Однофазные трансформаторы

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования
«Российский государственный  профессионально-педагогический университет»

 

 

                                                                                           

 

 

 

Курсовая работа

 

по методике профессионального обучения на

Разработка листов рабочей тетради  по предмету «Электротехника и электроника»

тему

«Однофазные трансформаторы »

 

 

 

Студент: В.Ю.Брянчиков

                                            (Ф.И.О.)

Группа: НТ-414сЭМ

(.№ группы)

 

 

Преподаватель :Ю.А.Колесникова

                                                                 (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

Нижний Тагил

2013

Содержание

 

 

Введение

 

Применение рабочей  тетради в обучении улучшает качество образования, повышает эффективность учебного процесса на основе его индивидуализации, появляется возможность реализации перспективных методов обучения.

Актуальность использования  рабочей тетради заключается  в оптимальном сочетании содержания информационной подготовки студентов  с возможностью выявить направление движения формирования мыслительной деятельности. Рабочие тетради используются для текущего контроля преподавателем знаний и умений студентов применять знания при решении учебных задач.

Цель курсовой работы состоит в изучении способов разработки и разработке рабочей тетради по предмету «Электротехника и электроника».

Задачи:

1. Выявить      оптимальные      аспекты      управления      самостоятельной 
деятельностью учащихся

  1. Разработать рекомендации по подбору и составлению заданий для рабочей 
    тетради.

Разработать рабочую тетрадь по предмету «Электротехника и электроника» по теме «Однофазные трансформаторы»

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Рабочая тетрадь, как средство обучения

1.1. Функции рабочей тетради в учебном процессе

Рабочая тетрадь –  пособие с печатной основой для  работы непосредственно на содержащихся в нем заготовках; применяется преимущественно на первоначальных этапах изучения темы с целью увеличения объема практической деятельности и разнообразия содержания, форм работы, а также видов деятельности студентов.

Функции рабочей тетради  в учебном процессе следующие.

Обучающая. Предполагается формирование у учащихся необходимых знаний и умений.

Развивающая. Рабочая  тетрадь способствует развитию устойчивого внимания на уроке. Благодаря рабочей тетради учебный материал легче воспринимается. Рабочая тетрадь может быть инструментом в развитии мышления через специально разработанные задания и упражнения творческого характера.

Воспитывающая. Воспитание аккуратности в ведении конспекта.

Формирующая. Рабочая  тетрадь формирует у обучаемых навыки самоконтроля при условии систематического заполнения листов рабочей тетради.

Рационализирующая. Рациональная организация учебного времени и  учебной работы обучаемых. При работе с листами рабочей тетради основное время учащихся затрачивается на познание смысла изучаемых понятий, описывающих технические объекты и принципы их работы, технологические процессы, основы технологии производства продукции.

Контролирующая. Рабочая тетрадь может быть использована для контроля знаний и умений учащихся. Лист рабочей тетради представляет собой тест второго уровня усвоения понятий. При этом у преподавателя появляется возможность осуществлять этот контроль постоянно, на определенных этапах урока, так как учебный материала в листах рабочей тетради разбит на блоки.

Различают три вида рабочей  тетради: информационный, контролирующий, смешанный.

Информационный вид  рабочей тетради несет в себе информацию только о содержании учебного материала. Учебная информация в рабочей тетради задает учащимся ориентацию в содержании рассматриваемой темы. Данный вид рабочей тетради широко распространен в профессиональной школе, так как по многим учебным предметам нет учебного материала ни в одном учебнике или учебная информация рассредоточена по нескольким учебникам. Вследствие этого преподаватель вынужден конструировать учебную информацию в рабочей тетради. Контролирующая рабочая тетрадь используется после изучения темы урока. Преподаватель с помощью листов рабочей тетради может не только установить факт знания или незнания, но и определить, на какой операции учащийся допускает ошибку, и на этапе формирования понятия устранить ее. Смешанный вид рабочей тетради включает в себя информационный и контролирующий блоки. В информационный блок включают новый учебный материал, в контролирующий помещают задания и тесты для контроля полученных знаний и умений, задания для самостоятельной работы.

1.2. Требования, предъявляемые к рабочим тетрадям

К структуре рабочей тетради предъявляются определенные требования.

1. Рабочая тетрадь должна иметь предисловие, поясняющее обращение к учащимся.

2. Система вопросов и заданий должна быть построена в соответствии со структурой и логикой формирования соответствующих технических понятий. Между заданиями должна быть определена соподчиненность, касающаяся как содержания предмета, таки надпредметных умений. Задача автора — вести учащегося от темы к теме, от решения простых проблем к более сложным заданиям.

3. Иллюстрации в рабочей тетради должны быть рабочими, т.е. обучающими. К ним могут ставиться вопросы, требующие объяснения. Рисунок можно дополнить или предложить свой вариант.

Там, где это возможно и оправдано, имеет смысл предложить

начертить или дополнить  схему.

4. Композиционное построение рабочей тетради зависит от замысла автора, от характера и содержания учебного материала, его объема характера вопросов и заданий. Однако в любом случае должны быть предусмотрены достаточное место для ответов учащихся возможность исправления допущенных ошибок, неточностей.

5. В конце каждой  темы внутри тетради желательна  серия контрольных вопросов, что  позволяет лишний раз  систематизировать  знания учащихся.

6. Завершает тетрадь  заключение, ориентирующее учащихся  на содержание учебного материала, который будет изучаться впоследствии.

При работе учащихся с  листами рабочей тетради по электротехнике обучаемый в определениях электротехнических понятий вставляет пропущенные  ключевые слова, т.е. названия изучаемых  понятий или технических операций (измерить, включить, отключить и т.д.). Для вычерчивания принципиальных схем в листе рабочей тетради задается основа построения, т.е. вычерчены в готовом виде отдельные элементы, вспомогательные устройства. Учащиеся должны достроить принципиальную схему с помощью условных обозначений элементов на принципиальных электрических схемах. Такой же алгоритм существует для представления принципиальной схемы электрической цепи с целью преобразования схемы соединения элементов с тем чтобы рассчитать систему параметров по указанному в тетради методу.

Определение элементов  электротехнических устройств – операция, обратная построению принципиальной схемы. В этом случае принципиальная электрическая схема или само устройство даются в готовом виде, а учащиеся должны определить каждый элемент по условному обозначению и описать его функциональное назначение.

Анализ физических процессов, протекающих в устройствах и  системах, режимов работы электротехнических устройств проводится посредством построения временных и векторных диаграмм для чего в рабочей тетради задается вектор или вид временной диаграммы. Для определения режима работы учащиеся строят графики, диаграммы сигналов в рассматриваемом устройстве. Однако графическая форма сигнала дает примерное значение ров сигналов. Для более точных расчетов выводятся формулы расчетов параметров. Учащиеся работают с формулами, заполняя «окошечки» в формулах. По определенному алгоритму они вносят в Формулу символ изучаемого понятия, или коэффициент или знак математического действия и т.д. Для контроля уровня сформированности знаний лист рабочей тетради включает содержание задач или проблемные вопросы.

Для того чтобы листы  рабочей тетради могли систематически формировать устойчивые профессиональные умения они должны отвечать следующим  требованиям:

1. Полнота — наличие задач на освоение всех изучаемых понятий, фактов, методов профессиональной деятельности.

2. Группировка системы задач, обобщенные способы решения

которых переносятся  в решения задач широкого спектра профессиональной деятельности.

3. Связность всех блоков информации на листах рабочей тетради.

4. Возрастание трудности решения задач и планируемых результатов обучения.

5. Целевая ориентация — для каждой задачи определено место

на листах рабочей  тетради.

6. Целевая достаточность — достаточно задач закрепления методов решения, если они обладают свойством переноса на другие

предметные области.

7. Психологическая комфортность обучаемых при работе с листом рабочей тетради. Учащиеся имеют возможность формировать понятия в индивидуальном темпе усвоения содержания учебной информации, проводить самоконтроль и контроль деятельности своего товарища.

Логика представления  учебной информации такая же, как  в опорном конспекте. Работа учащихся над определениями формируемых понятий, рассмотрение конструкции изучаемого устройства задают ориентировочную основу деятельности; построение графиков, диаграмм, проведение операций над формулами формируют исполнительские действия. И, наконец, решение задач, формулировка «выводного знания» определяют уровень сформированности знаний и умений учащихся. Здесь следует отметить, что единая логика представления учебной информации, единый алгоритм операционной деятельности учащихся во всей рабочей тетради на протяжении всего изучения учебного предмета переходят в метод учебной работы. Вследствие этого мы называем рабочую тетрадь разновидностью учебных техник.

1.3. Методика проведения занятий с применением рабочей тетради

Методика проведения занятий с применением печатной тетради может быть различной, ниже описаны некоторые, чаще всего используемые варианты построения таких занятий.

Вариант 1. Рабочая тетрадь используется при изучении нового материала и его закреплении. Изучение нового материала можно осуществить на основе информационного комплекса составленного для каждой темы, изложенной в рабочей тетради.

Вариант 2. В рамках комбинированного занятия с помощью рабочей  тетради осуществляется повторение и обобщение изученного материала. Такой вариант предпочтительнее для занятий итогового повторения, когда по ходу занятия требуется повторить наиболее важные факты. Обобщение и заключение происходит с помощью заданий к занятию, домашних заданий, самостоятельных работ.

Вариант 3. Отдельные занятия могут  быть посвящены самостоятельному изучению нового материала с помощью рабочей тетради. Такая работа проводится индивидуально. Тем самым происходит приобщение студентов к самостоятельной, исследовательской работе.

В рабочей тетради содержатся теоретические  сведения, дополняющие и обобщающие лекционный курс по данной дисциплине, практическая часть, закрепляющий комплекс.

 

Пример работы с рабочей тетрадью:

В начале занятия студенты повторяют теоретический материал. На повторение теоретического блока  студентам дается 20-25 минут. Студенты берут свои рабочие тетради. Открывают на нужной странице. Преподаватель указывает студентам, на каких основных вопросах им следует заострить свое внимание, что следует повторить.

После повторения теоретического материала студенты должны ответить на вопросы, содержащиеся в тесте по данной теме. Целью проведения такого опроса является контроль освоения теоретического материала как структурной единицы всего учебного материала. На проведение теста отводится не более 10 минут.

В случае набора необходимого количества правильных ответов студенты приступают к выполнению практических заданий для того, чтобы преподаватель мог проверить, как усвоен практический материал данной темы. На выполнение практического задания студентам отводится 40 минут.

Все этапы работы оцениваются преподавателем и в конце занятия он выставляет каждому студенту общую оценку.

Итак, можно выделить основные достоинства рабочей тетради:

  • системный подбор постепенно усложняющихся заданий;
  • экономия времени студентов за счет выполнения работы непосредственно на страницах пособия;
  • возможность решения большего числа задач.

 

2. Разработка листов рабочей тетради

2.1. Спецификация  понятий по теме «Однофазный  трансформаторов»

 

Опорное понятие

Новое понятие

№

Названия понятий

Символ

Уровень усвоения

+

  

1

Однофазный  трансформатор

Тр

2

+

  

2

Обмотки

о

2

+

  

3

Первичная обмотка

по

2

+

  

4

Вторичная обмотка

во

2

+

  

5

Магнитопровод

МП

2

+

  

6

Сердечник

  

2

 

+

7

Броневые трансформаторы

  

1

 

+

8

Стержневые трансформаторы

  

1

 

+

9

Ш-образный сердечник

  

1

 

+

10

П-образный сердечник

  

1

 

+

11

Холостой ход трансформатора

ХХ

2

 

+

12

Режим короткого замыкания

КЗ

2

 

+

13

Режим трансформатора под нагрузкой

  

2

+

  

14

Активное сопротивление  обмотки

R

2

+

  

15

Индуктивное сопротивление  рассеяния

X

2

+

  

16

Полное сопротивление

Z

2

+

  

17

Магнитный поток

Ф

2

+

  

18

Частота переменного  напряжения

f

2

+

  

19

Ток обмотки

I

2

           
   

20

ЭДС

  

2

+

  

21

Мгновенное значение ЭДС

e

2

+

  

22

Максимальное значение ЭДС

  

2

+

  

23

ЭДС рассеяния

  

2

+

  

24

Действующее значение напряжения

U

2

 

+

25

Коэффициент трансформации

K

2


 

*■■■•

 

2.2. Пример листов рабочей тетради по теме «Однофазные трансформаторы»

Принцип действия трансформатора

Электромагнитная  схема однофазного двухобмоточного  трансформатора состоит из двух _________________ (рис. 1.), размещенных на замкнутом _______________________, который выполнен из ферромагнитного материала. Применение ферромагнитного магнитопровода позволяет усилить электромагнитную связь между ___________, т.е. __________ магнитное сопротивление контура, по которому проходит магнитный поток трансформатора. Первичную обмотку 1 подключают к источнику _____________ тока – электрической сети с напряжением сети u1. К вторичной обмотке 2 присоединяют сопротивление нагрузки Zн.

Обмотку более  высокого _______________ называют обмоткой ____________ _____________ _____________ (ВН), а низкого ______________ – обмоткой _____________ ___________________ (НН). Начала и концы обмотки ВН обозначают буквами А и Х; обмотки НН – буквами а и х.

При подключении  к сети в первичной обмотке  возникает переменный ток i1, который создаёт переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС – е1 и е2 пропорциональные, согласно закону Максвелла, ________ __________ w1 и w2 соответствующей обмотки и скорости изменения потока dФ/dt.

 
Рис. 1.

Отношение ЭДС Eвн обмотки высшего напряжения к ЭДС Енн обмотки низшего напряжения (или отношение их чисел витков) называют коэффициентом _________________


n = ________________

! Коэффициент n всегда _____________ единицы.

В трансформаторе преобразуются только напряжения и  токи. Мощность же остаётся приблизительно постоянной (она несколько уменьшается  из-за внутренних потерь энергии в  трансформаторе).

!Следовательно, полная мощность потребляемая из сети практически полностью выделяется на ________________

S1 = U1 I1 ,

S1 = U1 I1 ≈ S2 = U2 I2 .

Отсюда следуют соотношения  между токами и напряжениями на первичной  и вторичной обмотках трансформатора.


U1 / U2 = ________________

Устройство  трансформаторов

Рис. 1. Устройство трансформатора. 1. _______________; 2. ______________; 3. _____________; 4. _____________; 5.______________.

Магнитная система. В зависимости от конфигурации магнитной системы, трансформаторы подразделяют на ____________ (рис. 2., а), ___________ (рис.2., б) и ____________ (рис. 2, в).

______________ называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки (рис. 2.; 2). Часть магнитопровода, на которой обмотки отсутствуют, называют __________ (рис. 2.; 1). Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняют стержневыми. Они имеют лучшие условия охлаждения и меньшую массу, чем броневые.

 
Рис. 2.

2.3. Контролирующие  листы рабочей тетради по теме  «Однофазные трансформаторы»

Почему  сердечник трансформатора выполняют  из электротехнической

стали?

__________________________________________________________

Почему  пластины сердечника трансформатора стягивают  шпильками?

____________________________________________________________

 

Почему  сердечник трансформатора выполняют из электрически изолированных друг от друга пластин электротехнической стали?

_________________________________________________________

_________________________________________________________

 

На  каком законе электротехники основан принцип действия трансформатора?

___________________________________________________

 

Что произойдет с трансформатором, если его включить в сеть постоянного напряжения той же величины?

_________________________________________

 

Как соотносятся по величине токи холостого  хода I0 и номинальный I1н в трансформаторах средней мощности?


 

 

29. Какой режим  работы соответствует опыту холостого хода трансформатора?


 

 

Что произошло с нагрузкой трансформатора, если ток первичной обмотки уменьшился?


 

 

Два трансформатора одинаковой мощности Тр1 и Тр2, подключенные к

одной питающей сети переменного тока, включены параллельно и работают наобщую нагрузку. Коэффициенты трансформации обоих трансформаторов одинаковы, а напряжение короткого замыкания трансформатора Тр1 больше, чем напряжение короткого замыкания трансформатора Тр2 (U1к1> U1к2). Что будет происходить с трансформаторами:


 

 

Первичная обмотка  автотрансформатора имеет W1=600 витков, коэффициент трансформации К=20. Определить число витков вторичной обмотки W2.


 

 

 

Изменится ли магнитный поток в сердечнике трансформатора, если вторичной обмотке  ток возрос в 3 раза:

________________________

Имеется два одинаковых трансформатора Тр1 и Тр2. У первого трансформатора Тр1 сердечник изготовлен из листов электротехнической стали толщиной 0, 35 мм, у второго Тр2 – 0,5 мм. В каком соотношении находятся их

КПД η:________________

На  рисунке показаны внешние характеристики однофазного трансформатора для  различных видов нагрузки. Каким типам нагрузки они соответствуют

  1. _____________________
  2. _____________________
  3. _____________________
  4. ____________________

 

 

 

 

 

На рисунке изображен трансформатор, работающий в режиме холостого хода.

 
 
  Рис. 3  

      W1 - число витков первичной обмотки;  
       W2- число витков вторичной обмотки;  
       R1 - активное сопротивление первичной обмотки.

     Определите ЭДС, индуктированную в первичной обмотке трансформатора основным магнитным потоком.


.  

    

  Основной магнитный поток изменяется по закону:

 


,

 

Действующее значение ЭДС в первичной обмотке

.


 
     

  Действующее значение ЭДС во вторичной обмотке


 

 

              

Изобразите векторную диаграммю трансформатора, работающего в режиме холостого хода.

Изобразите схему  замещения трансформатора,  соответствующая уравнению

.   

        где   индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки.  
 
       


 

 

 

Определить  число витков W2 вторичной обмотки трансформатора

напряжения, если первичная обмотка рассчитана на напряжение U1 = 6000 В и имеет W1=12000 витков, а вторичная – на U2 = 100 В.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

Ответ: ___________________

 

Определить  число витков вторичной обмотки  трансформатора тока W2, если первичная обмотка рассчитана на ток I1 = 1000 А и имеет W1 = 1 виток, а вторичная на – I2 = 5 А.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

Ответ: ___________________

Номинальная мощность трансформатора S=10 кВ∙А. Номинальное входное напряжение U1=660 В, выходное U2=380 В. Потерями в трансформаторе пренебречь. Определить коэффициент трансформации, токи в первичной и вторичной обмотках.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Ответ:_________________

 

 

Однофазный трансформатор номинальной мощностью 400 В∙А имеет активное сопротивление первичной обмотки R1=1,875 Ом.

В опыте  короткого замыкания (см.рис.), трансформатора замерено напряжение на входе U1к=10 В, при котором токи в первичной и вторичной обмотках равны номинальным: I1=2 А, I2=10 А. Ваттметр показал Рк=15 Вт. Определить, какую долю от номинального значения составляет напряжение короткого замыкания, активное сопротивление вторичной обмотки.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Ответ:_________________

 

Заключение

 

Разработка рабочей тетради является вполне современным способом ведения учебного процесса. Несомненные преимущества налицо: проверка усвоения материала, контроль мыслительной деятельности учащихся, проверка полученных знаний, сами лекции проходят более разнообразно, а как следствие этого повышенный интерес аудитории, возможность исправлять ошибки в момент, когда они делаются, повышение познавательной самостоятельности у студентов. Такой тип обучения и контроля наиболее подойдёт как для очной, так и для заочной формы обучения. Листы рабочей тетради позволяют заметить ошибки в момент свершения. Таким образом, рабочая тетрадь является одним из немало важных атрибутов обучения.

 

Список литературы

 

 

  1. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. – М., 1995.
  2. Касаткин А. С. М. В. Немцов Электротехника// Высшая школа. 2002
  3. Касаткина Н.Э., Руднева Е.Л. Курс лекций по педагогике. - Кемерово: КемГУ, 2001.
  4. Климов Е.А. Методы системного педагогического исследования. – М., 1997
  5. Подласый И.П. Педагогика: новый курс в 2-х кн. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999.
  6. "Педагогика" под ред. В.А.Сластенина, М.: Издательский центр "Академия", 2002.
  7. Педагогика: Учебное пособие для студентов педагогических вузов и колледжей (Под ред. П. И. Пидкасистого). – М.: Российское педагогическое агентство, 1996.
  8. Федорова В. Н., Кирюшкин Д. М.  «Межпредметные связи» М., Педагогика, 1989
  9. Эрганова Н.Е. Основы методики профессионального обучения: Учеб. пособ.- 2-е изд.- Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1999.- 138с.



Однофазные трансформаторы 📙 Курсовая → 🆔 148205

Однофазные трансформаторы 📙 Курсовая → 🆔 148205

Однофазные трансформаторы