Powtórzenie i utrwalenie wiadomości i umiejętności z zakresu obwodów prądu przemiennego
1. Cele lekcji
ogólny:
kształtowanie umiejętności logicznego myślenia oraz aktywnego uczenia się na przykładzie lekcji powtórzeniowej z zakresu obwodów prądu przemiennego.
a) Wiadomości
Uczeń podczas zajęć:
1. definiuje podstawowe pojęcia z zakresu obwodów prądu przemiennego;
2. wyjaśnia podstawowe wzory z zakresu obwodów prądu przemiennego;
3. wyjaśnia na przykładzie podstawowe prawa z zakresu obwodów prądu przemiennego;
4. podaje praktyczne zastosowanie silnika elektrycznego, prądnicy, rezystancji, reaktancji indukcyjnej, impedancji, wartości skutecznej napięcia przemiennego.
b) Umiejętności
Uczeń podczas zajęć:
1. stosuje podstawowe wzory z zakresu obwodów prądu przemiennego;
2. rysuje schematy obwodów prądu przemiennego i wykresy wektorowe prądów i napięć;
3. współdziała w zespole;
4. prezentuje pracę zespołu.
2. Metoda i forma pracy
Metoda: gra „Poziomy wiadomości i umiejętności”, III wersja pt. „Strategia zespołu”.
Forma: praca zespołowa niejednorodna.
3. Środki dydaktyczne
1. Polecenia na karteczkach przygotowane przez nauczyciela.
2. Arkusze pracy zespołów.
3. Sześć dużych plastikowych pojemników, np. doniczek, z naklejonymi numerkami.
4. Podręcznik „Elektrotechnika z automatyką” W. Jabłoński, G. Płoszajski.
4. Przebieg lekcji
a) Faza przygotowawcza
Nauczyciel sprawdza listę obecności, podaje temat i cele lekcji. Następnie zaznajamia uczniów z metodą pracy na zajęciach – tłumaczy zasady gry „Poziomy wiadomości i umiejętności”. Uczniowie w kilkuosobowych zespołach będą powtarzać oraz uzupełniać swoje wiadomości i umiejętności z zakresu obwodów prądu przemiennego. W tym celu będą korzystać z przygotowanych przez nauczyciela poleceń ułożonych w sześciu poziomach, które w zależności od trudności zadania są punktowane w skali od 1 do 4. W ciągu 20 minut każdy zespół ma zdobyć jak największą liczbę punktów. Nauczyciel dzieli uczniów na zespoły 4-osobowe. Każdy zespół wybiera swego „zadaniowca”, czyli ucznia losującego polecenia i kierującego pracą danej grupy.
b) Faza realizacyjna
„Zadaniowcom” wolno wybierać za każdym losowaniem tylko po jednym zadaniu z
dowolnego pojemnika gry. Zespoły wykonują wylosowane zadania na przygotowanym przez nauczyciela arkuszu gry, a następnie ustalają punktację za każde z nich (zob. przykładowy arkusz gry - załącznik nr 2). Gracze w zespołach sami decydują o tym, według jakiej strategii będą je rozwiązywać. Uczniowie mogą korzystać z książek lub zeszytów, ale za zadanie wykonane z taką pomocą uzyskują o połowę mniej punktów.
Po upływie określonego przez nauczyciela czasu liderzy podliczają punkty, które zespoły uzyskały podczas gry.
c) Faza podsumowująca
Nauczyciel zapisuje na tablicy wyniki poszczególnych zespołów. Następnie te grupy, które uzyskały najwięcej punktów prezentują wykonane zadania. Pozostali korygują ewentualne błędy i notują w zeszytach przedstawiane rozwiązania. Na zakończenie lekcji liderzy
podsumowują pracę swoich zespołów i krótko opisują strategię, według której pracowano.
Po lekcji nauczyciel zbiera arkusze z rozwiązaniami i weryfikuje punktację uczniów.
Zwycięski zespół otrzymuje ocenę bardzo dobrą, zaś pozostałe – oceny proporcjonalne do liczby uzyskanych punktów.
5. Bibliografia
1. M. Thanhoffer, R. Reichel, R. Rabenstein, Kreativ unterrichten, Ökotopia, Műnster 1996.
2. M. Krogulec-Sobowiec, Lekcje powtórzeniowe inaczej. ABC doradcy przedmiotów zawodowych, Zeszyt 57, CODN, Warszawa 1997
3. M. Krogulec-Sobowiec, M. Rudziński, Poradnik dla autorów pakietów edukacyjnych, KOWEZiU, Warszawa 2003.
4. M. Krogulec-Sobowiec, Gra „Poziomy wiadomości i umiejętności”, Szkoła Metod Aktywizujących, Zeszyt 3, ŚCDN, Kielce 2003.
6. Załą
c
znikia) Przykładowe polecenia do gry „Poziomy wiadomości i umiejętności - obwody prądu przemiennego”
Polecenia typ nr 1 („Podaj definicję...”) 1 punkt 1.1 Podaj definicję amplitudy.
1.2 Podaj definicję wartości skutecznej prądu sinusoidalnie zmiennego.
1.3 Podaj definicję okresu.
1.4 Podaj definicję wartości chwilowej.
1.5 Podaj definicję napięcia międzyfazowego.
1.6 Podaj definicję napięcia fazowego.
1.7 Podaj definicję wartości średniej prądu sinusoidalnie zmiennego.
Polecenia typ nr 2 („Podaj wzór na... Objaśnij go.”) 2 punkty 2.1 Podaj wzór na reaktancję indukcyjną. Objaśnij go.
2.2 Podaj wzór na reaktancję pojemnościową. Objaśnij go.
2.3 Podaj wzór na moc czynną w obwodzie 1-fazowym. Objaśnij go.
2.4 Podaj wzór na moc bierną w obwodzie 3-fazowym. Objaśnij go.
2.5 Podaj wzór na impedancję. Objaśnij go.
2.6 Podaj wzór na moc pozorną w obwodzie 3-fazowym. Objaśnij go.
Polecenia typ nr 3 („Rozwiąż zadanie”) 4 punkty 3.1. Rozwiąż zadanie
W obwodzie zasilanym przez prąd sinusoidalny znajduje się punkt węzłowy, z którego odpływają dwa prądy sinusoidalne o wartościach chwilowych: i1 = 52 sin(ωt + 45o)(A) i2 = 30 sin(ωt + 60o)(A). Oblicz wartość maksymalną Im prądu wypadkowego i = Im sin(ωt + α).
3.2. Rozwiąż zadanie
Amperomierz włączony do sieci prądu sinusoidalnie zmiennego wskazuje natężenie prądu I = 60 A. Obliczyć wartość maksymalną Im natężenia prądu.
3.3. Rozwiąż zadanie
Ogrzewacz elektryczny przyłączony do sieci o napięciu sinusoidalnym o wartości skutecznej U pobiera moc P = 1,1 kW. Wartość skuteczna prądu I pobieranego przez ogrzewacz wynosi 5 A. Oblicz oporność czynną R ogrzewacza elektrycznego oraz wartość skuteczną U i wartość max. Um napięcia przyłożonego do ogrzewacza.
3.4. Rozwiąż zadanie
Cewka idealna (bez strat) przyłączona do sieci o napięciu sinusoidalnym o wartości skutecznej U = 380 V, pobiera prąd I = 6 A (wartość skuteczna wskazywana przez amperomierz). Częstotliwość prądu zmiennego f = 25 Hz. Oporność czynna cewki R jest prawie równa zeru. Obliczyć indukcyjność L cewki.
3.5. Rozwiąż zadanie
Jaki prąd pobiera cewka bez strat o oporności R równej w przybliżeniu 0 Ω i L = 0,06 H przyłączona do sieci o napięciu 220 V i f = 50 Hz?
3.6. Rozwiąż zadanie
Kondensator przyłączony do napięcia sinusoidalnego o wartości skutecznej U= 100 V i częstotliwości f = 50 Hz pobiera prąd ładowania I = 1,2 A. Obliczyć pojemność kondensatora.
Polecenia typ nr 4 („Wytłumacz na przykładzie prawo...”) 2 punkty
4.1 Wytłumacz na przykładzie I prawo Kirchhoffa dla obwodu prądu zmiennego.
4.2 Wytłumacz na przykładzie II prawo Kirchhoffa dla obwodu prądu zmiennego.
4.3 Wytłumacz na przykładzie prawo Ohma dla obwodu prądu zmiennego.
4.4 Wytłumacz na przykładzie prawo Joule'a-Lenza.
4.5 Wytłumacz na przykładzie regułę lewej dłoni.
4.6 Wytłumacz na przykładzie regułę prawej dłoni.
Polecenia typ nr 5 („Podaj praktyczne zastosowanie…”) 1 punkt 5.1 Podaj praktyczne zastosowanie silnika elektrycznego.
5.2 Podaj praktyczne zastosowanie prądnicy.
5.3 Podaj praktyczne zastosowanie rezystancji.
5.4 Podaj praktyczne zastosowanie reaktancji indukcyjnej.
5.5 Podaj praktyczne zastosowanie impedancji.
5.6 Podaj praktyczne zastosowanie wartości skutecznej napięcia.
Polecenie typ nr 6 („Narysuj schemat / wykres...”) 3 punkty 6.1 Narysuj schemat obwodu szeregowego RLC.
6.2 Narysuj schemat obwodu równoległego RLC.
6.3 Narysuj schemat układu skojarzonego w gwiazdę.
6.4 Narysuj schemat układu skojarzonego w trójkąt.
6.5 Narysuj wykres wektorowy prądu, napięcia dla dwójnika szeregowego RL.
6.6 Narysuj wykres wektorowy prądu, napięcia dla dwójnika szeregowego RLC.
b) Przykład arkusza oceny pracy zespołu nr...do III wersji gry „Poziomy wiadomości i umiejętności” – „Strategia zespołu”.
Tematyka gry: ...
Pracuje zespół w składzie:
1. ...
2. ...
3. ...
4. ...
PUNKTACJA POZIOMÓW GRY:
Numer poziomu Grupa poleceń do poziomu Punktacja
Poziom I Podaj definicję 1
Poziom II Podaj wzór na... Objaśnij go 2
Poziom III Rozwiąż zadanie 4
Poziom IV Wytłumacz na przykładzie prawo 2
Poziom V Podaj praktyczne zastosowanie 1
Poziom VI Narysuj schemat / wykres 3
ODPOWIEDZI ZESPOŁU Nr polecenia
Punkty wystawione przez zespół
Punkty wystawione
przez nauczyciela
Suma punktów wystawionych przez zespół Suma punktów wystawionych przez nauczyciela
Ocena
Korzystaliśmy z pomocy podręcznika, zeszytu, słownika, encyklopedii ...razy.
c) Zadanie domowe
Powtórz jeszcze zadania z zakresu poleceń, które wykonałeś najsłabiej.
