Лабораторна робота " Дослідження режимів роботи електричного кола і його елементів"

Опис документу:
Дидактична (навчальна) мета - оволодіти навичками складання електричних схем у програмі Electronics Workbench, відпрацювати навички по дослідженню режимів роботи електричних схем. Закріпити відомі способи дій по використанню формул та побудови графіків в програмі Ехсеl. Сприяти перевірці й коректуванню системи електротехнічних знань, умінь, навичок по темі «Режими роботи електричного кола і його елементів», необхідних для загальної освіти, практичної діяльності й у повсякденному житті.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Тема: Дослідження режимів роботи електричного кола і його елементів

Тип заняття: Інтегроване заняття (предмет «Комп'ютерна техніка та програмування» та «ТОЕ»).

Дидактична (навчальна) мета - оволодіти навичками складання електричних схем у програмі Electronics Workbench, відпрацювати навички по дослідженню режимів роботи електричних схем. Закріпити відомі способи дій по використанню формул та побудови графіків в програмі Ехсеl. Сприяти перевірці й коректуванню системи електротехнічних знань, умінь, навичок по темі «Режими роботи електричного кола і його елементів», необхідних для загальної освіти, практичної діяльності й у повсякденному житті.

Виховна мета: Виховувати професійні риси та вміння майбутніх спеціалістів. Розвинути мислення студентів за допомогою аналізу, порівняння, дослідницької роботи. Прищеплювати культуру розумової праці; виховувати почуття відповідальності, уміння працювати в групі.

Обладнання: персональний комп'ютер, сигнальні пристрої, інструкції для виконання практичної роботи, картки обліку балів.

СТРУКТУРА ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ:

I. Організаційна частина. (1 хв.)

Перевірити присутність студентів на занятті. Готовність аудиторії до занять. Повторити правила техніки безпеки при роботі з ПК.

II. Повідомлення девізу заняття.

Викладач: Девізом заняття ми сьогодні обираємо: «Грам практичного застосування коштує тонни абстрактних узагальнень».

III. Повідомлення теми та мотивація навчальної діяльності студентів. (6 хв.)

Тема заняття: Використання програми Electronics Workbench при вивченні спеціальних дисциплін.

Заняття складається з трьох етапів:

  • перший - Брейн-ринг (за правильну відповідь студент отримує два бали, у разі невірної відповіді має можливість відповісти студент другої групи і набрати один бал), наші бали у вигляді амперметрів з показанням «1 Ампер», «2Ампери»,

Рисунок 4 - Картки – бали

  • другий - виконання практичної роботи (за точність й оперативність моделювання електричної схеми першим двом студентам два бали, іншим - по одному балу; за вірно виконану роботу першим двом студентам п'ять балів, іншим - в залежності від точності й швидкості виконання роботи),

  • третій - розробка конструкторських проектів (за точність й оперативність першому п'ять балів, іншим - в залежності від точності й швидкості виконання роботи).

  • крім того журі має 5 призових балів для активних студентів, які вручить у кінці пари.

Викладач: (мотивація) Електротехніка й електроніка належать до тієї області природничих наук, у якій процес пізнання вимагає нерозривного зв'язку теоретичного аналізу й експериментальних досліджень. Зусиллями багатьох фахівців персональний комп'ютер став незамінним інструментом у процесі аналізу й експериментального дослідження процесів в електротехніці й електроніці. Система схемотехнічного моделювання Electronics Workbench (EWB) призначена для моделювання й аналізу електричних схем.

Програма (EWB) дозволяє моделювати аналогові, цифрові й цифро-аналогові схеми великого ступеня складності, параметри компонентів можна змінювати в широкому діапазоні значень. Прості компоненти описуються набором параметрів, значення яких можна змінювати безпосередньо із клавіатури.

Широкий набір приладів дозволяє робити вимірювання різних величин, задавати вхідні дані, будувати графіки. Усі прилади зображуються у вигляді, максимально наближених до реальних, тому з однієї сторони працювати з ними просто, а з іншого - виникають складності, тому що відрізняється від зображення на схемах. Ця програма має наступні переваги:

  • економія часу;

  • вірогідність вимірювань;

  • зручність проведення вимірювань;

  • як заміна коштовному обладнанню;

  • графічні можливості.

IV. Актуалізація опорних знань з предметів «Комп'ютерна техніка та програмування» та «ТОЕ». (16 хв.)

Викладач: Брейн-ринг. Група ділиться на дві команди. Перша команда, яка знає відповідь на питання натискає сигнальну кнопку. За правильну відповідь студент отримує два бали, у разі невірної відповіді має можливість відповісти студент другої групи і набрати один бал.

Викладач: Давайте з вами згадаємо найбільш характерні режими роботи електричних кіл.

  1. В електричній схемі напруга на затисках джерела дорівнює його ЕДС. Поясніть при яких умовах роботи електричного кола це буває.

  2. Вольтметр показав на навантаженні напругу рівну нулю. Поясніть коли це трапляється.

  3. Поясніть при якому режимі роботи кола гарантуються найкращі умови (економічність, довговічність...)

  4. Якими формулами ми користуємося для визначення потужності й коли вона досягає найбільшого значення?

  5. Яка величина в лініях електропередач залежить від втрати напруги, і зменшується при зростанні струму. По якій формулі її можна розрахувати.

  6. Чому для збирання електричних схем ми обрали саме програму Electronics Workbench (EWB)?

  7. Які особливості цієї програми у кресленні електричних схем порівняно з іншими?

  8. Чому недоцільно для цієї мети використовувати Word. Paint?

  9. Які вивчені програми ми можемо використати для розрахунку? Чим вони відрізняються?

  10. Яку програму доцільно використовувати для розрахунку з вхідними даними, що змінюються? Які інструменти програми використовуються для цієї мети?

V. Зміст основної частини практичного заняття. (35 хв.)

Викладач: А зараз ми перейдемо до виконання лабораторної роботи, «Дослідження режимів роботи електричного кола». Не забудьте розписатись в журналі обліку роботи ПК. У вас є інструкції до практичної роботи. На робочому столі файл для розрахунку в Ехсеl має назву «Розрахунок», до нього ви заносите отримані дані й виконуєте побудову графіків. В процесі виконання ви отримуєте бали за правильність та оперативність у роботі.

Практична робота № 15 .

Тема: Використання програми Electronic Workbench при вивченні спеціальних дисциплін.

Мета: навчитись використовувати інструменти програми Electronic Workbench для моделювання електричних схем і вимірювання їх електричних параметрів. Закріпити відомі способи дій по використанню формул та побудови графіків в програмі Еxcel.

Обладнання: персональний комп’ютер, інструкції до роботи.

Теоретичні відомості.

Еlесtrоnіс Workbench може застосовуватися як на підприємствах, що займаються розробкою електричних ланцюгів так і у вищих навчальних закладах, що займаються вивченням і розробкою радіоелектронних пристроїв, може застосовуватися як заміна дорогого устаткування.

Еlесtrоnіс Workbench може робити велику кількість аналізів радіоелектронних пристроїв, що займає досить багато часу при стандартних методах розробки. Еlесtrоnіс Workbench простий у використанні і не вимагає глибоких знань у комп'ютерній техніці. Важко знайти аналог по простоті інтерфейсу і числу виконуваних функцій.

Меню Circut дозволяє здійснити операції роботи з ланцюгами. Circuit/Rotate - Команда дозволяє обертати обрані компоненти на 90 градусів по годинній стрілці. Circuit/Flip Vertical - Команда дзеркально відбиває обрану схему по вертикалі у вікні схеми. Circuit/Flip Horizontal - Команда дзеркально відбиває обрану схему по горизонталі у вікні схеми. Circuit/Component Properties - Команда призначена для зміни властивостей обраного компонента.

Хід роботи

  1. Запустити програму Еlесtrоnіс Workbench. В звіт запишіть як ви це виконали.

  2. Створити схему для іспиту режимів роботи електричного кола. Схема складається з трьох послідовно з’єднаних резисторів, з яких два опора по 10 Ом, і опір навантаження 30 Ом. В звіт записати які елементи програми для складання схеми ви використали.

  3. Провести дослідження холостого ходу роботи схеми. В таблицю Excel «Розрахунок» занести показання напруги навантаження, силу струму електричного кола. Розрахувати значення загальної потужності електричного кола, потужності навантаження, ККД схеми. В звіт записати які саме інструменти Excel ви використали формули чи функції?

  4. Дослідити робочий режим схеми змінюючи опір навантаження з кроком 2 Ом. Виконати вісім дослідів. Після кожного досліду в таблицю «Розрахунок» занести показання напруги навантаження, силу струму електричного кола. Розрахувати значення загальної потужності електричного кола, потужності навантаження, ККД схеми. В звіт записати як ви копіювали формули, які використали посилання?

  5. Провести дослідження короткого замикання електричного кола. В таблицю «Розрахунок» занести показання напруги навантаження, силу струму електричного кола. Розрахувати значення загальної потужності електричного кола, потужності навантаження, ККД схеми. В звіт записати як у програмі Electronic Workbench замкнути ключ.

  6. На поточному листі (де виконували розрахунки в Excel) побудувати три графіка: перший – вольтамперна характеристика , другий – залежність потужності від сили струму , третій – залежність ККД від сили струму . В звіт записати як ви вставили діаграму? Який тип діаграми ви використали?

  7. Оформити роботу. Записати висновок.

Запитання для самоконтролю.

  1. Як запустити програму Electronic Workbench?

  2. Яке призначення й особливості програми Electronic Workbench?

  3. Які є елементи програми для моделювання електричних схем?

  4. Як здійснити обертання компонента схеми?

  5. Як здійснити з’єднання елементів схеми?

VI. Поточний контроль виконання роботи.

Поточний контроль та корекція виконання практичної роботи, виставлення балів.

VII. Контроль виконаної роботи. (2 хв.)

Перевіряємо складену схему, вірність розрахунків, побудованих графіків. Відповідно присвоюємо бали.

VIII. Узагальнення та систематизація вмінь і навичок. (15 хв.)

Викладач: У дирекцію НДІ з ряду підприємств, у чорній скрині, прислали замовлення на розробку декількох конструкторських проектів. Але для того щоб відкрити чорний ящик вам потрібно запропонувати схему «чорної скрині». Отже увага! Чорна скриня має три клеми А, Б, С, до яких приєднані резистори. При вимірюванні опорів між різними клемами отримали RАВ=5Ом, Rвс=8Ом, R.АС=90м. Запропонуйте схему «чорної скриньки», що містить мінімальну кількість резисторів.

Дирекція інституту пропонує розробити й захистити наукові проекти на розширеному засіданні вченої ради НДІ й у випадку успішного захисту просити патентне бюро видати здобувачам патент на відкриття.

«ОСВІТЛЕННЯ»

1.Конструкторське завдання

Складіть проект електричної схеми освітлення побутових приміщень. Підберіть необхідне устаткування. Схема повинна забезпечувати виконання наступних умов:

  • здійснення освітлення чотирма лампами розжарювання з окремими вимикачами;

  • світіння лампи розжарювання при перегорянні однієї з них;

  • передбачити загальний вимикач електричного кола;

  • напруга джерела - 100 В;

  • потужність трьох ламп – 100 Вт, потужність четвертої лампи 300Вт,

  • передбачити контроль вхідної напруги й усіх струмів електричного кола.

2 Інженерне завдання

Для електричної схеми розрахуйте силу струму й напруги на окремих ділянках кола. Укажіть який запобіжник треба підібрати.

3.Практичне завдання:

Змоделюйте електричне коло за допомогою програми Electronics Workbench Виміряйте напругу в колі, силу струму, при почерговому вмиканні споживачів, і поясніть показання амперметрів.

«ОБІГРІВ»

1.Конструкторське завдання

Складіть проект схеми електричного кола, по якому можна зібрати установку для обігріву складського приміщення. Схема повинна забезпечувати виконання наступних умов:

  • здійснення обігріву трьома однаковими обігрівачами;

  • припинення роботи обігрівачів при згорянні одного з них;

  • плавне регулювання виділюваного нагрівачами кількості теплоти;

  • можливість включення й вимикання нагрівачів;

  • використати як обігрівачі резистори опором 30 Ом;

  • напруга джерела 127В.

2. Інженерне завдання

Визначити на яку силу струму повинен бути розрахований кожний обігрівач і який обрати запобіжник.

3.Практичне завдання

Змоделюйте схему за допомогою програми Electronics Workbench, й виміряйте максимальне значення сили струму, зрівняєте його з розрахунковим. Поясніть, які зміни відбуваються в роботі кола, коли змінюється положення повзунка реостату

ІХ. Підведення підсумків заняття. Виставлення поурочного балу. (4 хв.)

Викладач: Отже найкращі здобувачі отримують патент на «Освітлення» та «Обігрів». Журі надає призові бали активним студентам. Підрахуйте отримані бали. Студенти повідомляють бали. Я виставляю оцінки олівцем, а після перевірки ваших балів наведу оцінки. Тому покладіть бали до конверту, на якому напишіть своє прізвище та кількість балів.

X. Домашнє завдання. (1 хв.)

Викладач: Написати звіт до роботи, здати хто написав.

Дякуємо за увагу!

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»

Всеосвіта є суб’єктом підвищення кваліфікації.

Сертифікат від «Всеосвіти» відповідає п. 13 постанови КМУ від 21 серпня 2019 року № 800 (із змінами і доповненнями, внесеними постановою КМУ від 27 грудня 2019 року № 1133)

Обрати Курс або Вебінар.

Співпраця із закладами освіти.

Дізнатись більше про сертифікати.


Приклад завдання з олімпіади Українська мова. Спробуйте!

Всеосвіті 3 роки!

Святкуємо гучно та з подарунками!

+ 10 подарункових боксів з фірмовими товарами від «Всеосвіти»!

+ 10 подарункових боксів з фірмовими товарами від «Всеосвіти»!

до розіграшу подарунків залишилось
00
00
00
00