Урок по электрическим машинам
Выбранный для просмотра документ Итоговый Урок по Э.М. d.doc
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Политехнический колледж корпорации «Казахмыс»
Методическая разработка итогового занятия
по разделу: Электрические машины и трансформаторы
предмет: Электротехника и электроника
Преподавателя электротехнических дисциплин:
Предмет: Электротехника и электроника
Тема занятия: Электрические машины и трансформаторы
Тип урока: урок обобщения.
Цель урока: Формирование профессиональных компетенций по дисциплине
Электрические машины и трансформаторы.
Задачи урока: учебная – оценить степень овладения материалом предмета.
воспитать интерес к предмету.
1. Учащийся должен знать основной материал по разделам: Трансформаторы,
асинхронные двигатели, Машины постоянного тока.
2. Учащийся должен уметь оценивать и анализировать данные по предмету.
3. Учащийся должен владеть навыками оптимального отбора информации.
Межпредметные связи: обеспечивающие – «Физика», «Математика», «ТОЭ»
обеспечиваемые – «Электрический привод»,
Обеспечение занятия: ПК, проектор, заготовки презентаций видео материал,
макеты и оборудование.
Кацман М.М., Электрические машины; Пиотровский Л.М., Электрические машины; Токарев Б.Ф., Электрические машины; Николаев С.А., Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам,
1.Организационный момент – проверка учащихся по списку (12 челоек);
ознакомление учащихся с целью и задачами урока;
деление на три бригады и назначение бригадиров. –(3 мин)
Основные понятия, свойства и законы магнитных и электрических
полей. (Если ток проходит по проводнику, то проводник … Количество теплоты определяется по закону … и зависит от … Сечение проводника выбирается по … Вокруг проводника с током всегда образуется … Если ток переменный, то магнитное поле … При внесении проводника с током в магнитное поле, поле …)
Закон электромагнитной индукции.
Устройство электрических машин и трансформаторов
Принцип действия электрических машин и трансформаторов
Применение электрических машин и трансформаторов
3. Обобщение и систематизация ЗУН:
Этап 1— ПРЕЗЕНТАЦИЯ : группам выдаются презентации (прилагаются), которые необходимо дополнить.
Темы презентаций: Трансформаторы.
Машины постоянного тока.
Работа группы с презентациями (по 3чел.)- 10-15 мин. 4-й участник в это время решает задачу (задачи прилагаются), по соответствующей теме.
По истечении отведенного времени представление презентации и ответы на вопросы – 10-15 мин (для каждой группы 3-5мин)
Этап 2 – ВИДЕОРОЛИК: группы, меняются темами, им выдаются видео ролики (прилагаются).
Подготовка текста для озвучивания видеороликов.- 10 мин
Просмотр видео с текстом – 10 мин (для каждой группы 3мин)
Этап 3 – ДИАГРАММА: группы, меняются темами, им выдается задание на составление энергетической диаграммы.
Подготовка проекта «Диаграмма» – 15 мин.
Защита проектов (ответы на вопросы)-15-20
4. Рефлексия 3-5: Заполнения оценочных листов учащимися и
5. Объявление результатов.
Достижения науки и техники, обусловленные ускорением научно-технического прогресса, способствуют совершенствованию всех отраслей промышленности и транспорта. В первую очередь, это относится к электрическим машинам, составляющим основу электроэнергетики, как в процессе производства электроэнергии, так и в процессе ее потребления.
Совершенствование электрических машин ведется по трем направлениям.
Во-первых, совершенствование технологии изготовления электрических машин, с целью увеличения их производства и снижения стоимости.
Во-вторых, применение в электрических машинах более качественных магнитных и электроизоляционных материалов, с целью повышения технико-экономических показателей электрических машин.
В-третьих, создание новых видов электрических машин нетрадиционной конструкции, с использованием новейших достижений науки.
Работы последних лет показали, что резервы по усовершенствованию электрических машин традиционной конструкции во многом исчерпаны. Поэтому оказывается целесообразным переход к электрическим машинам нового принципа исполнения. В этом смысле особый интерес представляют криогенные и магнитогидродинамические электрические машины.
Прошу Вас найти информацию по криогенным и магнитогидродинамическим электрическим машинам и ознакомиться с их устройством, принципом действия и областью применения. Приветствуется создание презентации.
Преподаватель: Коршнякова С.А.
Группа № 1 – всего баллов.
Группа № 2 – всего баллов.
Группа № 3 – всего баллов.
Задача 1. Трехфазный трансформатор номинальной мощностью Sном =100 кВ-А включен по схеме Y/∆. При этом номинальные линейные напряжения на входе и выходе трансформатора соответственно равны: U1ном = 3,0 кВ, U2ном = 0,4 кВ. Определить соотношение витков wllw2 и номинальные значения фазных токов в первичной I1ф и вторичной I2ф обмотках.
Задача 2. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения включен в сеть с напряжением 220 В. При номинальной нагрузке и частоте вращения 
об/мин он потребляет ток 
= 43 А. Сумма магнитных и механических потерь 
555 Вт. Электрические потери в цепи возбуждения 
Вт. Электрические потери в цепи якоря 
Вт. Электрические потери в щеточном контакте 
Вт.
План урока по теме «Классификация электрических машин. Устройство и принцип работы асинхронных двигателей»
Тема 7: Принцип действия, устройство, основные характеристики электрических машин
Урок 7.1-7.2 Тема урока: Классификация электрических машин. Устройство и принцип
работы асинхронных двигателей.
План – конспект урока
машины на определённые группы;
— изучить с учащимися устройство асинхронных двигателей.
— сформировать у учащихся материалистическое понимание
использования основных электромагнитных законов (закона
электромагнитной индукции, закона Ампера и правила Ленца) в работе
— способствовать развитию наблюдательности, технологического и
-развивать аккуратность, бережное отношение к материалам и чувство
ответственности за выполняемую работу.
— способствовать формированию профессиональных компетенций в
области устройства и принципа работы асинхронных двигателей.
-воспитывать чувство гордости за свою профессию, чувство
ответственности за выполненную работу, самостоятельность и уважение
Цель урока для учащихся : изучить устройство асинхронных двигателей и понять принцип их работы, понять поэтапное использование в работе двигателя основных электромагнитных законов.
Оборудование : интерактивная доска или экран, компьютер или ноутбук, мультимедийная презентация, разобранная учебная модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, разобранная учебная модель асинхронного двигателя с фазным ротором (фотографии моделей даны в презентации).
Тип урока : изучение и первичное закрепление новых знаний.
Методы : наглядные, имитационные, работа с экранными средствами, работа в тетради.
Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.
Межпредметные связи : техническая механика, электроматериаловедение, физика, химия, математика.
1. Данилов И.А. «Общая электротехника с основами электроники», М., «Высшая школа», 2000г.
2. Синдеев Ю.Г. «Электротехника с основами электроники», Ростов-на-Дону, «Феникс».
3. Мирский М.И. «Горная электротехника с основами рудничной электроники»
Мотивация, актуализация опорных знаний.
Основные типы электрических машин, их назначение.
Изучение нового материала:
— классификация электрических машин ;
— применение электрических машин;
— устройство асинхронных электродвигателей;
— принцип работы асинхронных двигателей
5. Заключение и выводы:
— Подведение итогов урока
— Подача домашнего задания
и актуализации опорных знаний
Отмечает наличие учащихся по журналу, проверяет готовность учащихся к уроку.
( Элементы рейтинговой системы оценивания: на протяжении всего урока на доске делает пометки напротив фамилий учащихся, ответивших на тот или иной вопрос).
Называет тему, цель урока.
Объясняет критерии оценивания деятельности учащихся на уроке (элементы рейтинговой системы оценивания).
Критерии оценивания (по лидеру-100%):
К электрическим машинам относятся:
Генераторы– это электрические машины, которые преобразуют механическую энергию в электрическую.
Электродвигатели – это электрические машины, которые, наоборот, электрическую энергию преобразуют в механическую (в виде вращения вала)
Значение электрических машин для любой отрасли народного хозяйства страны трудно переоценить, т.к в настоящее время:
-ни одно производство без них работать не может;
— ни одна организация или учреждение не способны выполнять свои задачи;
-ни один человек не способен себя комфортно чувствовать, выполнять свою работу или обустраивать свой быт. Поэтому мы должны их хорошо изучить и правильно их использовать.
Смотрят, слушают, записывают тему урока,
Смотрят, слушают анализируют.
Этап изучения нового материала
Классификация электрических машин
Все электрические машины делятся:
-электромашины постоянного тока;
-электромашины переменного тока.
2.По количеству фаз питающей сети :
3.По совпадению и несовпадению частоты вращения ротора с частотой вращения магнитного поля статора :
-электромашины синхронные (когда частоты совпадают);
-электромашины асинхронные (когда частоты не совпадают).
Применение электрических двигателей
Двигатели постоянного тока служат, в основном для привода электрофицированных транспортных средств (троллейбусов, трамваев электровозов).
Синхронные двигатели служат для привода оборудования, работающего с равномерными нагрузками (перегрузки не допустимы)- ткацкие станки, водяные насосы, вентиляторы, компрессоры и т.п.
Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором приводят в работу технологическое оборудование, работающего с переменными нагрузками и кратковременными перегрузками- большинство типов оборудования (металлорежущие и деревооборабатыващие станки, грунтовые насосы, привода различных редукторов и т.п.)
Промежуточный контроль проводится в виде соревнования с использованием мультимедиапрезентации. Учащиеся разделены на 2 группы (левосидящие за рабочим столом и правосидящие) Преподаватель последовательно включает вопросы на слайдах, право ответа имеет та группа, учащийся которой вперёд поднял руку вверх. Добивается от учащихся исчерпывающегося ответа. После этого показывает правильный ответ, оценивает работу каждого учащегося и в целом группы, продолжая рейтинг активности.
Вопросы промежуточного контроля:
1.На какие группы делятся электродвигатели по роду тока питающей сети?
— двигатели постоянного тока;
— двигатели переменного тока.
2.По какому признаку двигатели делятся на синхронные и асинхронные?
— по совпадению и несовпадению частоты вращения ротора с частотой
вращения магнитного поля статора.
3.Применение двигателей постоянного тока.
— для привода электрофицированных транспортных средств (трамваев, троллейбусов, электропоездов и т.п.)
4.Применение синхронных двигателей.
— для привода оборудования, работающего с равномерной нагрузкой (водяные насосы, вентиляторы, калориферы и т.п.)
5.Применение асинхронных двигателей с
— для привода оборудования, работающего с фиксированными нагрузками (подъёмные краны, лифты, лебёдки и т.п.)
6.Применение асинхронных двигателей с
— для привода оборудования, работающего с неравномерными нагрузками и перегрузками (станочное оборудование, грунтовые насосы и т.д.)
Устройство асинхронных двигателей
Затем показываются слайды с текстом:
Асинхронные двигатели состоят из двух основных частей: статора(неподвижная часть) и ротора (вращающаяся часть).
Сердечник статора набирается из стальных пластин толщиной 0,35мм. или 0,5 мм. Пластины штампуют с пазами изолируют лаком или окалиной для уменьшения потери на вихревые токи. В продольные пазы статора укладывают проводники его обмотки, которые соответствующим образом соединяют между собой так, что образуется трехфазная система.
Сердечник ротора также набирается
пластинчатым. В пазах ротора
укладывают массивные стержни,
соединенные на торцевых сторонах медными кольцами. Часто короткозамкнутую обмотку ротора изготавливают из алюминия, который заливают в горячем состоянии под давлением в пазы ротора. Такая обмотка всегда замкнута коротко и включение в нее сопротивления невозможно.
Далее показывается видеофрагмент презентации «Порядок сборки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором» для визуального запоминания устройства двигателя. (на видеофрагмент наложено речевое сопровождение преподавателя)
Принцип работы асинхронных двигателей.
Работа асинхронных двигателей основана на применении 3-х основных законов электромагнетизма:
— законе электромагнитной индукции;
— правиле (принципе) Ленца
1.Закон электромагнитной индукции ( открыт 29.08.1831г.)
( Великий английский учёный Фарадей Майкл (1791-1867)
На слайде №36 приведены примеры опытов, объясняющие закон электромагнитной индукции.
Преподаватель объясняет эти опыты.
(о взаимодействии проводника с током и магнитного поля полюсов постоянного магнита (электромагнита)
Закон был открыт в 1820г.
(Великий французский физик
и математик Ампер Андре Мари
На слайдах показывается мультимедийное конструирование закона Ампера. (Наложено речевое пояснение преподавателя)
3.Принцип (правило) Ленца.
— индукционные токи всегда имеют такое направление, что созданное ими магнитное поле всегда стремится устранить причину, их вызвавшую.
(Русский физик Ленц Эмилий Христианович)
На слайде №51 приведён опыт, объясняющий принцип Ленца. Преподаватель объясняет этот опыт.
Показывает видеофрагмент презентации «Модель асинхронного двигателя»
Принцип работы асинхронных двигателей.
Принцип действия асинхронного двигателя основан на использовании вращающегося магнитного поля и основных законов электротехники.
При включении двигателя в сеть трехфазного тока в статоре образуется вращающееся магнитное поле, силовые линии которого пересекают стержни или катушки обмотки ротора. При этом согласно закону электромагнитной индукции в обмотке ротора индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости пересечения силовых линий. Под действием индуктированной ЭДС в короткозамкнутом роторе возникают значительные токи.
В соответствии с законом Ампера на проводники с током, находящиеся в магнитном поле, действуют механические силы, которые по принципу Ленца стремятся устранить причину, вызывающую индуктированный ток, т.е. пересечение стержней обмотки ротора с силовыми линиями вращающегося магнитного поля. Таким образом, возникшие механические силы будут раскручивать ротор в направлении вращения поля статора, уменьшая скорость пересечения стержней обмотки ротора магнитными силовыми линиями.
Достичь скорости вращения поля в реальных условиях ротор не может, так как тогда стержни его обмотки оказались бы неподвижными относительно магнитных силовых линий и исчезли бы индукционные токи в обмотке ротора. По этому ротор вращается со скоростью, меньшей скорости вращения поля. т. е. не синхронно с полем, или асинхронно.
Слушают, делают записи в тетрадях, задают вопросы, возникающие по мере объяснения нового материала.
Слушают, смотрят, записывают в рабочих тетрадях применение электродвигателей различного типа.
План урока «Общие сведения об электрических машинах»
План открытого урока
Дисциплина : ОП.02. Основы электротехники
Профессия: Слесарь по эксплуатации и ремонту газового оборудования
Тема программы: Электромагнитные устройства и электрические машины
Тема урока : Общие сведения об электрических машинах
В результате изучения дисциплины студент должен освоить профессиональные компетенции:
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем.
ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.
ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
— использовать законы электротехники в профессиональной деятельности;
К концу урока обучающиеся должны:
Сформировать понятия об электрических машинах и их видах.
Знать принципы работы электрических машин
Развивающие и воспитывающие задачи урока : развивать у учащихся способность обобщать полученные знания, вырабатывать умение анализировать, воспитывать наблюдательность.
Тип урока : комбинированный.
Формы обучения: фронтальная (объяснение урока), индивидуальная (самостоятельная работа с карточками), работа в малых группах (взаимопроверка выполненных работ).
Методы обучения: словесный (рассказ с элементами беседы), наглядный (демонстрация видеоролика)
Материально- дидактическое оснащение урока:
Наглядные пособия: демонстрационный стенд, мультимедийная презентация, натуральные образцы электрических машин.
Дидактический материал: карточки-задания, опорные конспекты.
Оборудование: компьютер, проектор, экран.
Методические особенности и краткие указания по проведению урока
Приветствие учащихся. Отметить явку учащихся,
темы и целей урока
Преподаватель сообщает тему урока и мотивирует учащихся на изучение нового материала. С этой целью:
Привлекает учащихся к постановке целей урока вопросами:
-Что объединяет все, названные вами устройства?
(присутствие движения- механическая энергия)
— что такое электрическая машина?
(определение электрической машины).
Должен знать устройство, монтаж и ремонт испарительных установок, компрессоров, центробежных и поршневых насосов на газораздаточных станциях сжиженного газа
Сообщает цель урока
Слайд тема урока. Записать дату и тему в тетрадях
слайд с примерами машин
слайд эл машины в быту
слайд эл машины в промышленности
слайд квал. характеристика
3. Актуализация опорных знаний.
Для лучшего понимания и усвоения нового материала необходимо повторить некоторые законы электромагнетизма.
Задание : ответьте на вопрос учителя (Приложение 1)
Взаимопроверка работ по эталону ответов и оценивание.
На листочках 1-2 словами учащиеся отвечают на вопрос, заданный преподавателем.
Эталон ответов и критерии оценки на экране слайд эталон ответов
Преподаватель объясняет правильные ответы слайд принципы магнетизма
4. Объяснение нового материала.
Беседа с постановкой вопросов:
-давайте еще раз уточним, что называется электрической машиной?
— как называется электрическая машина, если она преобразует электрическую энергию в механическую?
— как называется электрическая машина, если она преобразует механическую энергию в электрическую?
Объяснение принципа работы электрических машин с просмотром видеоролика . слайд
Уточнение понятий статор, ротор, индуктор, якорь.
Объяснение понятия обратимости машин с просмотром видеоролика слайд
— как вы думаете, чем могут различаться электрические машины? (числом фаз, родом тока)
Машины переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные.
Весь изученный материал можно изложить в виде логико-смысловой модели (вместе с учащимися заполнить ЛСМ на доске) ( приложение 2)
Используя информационные листы по теме (Приложение 3), учащиеся самостоятельно записывают в тетрадь основные понятия: электрический генератор, электрический двигатель, ротор, статор, якорь, индуктор, синхронная машина, асинхронная машина.
Учащиеся высказывают свое мнение на поставленные вопросы
Объяснение с использованием натуральных образцов машин
Учащиеся заполняют в тетради
Раздать информационные листы.
5. Закрепление изученного материала
Индивидуальная работа с тестом (приложение4)
Самопроверка работ по эталону ответов
Слайд эталон ответов
6. Подведение итогов. Домашнее задание
Краткий анализ урока
Домашнее задание: повторить изученный материал по конспекту. Ответить на вопрос : можно ли отнести к электрическим машинам трансформатор?
Общие сведения об электрических машинах
Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве двигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины.
Устройство и работа электрических машин основаны на явлениях электромагнитной индукции и взаимодействия магнитных полей.
Электрическая машина имеет неподвижную часть — статор и подвижную часть — ротор . В зависимости от принципа действия электрической машины каждая из этих частей может быть индуктором (служит для создания магнитного поля) или якорем (в нем наводится э. д. с. индукции).
Число оборотов ротора за единицу времени называет ся частотой вращения электрической машины.
Магнитное поле, создаваемое индуктором, в большин стве электрических машин изменяется периодически и по этому называется вращающимся магнитным полем .
Если частота вращения магнитного поля и частота вращения вала электрической машины одинаковы, то такие машины называют синхронными. У асинхронных машин частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного поля.
Принцип действия электрических машин: 
— генератора: если в магнитном поле полюсов постоянных магнитов или электромагнитов поместить проводник и под действием какой-либо силы F перемещать его перпендикулярно магнитным линиям, то в нем возникает эдс, равная E = Blv , где В — магнитная индукция в месте, где находится проводник; l — активная длина проводника (та часть, которая находится в магнитном поле); v — скорость перемещения проводника в магнитном поле.
Вопросы для повторения:
Как называются материалы, которые всегда легко намагничиваются?
К какой группе материалов относится медь?
Что произойдет с проводником, по которому течет ток, если его поместить в магнитное поле постоянного магнита?
Что нужно сделать, чтобы в проводнике, помещенном в магнитном поле, возникла электродвижущая сила?
Какой ток называется переменным?
На него действует электромагнитная сила (его вытолкнет в сторону)
Изменяющийся по величине и направлению
5 правильных ответов – «5»
Ответьте на вопросы теста. При выполнении необходимо выбрать 1 из предлагаемых ответов. В каждом задании может быть всего один верный ответ. Обозначьте верный ответ.
Электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.
А. Электрический двигатель
В. Электрический генератор
2. Как называется машина, у которой частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля статора.
3. Электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую
А. Электрический двигатель
В. Электрический генератор
4. Как называется неподвижная часть электрической машины?
5. Часть машины, служащая для создания магнитного поля.