Разработка плана урока по дисциплине Электротехника и электроника по курсу: Современные педагогические технологии профессионального обучения. Обучение в деятельности ТЕМА: Электрические двигатели постоянного тока (методика решения дидактических

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЮГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Сургутский нефтяной техникум (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Югорский государственный университет»

Разработка плана урока по дисциплине "Электротехника и электроника"

по курсу: Современные педагогические технологии профессионального обучения. Обучение в деятельности

ТЕМА: Электрические двигатели постоянного тока

(методика решения дидактических задач)

Выполнила:

Крживицкая Наталия Васильевна

преподаватель электротехники СНТ

г. Сургут

Сургут

2015г.

Дисциплина: Электротехника и электроника.

Тема урока: Машины постоянного тока.

Тип урока: Освоение новых знаний.

Цель урока: к концу урока учащиеся будут уметь объяснять устройство и принцип действия МПТ электротехническими законами.

Воспитательно-развивающие задачи урока:

1. Развивать логическое мышление, умение анализировать, работать в команде.

2. Воспитывать самостоятельность, внимательность, аккуратность.

Формирование профессиональных компетенций:

1. Участвовать в организации безопасной среды для пациента и медицинского персонала.

2. Обеспечивать правильное хранение и использование предметов ухода и инвентаря.

Материально-дидактическое обеспечение:

1. Оборудование и приборы:

1.1 Компьютер, мультимедийный экран;

1.2 Действующая модель машины постоянного тока;

2. Дидактические материалы:

2.1 Информационный лист

2.2 Задания к информационным листам;

2.3 Оценочные листы;

2.4 Тестовое задание №1;

2.5 Эталоны ответов на тестовые задания.

3. Литература:

3.1 Синдеев Ю.Г. Электротехника. Учебное пособие. - Ростов-на Дону: Феникс, 2001;

3.2 Гусев Н.Н., Мельцер Б.Н. Электротехника и основы промышленной электроники. Учебное пособие. - Минск: Высшая школа, 1973;

3.3 Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник. - М.: За рулем, 1999.

Структурно-логическая схема

Устройство МПТ

статор

якорь

щетки

полюсы обмотки возбуждения

обмотка якоря

коллектор

Детали МПТ

Машины постоянного тока

Закон электромагнитной индукции

Закон Ампера

Законы принципа работы

Принцип действия МПТ

Генератор

Двигатель

Технологическая карта урока

Этапы урока

Время (мин)

ПД. обучающегося

Методические особенности и краткие указания по проведению урока

Примечание

1. Организационный момент

1

-

Проверить явку и готовность студентов к уроку;

2. Информирование

4

Кα₁

Сообщить тему урока;

Познакомить студентов с дидактической задачей, целями урока;

Ответить на вопросы.

• Готовы ли вы сейчас выполнить задание?

• Чтобы выполнить данное задание, что вам нужно знать?

• Что необходимо уметь?

Метаплан-цели урока

Дидактическая задача

3. Планирование

40

Кα₁

Раздать информационные листы;

Организовать индивидуальную работу студентов;

Предложить выполнить тестовое задание в процессе работы с ИЛ1;

Раздать эталон тестового задания;

Предложить сравнить свой вариант теста с эталоном;

Результат занести в оценочный лист.

Раздать листы планирования.

ИЛ1

Тестовое задание

Эталон тестового задания

Оценочный лист

ЛП1

4. Принятие решения

16

Кα_1-2

Разделить студентов на малые группы;

Предложить им обсудить варианты заполнения листа планирования в процессе работы с ИЛ1;

Создать общий лист планирования;

Раздать эталон листа планирования;

Предложить оценить свой вариант с эталоном;

Результат занести в оценочный лист.

Эталон листа планирования

Оценочный лист

5. Выполнение

12

Кα₂

Предложить решить дидактическую задачу используя полученные знания.

6. Контроль

5

Кα₁

Раздать эталон с решением дидактической задачи;

Предложить сверить собственный вариант решения дидактической задачи с эталоном.

Эталон с решением дидактической задачи

7.Оценка

5

Организовать работу студентов по заполнению оценочных листов.

Оценочные листы с критериями оценок

8.Итоги

5

Подвести итоги урока;

Выставить оценки в журнал.

9.Домашнее задание

2

Выдать домашнее задание.

Список литература и др. источники

Текст дидактической задачи

Семен при помощи мотора бензопилы и машины постоянного тока смог получить электроэнергию, что позволило ему освещать дом.

Какие шаги были предприняты Семеном?

Какие процессы в результате действий Семена произошли в машине постоянного тока?

На основе какого электротехнического закона был выработан ток?

ИЛ1

Электрические машины постоянного тока

1. Устройство электрической машины постоянного тока

Электрическая машина постоянного тока состоит из двух основных частей: неподвижной части (индуктора) и вращающейся части (якоря с барабанной обмоткой). На рис. 1 изображена конструктивная схема машины постоянного тока.

(рис. 1)

Индуктор состоит из

1 - станины цилиндрической формы, изготовленной из ферромагнитного материала

2 - полюсов с обмоткой возбуждения, закрепленных на станине. Обмотка возбуждения создает основной магнитный поток. Магнитный поток может создаваться постоянными магнитами, укрепленными на станине.

Якорь состоит из следующих элементов:

3 - сердечника

4 - обмотки, уложенной в пазы сердечника

5 - коллектора

Якорь электродвигателя

Сердечник якоря для уменьшения потерь на вихревые точки набирается из изолированных друг от друга листов электротехнической стали.

2. Принцип действия машины постоянного тока

Рассмотрим работу машины постоянного тока в режиме генератора на модели, приведенной на рис.2.

1 - полюсы индуктора,

2 - якорь,

3 - проводники,

4 - контактные щетки.

(рис. 2)

Проводники якорной обмотки расположены на поверхности якоря, на которые неподвижные контактные щетки.

Контактные щетки размещены на линии геометрической нейтрали, проведенной посредине между полюсами.

1. Приведем якорь машины во вращение в направлении, указанном стрелкой (Рис. 2).

2. Определим направление ЭДС, индуктированных в проводниках якорной обмотки по правилу правой руки (на рис.2 крестиком обозначены ЭДС, направленные от нас, точками - ЭДС, направленные к нам).

3. Соединим проводники между собой так, чтобы ЭДС в них складывались. Для этого соединяют последовательно конец проводника, расположенного в зоне одного полюса с концом проводника, расположенного в зоне полюса противоположной полярности.

Контактные щетки делят якорную обмотку на две параллельные ветви. В верхней параллельной ветви индуктируется ЭДС одного направления, в нижней параллельной ветви - противоположного направления. ЭДС, снимаемая контактными щетками, равна сумме электродвижущих сил проводников, расположенных между щетками.

ЭДС якорной обмотки пропорциональна частоте вращения якоря n₂ и магнитному потоку индуктора Ф, где С_е - константа.

Коллектор - это специальное контактное устройство, которое используется в реальных электрических машинах постоянного тока. Коллектор устанавливается на одном валу с сердечником якоря и состоит из отдельных изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая из пластин соединена с одним или несколькими проводниками якорной обмотки.

На коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С помощью контактных щеток вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока (двигатель постоянного тока) или с нагрузкой (генератор).

3. Работа электрической машины постоянного тока
в режиме генератора

Любая электрическая машина обладает свойством обратимости, т.е. может работать в режиме генератора или двигателя.

Основное уравнение генератора

Если к зажимам приведенного во вращение якоря генератора присоединить сопротивление нагрузки, то под действием ЭДС якорной обмотки в цепи возникает ток.

где U - напряжение на зажимах генератора;

R_я - сопротивление обмотки якоря.

(Рис. 3)

С появлением тока в проводниках обмотки возникнут электромагнитные силы.

На рис. 3 схематично изображен генератор постоянного тока, показаны направления токов в проводниках якорной обмотки.

Чтобы машина работала в качестве генератора, необходимо первичным двигателем вращать ее якорь, преодолевая тормозной электромагнитный момент, возникающий по правилу Ленца.

4. Работа электрической машины постоянного тока

в режиме двигателя. Основные уравнения

Под действием напряжения, подведенного к якорю двигателя, в обмотке якоря появится ток I_я.

При взаимодействии тока с магнитным полем индуктора возникает электромагнитный вращающий момент. Направление электромагнитного вращающего момента определится по правилу левой руки.

Якорь вращается против часовой стрелки. В проводниках якорной обмотки индуцируется ЭДС, направление которой определяется правилом правой руки. Эта ЭДС направлена встречно току якоря, ее называют противо-ЭДС.

(рис. 4)

На рис. 4 показана схема замещения якорной обмотки двигателя. ЭДС направлена встречно току якоря.

Основное уравнение двигателя

В соответствии со вторым законом Кирхгофа, запишем основное уравнение двигателя:

Частоту вращения двигателя постоянного тока n₂ можно регулировать следующими способами:

1. Изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения;

2. Изменением тока якоря с помощью реостата в цепи обмотки якоря;

3. Изменением напряжения U на зажимах якорной обмотки.

Чтобы изменить направление вращения двигателя на обратное (реверсировать двигатель), необходимо изменить направление тока в обмотке якоря или индуктора.

Устройство МПТ

статор

щетки

коллектор

Детали МПТ

Машины постоянного тока

Закон электромагнитной индукции

Законы принципа работы

Принцип действия МПТ

Двигатель

Лист планирования

Эталон листа планирования

Устройство МПТ

статор

якорь

щетки

полюсы обмотки возбуждения

обмотка якоря

коллектор

Детали МПТ

Машины постоянного тока

Закон электромагнитной индукции

Закон Ампера

Законы принципа работы

Принцип действия МПТ

Генератор

Двигатель

Всего 5 пропусков. За заполнение каждого пропуска начисляется 5 баллов.

Эталон решения дидактической задачи

Баллы

1. Какие шаги были предприняты Семеном?

1. Семен соединил мотор и МПТ;

2. Запустил мотор.

10

10

2. Какие процессы в результате действий Семена произошли в машине постоянного тока?

1. Раскрутился якорь машины, вырабатывающей электроэнергию;

10

3. На основе какого электротехнического закона был выработан ток?

1. Закон электромагнитной индукции.

10

Максимальное количество баллов: 40.

Оценочный лист

ФИО

Количество баллов за ответы на контрольные вопросы

Количество баллов за таблицу-задание

Решение дидактической задачи

Сумма баллов

Перевод баллов в отметку

Иванов И.И.

Петров А.А.

Максимальное количество баллов

25 баллов

25 баллов

40 баллов

90 баллов

Критерии перевода баллов в оценки

• 90-75 баллов - отлично (оценка "5")

• 74-50 баллов - хорошо (оценка "4")

• 49-30 баллов - удовлетворительно (оценка "3")

• ниже 30 баллов - неудовлетворительно (оценка "2")