в том числе предназначенных для военной структуры.

Крупный вклад в развитие механики внесли русские ученые: П.Л. Чебешев (1821-1894) – положил начало всемирно известной русской школе теории механизмов и машин. С.А. Чаплыгин (1869-1942) разработал ряд вопросов аэродинамики, имеющих огромное значение для современной скорости авиации.

В переводе с древнегреческого языка механика означает искусство построения машин. Под механикой следует понимать раздел физики, изучающий движение материальных тел и взаимодействие между ними. Следует отметить, что движение в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

Методы механики используются для изучения различных процессов возникающих в природе (например, изучение движения небесных тел или колебания земной коры). Механика выступает главной основой для всех областей техники.

3. Повторение материала

Науку механику в зависимости от свойств пространства, времени и материи, на которых основывается каждая механическая теория, подразделяют на следующие виды:

- классическую (раздел физической науки, основанный на открытиях Ньютона и Галилея);

- релятивистскую (раздел физической науки, который описывает процессы механического движения, происходящие при скоростях, сопоставимых со скоростью света);

- квантовую (наука о физических явлениях и процессах, действия которых можно сравнить с постоянной Планка).

В механике выделяют следующие основные разделы:

- кинематику (науку, которая описывает количественные характеристики движения: время, расстояние, скорость);

- статику (науку о телах, находящихся в равновесии при воздействии на них внешних сил);

- динамику (науку о движении тел при воздействии на них внешних сил).

Механика изучает движения материальных тел, при этом все материальные объекты делятся на 3 вида:

- Материальная точка (это материальное тело, чьи размеры можно не учитывать). 

- Твердое тело (тело, в котором расстояние между любыми его точками неизменно).

- Сплошная среда (газ, жидкость и другие вещества, подверженные деформации).

По предмету изучения механику подразделяют на:

- теоретическую (наука об общих законах движения, которая изучает и описывает движение материальных точек и твердых тел);

- механику сплошных сред (наука, которая изучает движение тел, непрерывно заполняющих пространство и представляющих собой сплошную среду);

- прикладную (наука, которая описывает принцип работы технических механизмов).

Повторим основные формулы механики.

Кинематика:

Скорость и ускорение:

 

Равномерное движение: ν = const

 

Равнопеременное движение: 

 

Криволинейное движение:

 Вращательное движение:

Динамика и статика

Первый закон Ньютона:   При ∑ F = 0 => v = const

Второй закон Ньютона:   

Третий закон Ньютона: 

Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.
ma=ma0+Fинерц ,где а- ускорение в неинерциальной а0- в инерциальной системе отчета.

Скорость центра масс:   

Закон всемирного тяготения:

Вес тела:

 

Сила трения:  

Закон Гука: σ = Eε, где Е- модуль Юнга.

Д                                            динамика и статика вращательного движения:

Условие равновесия тел  ∑ M = 0

Закон сохранения импульса:    

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность:

 

Закон сохранения энергии:   

4. Решение качественных и расчетных задач

Все, Вы, изучали географию. Давайте вспомним из каких населенных пунктов состоит Нижнеколымский улус? ( пгт. Черский, с. Андрюшкино, с. Походск, с. Колымское).

Задача 1. На снегоходе необходимо доставить почту по маршруту пгт. Черский – с. Андрюшкино – с. Колымское – с. Походск – пгт. Черский. Скорость снегохода 50 км/ч.

За какое время будет доставлена почта?

Дано: S п. Черский – с. Андрюшкино = 419 км Sс. Андрюшкино-с. Колымское = 241 км S с. Колымское – с. Походск = 250 км S с. Походск – п. Черский = 51 км V снегохода = 50 км/ч	Решение: Чтобы найти время, за которое прошел снегоход весь путь нам необходимо найти расстояние всего пути по следующей формуле: S = S1 + S2 + S3 + S4, V снегохода = const, t===19,22 ч Ответ: 19,22 ч.
Найти: t -?

Задача 2. Половину пути по маршруту Якутск – Зеленый мыл гражданин плыл на пароходе со скоростью 110 км/ч. Далее половину оставшегося пути он плыл на лодке со скоростью 60 км/ч, а затем до конца пути он шел пешком со скоростью 5 км/ч. Общий путь составляет 2556 км.

Определите время гражданина А. на всем пути.

Дано: V1 = 100 км/ч V2 = 45 км/ч V3 = 5 км/ ч S = 2556 км

Решение: По условию задачи половину пути гражданин А. проплыл со скоростью V1, следовательно, время движения на первом участке: t1 =  = = 2556/200=12,78 ч По условию задачи он плыл оставшуюся часть со скоростью V2 , а половину – шел со скоростью V3. Тогда представим формулу в следующем виде: t2 =  = = 1278/90=14,2 ч t3 =  = =1278/10=127,8 ч tпути = t1 + t2 + t3 =12,78+14,2+127,8=154,78ч(6дней11ч) Ответ: t пути = 154,78 ч (6 дней 11 ч).

Найти: t пути- ?

Задача 4. Самолет Ан-24 летит рейсом Якутск – Черский со скоростью 460 км/ч. Грузоподъемность самолета 5 т. Заправка и обслуживание самолета занимает 2 часа. Грузовик, выполняя тот же рейс, движется со скоростью 80 км/ч. Заправка и отдых водителя занимает 8 часов. Грузоподъемность грузовика 15 т. Расстояние от Якутска до п. Черский составляет 2556 км.

Какое транспортное средство доставит груз массой 25 тонн быстрее?

Дано: Vсамолета = 460 км/ч mгрузоподъемности = 5 т tзаправки = 2 ч Vзимника = 80 км/ч mгрузоподъемности = 15 т tзаправки = 2 ч S = 2556 км mгруза = 25 т

Решение: Найдем время каждого транспортного средства, которое он тратит за один рейс (туда и обратно): tсамолета= (S/vсамолета + tзаправки)*2 tсамолета= (2556км/460км/ч + 2ч)*2=15ч tгрузовика=(S/Vгрузовика + tзаправки)*2 tгрузовика= (2556км/80км/ч +8ч)*2=80ч Найдем количество рейсов, необходимых для доставки груза массой 25т. N=Nгруза/Nгрузоподъемности Nсамолета=25т/5т=5 рейсов Nгрузовика=25т/15т=2 рейса Найдем время каждого транспортного средства по доставке груза 25т. tсамолета=tрейса*Nсамолета tсамолета=15ч*5р=75ч tгрузовика=tрейса*Nгрузовика tгрузовика=80ч*2р=160ч Ответ: Груз массой 25 тонн будет доставлен самолетом быстрее, чем грузовиком.

Найти: - ?

В связи с закрытием летной полосы с 01.11.2021 г. по 01.09.2023 г. изменим условие задачи: самолет заменим на вертолет. Скорость вертолета 350 км/ч. Грузоподъемность 2 т. Время заправки 4 ч.

Дано: Vвертолета = 350 км/ч mгрузоподъемности = 2 т tзаправки = 4 ч Vзимника = 80 км/ч mгрузоподъемности = 15 т tзаправки = 2 ч S = 2556 км mгруза = 25 т

Решение: Найдем время вертолета, которое он тратит за один рейс (туда и обратно): tвертолета= (S/vвертолета + tзаправки)*2 tсамолета= (2556км/350км/ч + 4ч)*2=23ч Найдем количество рейсов, необходимых для доставки груза массой 25т. N=Nгруза/Nгрузоподъемности Nвертолета=25т/2т=13 рейсов Найдем время вертолета по доставке груза 25т. Tвертолета=tрейса*Nвертолета Tвертолета=23ч*13р=299ч Ответ: Груз массой 25 тонн будет доставлен зимником быстрее, чем вертолетом.

Найти: - ?

5. Самостоятельная работа

Задача 1. Лыжник массой 65 кг начинает спуск от остановки «Юбилейный», высота которого равна 25 м и после спуска проезжает еще по горизонтальной поверхности до спуска к р. Колыма еще 50 м.

Найти силу сопротивления на горизонтальном участке, если на спуске от остановки «Юбилейный» она была равна нулю.

Дано: m = 65 кг h = 25 м V0 = 0 V = 0 S = 50 м g = 10 м/с2

Решение: На пути S лыжник движется с замедлением, и его конечная скорость v = 0. Поэтому здесь пригодится формула кинематики  откуда  С учетом этого   Здесь  — скорость в конце спуска с горы, равная начальной скорости лыжника на горизонтальном участке. Ее можно найти, применив закон сохранения механической энергии к движению лыжника на спуске. Согласно этому закону его потенциальная энергия  на вершине горы равна кинетической энергии  у ее основания: откуда Подставив правую часть равенства (2) в формулу (1), получим: Ответ: F сопр.= 325 Н.

Найти: S - ?

7. Обобщение пройденного материала по теме «Механика».

8. Рефлексия. Подведение итогов.

9. Домашнее задание: решение задач.

Задача 1. Два контейнера были доставлены пароходом по маршруту Якутск – Черский. Масса каждого контейнера 15 тонн. Кран речного порта «Зеленый мыс» при разгрузке парохода ставит контейнера на гладкую поверхность. Один контейнер ставит плашмя, другой – ребром.

Какой контейнер начнет скользить первым, если они будут разгружены под наклоном в 45 градусов?

Решение: Контейнера начнут скользить одновременно. Ведь оба контейнера давят на поверхность с одинаковой силой, а значит, одинаковы и силы трения, которые приходится им преодолевать. Удельные силы трения, приходящиеся на каждый квадратный сантиметр площади соприкосновения контейнеров с поверхность, конечно, не равны. Но общие силы трения, действующие на контейнеры, равные произведению удельной силы трения на площадь поверхности соприкосновения, будут одинаковы.

Задача 2. Мимо остановки по ул. Ойунского проезжает рейсовый автобус, следующий по маршруту Черский – Зеленый мыс, двигаясь равномерно со скоростью 15 м/с. Через 10 с от остановки ему вдогонку отъезжает легковой автомобиль с ускорением 6 м/с2.

На каком расстоянии от остановки водитель легкового автомобиля догонит рейсовый автобус?

Дано: V = 10 м/с Δt = 10 с а = 6 м/с2 V0 = 0

Решение: Обозначим V скорость автобуса, Δt – промежуток времени между моментом проезда мимо остановки рейсового автобуса и моментом отъезда легкового автомобиля, а – ускорение легкового автомобиля, V0 - начальная скорость легкового автомобиля, S – расстояние от остановки до места, где легковой автомобиль догонит рейсовый автобус, t – время движения легкового автомобиля до момента, когда он догонит рейсовый автобус. Рейсовый автобус движется равномерно, поэтому уравнение его движения S =Vt. Легковой автомобиль движется равноускоренно без начальной скорости, и время его движения до момента, когда он догонит автобус, равно t – Δt. Поэтому уравнение движения легкового автомобиля: S = . Теперь из первого уравнения можно выразить время t и подставить в последнее. Тогда у нас останется одно уравнение с одним неизвестным S. Но дальнейшее решение будет слишком громоздким. Поэтому приравниваем правые части первого и последнего уравнений и из полученного равенства выражаем время t, а затем подставим его в последнее уравнение. Приравниваем правые части уравнений: Vt =  Теперь отсюда находим время t:   2 t= ,  t= 0 , = 0, t =  =.   t = 12, 5 + 6,1= 18,6 с , Тогда, S =  Ответ: t = 18, 6 с; S = 222 м.

Найти: S - ?

 

0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методика – форма общения педагога с аудиторией студентов. Каждый преподаватель постоянно ищет и испытывает новые способы раскрытия темы, побуждает интерес к ней, способствующий развитию и углублению интереса студентов. Предлагаемая форма проведения занятия позволяет повысить познавательную деятельность, так как студенты на протяжении всего урока самостоятельно получают информацию и закрепляют ее в процессе решения задач. Это заставляет их активно работать на уроке.

Совместное решение задачи позволяет студентам разобраться в изучаемом материале с помощью подсказок.

Некоторые проблемные вопросы, задаваемые преподавателем, приближают обучение на занятии к практическим ситуациям. Это позволяет развивать логическое, инженерное мышление студентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Дисциплина Электротехника

Тема урока: «Исследование электрической цепи с последовательным соединением приёмников электрической энергии».

Тип урока: урок комплексного применения знаний.

Методы обучения: проблемные, репродуктивные.

Вид занятия – лабораторная работа.

ОК 1.6 Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ПК 1.1. Организовывать и осуществлять эксплуатацию электроустановок промышленных и гражданских зданий.

ПК 4.4. Обеспечивать соблюдение правил техники безопасности при выполнении электромонтажных и наладочных работ.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: фронтальная, индивидуальная, групповая.

Межпредметные связи: физика, математика.

Цели занятия:

Образовательная - актуализировать знания обучающихся о цепях постоянного тока с последовательным соединением приемников, экспериментальная проверка законов Ома, Кирхгофа и баланса мощностей.

Воспитательная - воспитать аккуратность, дисциплинированность, бережное отношение к окружающему, личность инженерного склада ума и культуры поведения.

Развивающая - формировать практические умения работать с приборами, определять цену деления измерительных приборов, развивать умения применять знания на практике, развивать логическое мышление обучающихся, коммуникативные способности, умение критически осмысливать информацию, выражать свою точку зрения.

Оборудование к уроку:

- учебно-методическое – методические указания к лабораторной работе, учебники:

Ф.Е. Евдокимов Теоретические основы электротехники, Е.А Лотарейчук. Теоретические основы электротехники: учебник для среднего профессионального образования.

- техническое -оборудование к лабораторной работе (лабораторный стенд-измерительные приборы, амперметры, вольтметры, приемники электроэнергии), ПК, проектор, экран.

ХОД УРОКА

Этап урока		Деятельность преподавателя		Деятельность обучающихся
I. Организационный момент (1-2 мин.) Образовательные задачи этапа 1. Обеспечить нормальную внешнюю обстановку для работы на учебном занятии. 2. Психологически подготовить обучающихся к общению на учебном занятии.		Приветствие. Проверка готовности лаборатории электротехники к уроку. Проверка присутствующих.		Приветствие преподавателя. Подготовка к уроку
II. Целеполагание и мотивация (9-10 мин.) Образовательные задачи этапа 1. Обеспечить мотивацию учения обучающихся 2. Обеспечить включение обучающихся в совместную деятельность по определению целей учебного занятия.		Обратить внимание на лабораторный демонстрационный стенд. На данном стенде имеются: -приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры), -приемники электроэнергии (лампы накаливания), -источники электрического тока. Необходимо собрать электрические цепи, измерить электрические величины		Обучающиеся: внимательно прочитали название работы и ее цель; познакомились с теоретической частью работы, проверили наличие оборудования для проведения данной работы; изучили этапы выполнения работы и их последовательность; Вместе с преподавателем формулируют цель лабораторной работы.
III. Актуализация знаний и умений (3-4 мин.) Образовательная задача этапа Актуализировать субъектный опыт обучающихся (личностные смыслы, опорные знания и способы деятельности, ценностные отношения).		Беседа: (Преподаватель задает вопросы)   1. Что такое электрический ток? 2. Какие заряженные частицы могут образовать электрический ток? 3. Какие основные физические величины характеризуют электрический ток? 4.Электрический ток характеризуется какими величинами? 5.Кто установил связь между этими величинами? 6.Какое соединение называется последовательным? 7.Как в цепь включаются амперметр, вольтметр? 8.Как определяется цена деления приборов? 9. Как читается закон Ома для участка и полной цепи? Повторение правил техники безопасности (приложение 1)	Отвечают на вопросы преподавателя. Вспоминают ранее изученный материал.
	IV. Этап применения знаний и способов деятельности (22-26 мин.) Выполнение лабораторной работы Образовательные задачи этапа 1. Обеспечить усвоение обучающимися знаний и способов деятельности на уровне их применения на практике 2. Обеспечить развитие у обучающихся умений самостоятельно применять знания в разнообразных ситуациях с учетом своего индивидуального познавательного стиля.	Вопрос: «Приходилось вам собирать елочную гирлянду. Из-за перегорания одной лампы гирлянда не работает? Почему?» (проблемная ситуация) Когда лампы горят ярко или тускло? (проблемная ситуация) Как зависит напряжение или сила тока от сопротивления? (проблемная ситуация) Выдвижение гипотез. Наблюдаю за деятельностью обучающихся, по необходимости консультирую, направляю деятельность обучающихся. Ответ находим после выполнения работы.	Знакомство с методическими указаниями к лабораторной работе (приложение 2) Подготовленность обучающихся к выполнению лабораторной работы проверяется индивидуально. Собирают электрическую цепь. Делают электрические измерения. Результаты измерений заносят в таблицу. (приложение 2) Выполняют математические расчёты. Выступают представители групп и знакомят одногруппников со своими результатами работы.
	V. Подведение итогов. Рефлексия (этап подведения итогов) (5 мин.) Образовательные задачи этапа 1. Дать качественную оценку работы группы и отдельным обучающимся 2. Инициировать рефлексию обучающихся по поводу своего эмоционального состояния, своей деятельности, взаимодействия с преподавателем и одногруппниками. 3. Обеспечить усвоение обучающимися принципов саморегуляции и сотрудничества.	Обращаю внимание обучающихся на достижение цели урока. Предлагаю оценить результаты своей деятельности на уроке.     Реализую рефлексивный тест: 1) Я узнал много нового, научился пользоваться измерительными приборами. 2) Мне это пригодится в жизни. 3) На уроке было над, чем подумать. 4) На все возникшие у меня вопросы я получил ответы. 5) На уроке я поработал добросовестно. В случае согласия с утверждением поставьте напротив него знак «+».	Убеждаются в достижении цели урока, анализируют результаты своей деятельности, оценивают свою работу. Отвечают на поставленные вопросы. Делают выводы: - напряжение прямо пропорционально силе тока, -сила тока обратно пропорциональна сопротивлению, -если одна лампа сгорит, то в цепи тока нет, цепь разорвана, -напряжение всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках цепи, -сила тока на всех приемниках электрической энергии одинакова. Осмысление своих действий, поведения и эмоционального состояния на данном уроке.
	VI. Закрепление (информация о домашнем задании) (1-2 мин.) Образовательная задача этапа Обеспечить понимание обучающимися цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.	Домашнее задание: Ответить на вопросы. Подготовить отчет по лабораторной работе (приложение 3). Подготовиться к защите работы.	Записывают домашнее задание. .

 

Приложение 1

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

При работе в лаборатории электротехники и электроники во избежание несчастных случаев, а также преждевременного выхода из строя приборов и электрооборудования обучающийся при выполнении лабораторных работ должен строго выполнять следующие правила внутреннего распорядка и техники безопасности:

1. Приступая в лаборатории к работе, обучающийся должен ознакомиться

с правилами внутреннего распорядка и техники безопасности.

2. Обучающиеся обязаны не только строго выполнять эти правила, но и

требовать неуклонного выполнения их от своих товарищей.

3. После ознакомления с правилами внутреннего распорядка и инструктажа по технике безопасности обучающийся должен расписаться в соответствующем журнале.

4. При работе в лаборатории категорически запрещается приносить с

собой вещи и предметы, загромождающие рабочие места, способствующие созданию условий, могущих привести к нарушению правил техники

безопасности.

5. В лаборатории запрещается громко разговаривать, покидать рабочие места и переходить от одного стенда к другому.

6. Приступая к работе в лаборатории, студенческая группа делится

на бригады, которые затем распределяются по лабораторным стендам.

7. Лабораторная работа, пропущенная обучающимся, выполняется по

разрешению преподавателя и особому расписанию.

8. Сборку электрической цепи производят соединительными проводами при выключенном напряжении питания в строгом соответствии со схемой, представленной в лабораторном практикуме, обеспечивая при этом надежность электрических контактов всех разъемных соединений.

9. Приступая к сборке электрической цепи, необходимо убедиться в

том, что к стенду не подано напряжение.

10. При сборке электрической цепи необходимо следить затем, чтобы соединительные провода не перегибались и не скручивались петлями.

Приборы и электрооборудование расставляются так, чтобы было удобно

ими пользоваться.

11. Собранная электрическая цепь предъявляется для проверки

преподавателю или лаборанту.

12. Включение электрической цепи под напряжение(после проверки) производится только с разрешения и в присутствии преподавателя или лаборанта.

13. При обнаружении неисправностей в электрической цепи необходимо немедленно отключить ее от питающей сети и доложить об этом преподавателю или лаборанту.

14. Переключения и исправления в собранной электрической цепи

разрешается производить только при отключенном напряжении питания.

15. Запрещается прикасаться пальцами, карандашами и другими

предметами к оголенным токоведущим частям электрической цепи,

находящимся под напряжением.

16. При работе с конденсаторами следует помнить, что на их зажимах, отключенных от сети, некоторое время сохраняется электрический

заряд, могущий быть причиной поражения электрическим током.

17. При обнаружении повреждений электрического оборудования и

приборов стенда, а также при появлении дыма, специфического запаха

или искрения необходимо немедленно выключить напряжение питания

стенда и известить об этом преподавателя или лаборанта.

18. После выполнения лабораторной работы необходимо выключить

напряжение питания стенда, разобрать исследуемую электрическую цепь

и привести в порядок рабочее место.

19. В случае поражения человека электрическим током необходимо

немедленно обесточить стенд, выключив напряжение питания. При потере сознания и остановке дыхания необходимо немедленно освободить

пострадавшего от стесняющей его одежды и делать искусственное дыхание до прибытия врача.

Приложение 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа

Исследование электрической цепи с последовательным соединением приёмников электрической энергии

 Цель работы: изучение последовательного соединения приемников, экспериментальная проверка законов Ома, Кирхгофа и баланса мощностей.

Основные теоретические положения

  В данной работе исследуется электрическая цепь, состоящая из трех резисторов при их последовательном, параллельном и смешанном соединениях.

При последовательном соединении сопротивлений (рис. 2.1, а) общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений, входящих в состав цепи, т. е.

.

При параллельном соединении сопротивлений (рис. 2.1, б) общая проводимость цепи равна сумме проводимостей отдельных ее ветвей:

,

где  – проводимость соответствующего участка электрической цепи, См (Сименс).

При смешанном соединении сопротивлений (рис. 2.1, в) общее сопротивление цепи определяется как сумма сопротивлений последовательного и параллельного участков цепи:

,

где ; .

                                                                                                     а                                  б                                                 в

 

Рис1. Электрические цепи соединения сопротивлений: а – последовательное; б – параллельное; в – смешанное

 Закон Ома устанавливает связь между током  и напряжением  на некотором участке цепи. Ток в проводнике прямо пропорционален напряжению между концами проводника и обратно пропорционален сопротивлению этого же проводника, т. е. .

1-й закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов, подтекающих к любому узлу разветвленной электрической цепи, равна нулю , или сумма подтекающих к любому узлу токов равна сумме оттекающих от узла токов (рис. 2.1, б): , или .

2-й закон. Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме эдс вдоль того же контура (рис. 2.1, а), т. е. , или алгебраическая сумма напряжений (не падений напряжений) вдоль любого замкнутого контура равна нулю, т. е. : , или .

Закон Джоуля–Ленца устанавливает связь между энергией, выделяемой в сопротивлении нагрузки, и током, проходящим через него:

, при ; , Дж;

, Вт, – мощность нагрузки.

Баланс мощностей (закон сохранения энергии в электрической цепи).

 Суммарная мощность источников электрической энергии  равна общей мощности, поглощаемой сопротивлениями нагрузки (потребителями) , входящими в состав цепи, т. е.

   =   .

Относительная ошибка  должна быть меньше наперед заданного числа, например 5 %:

.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему (рис. 2.2).
2. Измерить напряжение на каждом сопротивлении и на входе цепи. Записать показание амперметра. Вычислить сопротивление каждого участка и всей цепи. Рассчитать мощность, потребляемую каждым сопротивлением. Измеренные и вычисленные значения занести в первую строку табл. 2.1. Убедиться, что , , .

 

 Рис. 2. Схема неразветвленной цепи при последовательном соединении сопротивлений

 Таблица 2.1

Показания приборов и результаты расчетов

Вид соединения сопротивлений

Напряжение, В

Ток, А

Сопротивление, Ом

Мощность, Вт

Последова- тельное (рис. 2)

 

4. Сформулировать выводы по работе.

 Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятий «ветвь», «контур», «узел».

2. Чему равно общее сопротивление цепи при последовательном соединении сопротивлений?

3. Как понимается и читается закон Ома для заданных схем?

4. Как читаются законы Кирхгофа?

5. Каким законом электротехники определяется мощность, развиваемая в сопротивлении при протекании электрического тока?

6. Что такое баланс мощностей?

 Приложение 3

Оформление отчета по лабораторным работам

Составление отчета о проведенных исследованиях является важнейшим этапом выполнения лабораторной работы. По каждой выполненной работе в рабочей тетради составляют отчет, руководствуясь следующими положениями:

1) указать название и порядковый номер лабораторной работы, а

также кратко сформулировать цель работы;

2) указать тип и номинальные данные испытуемых электрических

машин и аппаратов, а также типы, номера, пределы измерений, класс

точности и системы измерительных приборов, используемых при выполнении лабораторной работы (например: амперметр типа М42100, №

01985, магнитоэлектрической системы, 30 делен., предел измерений ЗА,

кл. 1,5);

3) схемы и графики вычертить с помощью циркуля и линейки с соблюдением принятых стандартных условных обозначений;

4) графические зависимости дать в прямоугольной системе координат в масштабе, с равномерными шкалами; произвольный перенос начала

координат не допускается; на графиках необходимо наносить экспериментальные точки;

5) отчет по каждой лабораторной работе должен содержать основные выводы.