„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Eugeniusz Namysł

Badanie

układów

elektrycznych

i

elektronicznych

731[01].O1.04

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Krzysztof Idzior
mgr inż. Dariusz Główczak



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Eugeniusz Namysł



Konsultacja:
mgr inż. Ryszard Dolata









Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 731[01].O1.04
„Badanie układów elektrycznych i elektronicznych”, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu mechanik automatyki przemysłowej i urządzeń precyzyjnych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji–Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1.

Wprowadzenie

3

2.

Wymagania wstępne

5

3.

Cele kształcenia

6

4.

Przykładowe scenariusze zajęć

7

5.

Ćwiczenia

12

5.1. Pole elektryczne

12

5.1.1. Ćwiczenia

12

5.2. Pole magnetyczne i elektromagnetyzm

14

5.2.1. Ćwiczenia

14

5.3. Prąd stały

16

5.3.1. Ćwiczenia

16

5.4. Prąd przemienny

19

5.4.1. Ćwiczenia

19

5.5. Pomiary elektryczne

22

5.5.1. Ćwiczenia

22

5.6. Elementy elektroniczne

26

5.6.1. Ćwiczenia

26

5.7. Układy elektroniczne

29

5.7.1. Ćwiczenia

29

5.8. Elektryczne urządzenia wykonawcze w automatyce oraz zabezpieczenia

instalacji elektrycznych i układów elektronicznych

32

5.8.1. Ćwiczenia

32

5.9. Podstawy techniki cyfrowej i wykorzystanie komputera

35

5.9.1. Ćwiczenia

35

6.

Ewaluacja osiągnięć ucznia

37

7.

Literatura

54

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela, który będzie pomocny w prowadzeniu

zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie mechanik automatyki przemysłowej
i urządzeń precyzyjnych.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien mieć już ukształtowane,
aby bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia, wykaz umiejętności jakie uczeń ukształtuje podczas pracy
z poradnikiem,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

przykładowe ćwiczenia ze wskazówkami do realizacji, zalecanymi metodami nauczania–
uczenia oraz środkami dydaktycznymi,

−

ewaluację osiągnięć ucznia, przykładowe narzędzia pomiaru dydaktycznego,

−

literaturę.

Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami

ze szczególnym uwzględnieniem metod tekstu przewodniego, dyskusji dydaktycznej
i ćwiczeń praktycznych.

Formy

organizacyjne

pracy

uczniów

mogą

być

zróżnicowane,

począwszy

od samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.

Uczniowie powinni opanować wszystkie umiejętności. Ćwiczenia należy oceniać

w systemie dwustopniowym: uczeń umie albo nie umie wykonać ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

Moduł 731[01].O1

Podstawy miernictwa

731[01].O1.02

Wykonywanie pomiarów

warsztatowych

731[01].O1.03

Wykonywanie pomiarów

przemysłowych

731[01].O1.04

Badanie układów

elektrycznych

i elektronicznych

731[01].O1.01

Przestrzeganie przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpożarowej

oraz ochrony środowiska

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

stosować jednostki układu SI,

−

przeliczać jednostki,

−

wykonywać wykresy funkcji,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu fizyki,

−

użytkować komputer,

−

współpracować w grupie,

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony
środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji ćwiczeń podanych w poradniku uczeń powinien umieć:

−

zinterpretować prawa i zjawiska fizyczne występujące w obwodach elektrycznych,

−

zastosować podstawowe pojęcia oraz wielkości charakteryzujące obwody elektryczne,

−

rozróżnić elementy składowe obwodu elektrycznego,

−

obliczyć wartość wielkości elektrycznych w prostych obwodach prądu stałego
i przemiennego,

−

odczytać na schematach symbole graficzne podstawowych elementów elektrycznych
i elektronicznych,

−

określić funkcje elementów i układów elektrycznych i elektronicznych,

−

rozróżnić elementy instalacji elektrycznej: przewody, łączniki, osprzęt instalacyjny
oraz zabezpieczenia,

−

zastosować zasady bezpiecznej obsługi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

scharakteryzować właściwości elektrycznych przyrządów pomiarowych,

−

dobrać przyrządy do pomiaru wielkości elektrycznych,

−

połączyć układy elektryczne i elektroniczne na podstawie schematów,

−

wykonać pomiar napięcia, natężenia i mocy prądu elektrycznego oraz rezystancji,

−

skorzystać z uniwersalnych mierników analogowych i cyfrowych do pomiarów
elektrycznych,

−

wyjaśnić budowę, zasadę działania i określić funkcje elektrycznych układów
wykonawczych w urządzeniach automatyki,

−

wyjaśnić budowę, zasadę działania i określić funkcje innych układów wykonawczych
w urządzeniach automatyki,

−

sprawdzić zabezpieczenia instalacji i urządzeń elektrycznych oraz układów
elektronicznych,

−

posłużyć się dokumentacją techniczną, katalogami oraz normami technicznymi przy
doborze elementów elektrycznych i elektronicznych,

−

skorzystać z programów komputerowych przy dobieraniu elementów układów
pomiarowych i elektrycznych układów wykonawczych,

−

zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
oraz ochrony środowiska na stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca:

…………………………………………………………….

Modułowy program nauczania: Mechanik

automatyki

przemysłowej

i

urządzeń

precyzyjnych 731[01]

Moduł:

Podstawy miernictwa 731[01].O1

Jednostka modułowa:

Badanie układów elektrycznych i elektronicznych

731[01].O1.04.

Temat: Badanie prostowników.

Cel ogólny: Nabycie umiejętności łączenia układu pomiarowego do badania prostowników

oraz analizy przebiegów czasowych napięć na oscyloskopie.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

rozpoznać symbole na schemacie elektrycznym,

−

wyjaśnić zasadę działania prostownika półokresowego i pełnookresowego,

−

połączyć układ pomiarowy do badania prostowników na podstawie schematu,

−

sprawdzić poprawność wykonanych połączeń układu pomiarowego,

−

obsłużyć oscyloskop i multimetr cyfrowy,

−

zbadać przebiegi wyjściowe prostowników,

−

narysować przebiegi czasowe napięć wyjściowych z prostowników bez kondensatora
oraz z kondensatorem,

−

przeanalizować wpływ obciążenia i pojemności na wartość i kształt napięcia
wyjściowego,

−

zaplanować tabelę pomiarów.

Metody nauczania–uczenia się:

−

tekstu przewodniego.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

uczniowie pracują w grupach 3 osobowych.

Czas trwania zajęć:

−

90 minut.

Środki dydaktyczne:

−

zestaw prostowników, kondensatorów i rezystorów,

−

transformator lub generator przebiegów sinusoidalnych,

−

multimetr cyfrowy, oscyloskop,

−

zestaw pytań prowadzących.

Zadanie dla ucznia:

Wykonaj

badanie

przebiegów

wyjściowych

prostownika

półokresowego

i pełnookresowego bez filtru pojemnościowego i z filtrem pojemnościowym. Połącz
i sprawdź poprawność działania układu pomiarowego. Narysuj przebiegi napięć na papierze
milimetrowym. Przeanalizuj wpływ obciążenia i pojemności na wartość napięcia
wyjściowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Przebieg zajęć:
Faza wstępna
1. Określenie tematu zajęć i celów kształcenia.
2. Zapoznanie uczniów z bezpieczną obsługą urządzeń elektrycznych na stanowisku

pomiarowym, podział na zespoły 3 osobowe.

3. Wyjaśnienie uczniom zasad pracy metodą tekstu przewodniego.

Faza właściwa

Praca metodą tekstu przewodniego.

Faza I. Informacje

Pytania prowadzące:

1. Jakie są symbole diody, kondensatora, rezystora, woltomierza, oscyloskopu, generatora,

transformatora?

2. Jaka jest zasada działania diody?
3. Jak działa prostownik półokresowy?
4. Jak działa prostownik pełnookresowy?
5. Jaką funkcję spełnia transformator?
6. Jaki woltomierz mierzy wartość średnią napięcia?
7. Co mierzymy oscyloskopem?
8. Jaką rolę pełni filtr pojemnościowy?
9. Jaki wpływ na wartość napięcia wyjściowego ma obciążenie R

0

?

Faza II. Planowanie
1. Jakie przyrządy pomiarowe będą użyte do ćwiczenia?
2. W jakiej kolejności będą wykonywane pomiary?
3. Jak będą zapisywane wyniki pomiarów?
4. Jak będą rysowane przebiegi czasowe?
5. Jaki będzie podział pracy w zespole?

Faza III. Ustalenie
1. Uczniowie zastanawiają się nad doborem rezystancji R

0

i pojemności C.

2. Uczniowie ustalają tabelę pomiarów dla wszystkich możliwych przypadków pomiarów.
3. Uczniowie konsultują z nauczycielem sposób zasilania (transformator lub generator).

Faza IV. Wykonanie
1. Uczniowie łączą układ pomiarowy zgodnie z określonym schematem i sprawdzają

poprawność połączeń.

2. Uczniowie obserwują przebiegi na oscyloskopie i rysują je na papierze milimetrowym.
3. Uczniowie mierzą multimetrem wartość średnią napięcia wyjściowego.
4. Uczniowie analizują wpływ obciążenia i pojemności na kształt i wartość napięcia

wyjściowego.

Faza V. Sprawdzenie
1. Nauczyciel sprawdza poprawność doboru rezystora R

0

i pojemności C.

2. Nauczyciel sprawdza poprawność połączeń układu pomiarowego dla każdego przypadku

osobno.

3. Nauczyciel sprawdza wyniki pomiarów i narysowane przebiegi napięć.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Faza VI. Analiza końcowa.
1. Uczniowie odpowiadają wyrywkowo na pytania nauczyciela, które zawarte były

w I fazie.

2. Nauczyciel wraz z uczniami dokonuje analizy końcowej.
3. Nauczyciel omawia błędy popełnione przez uczniów w czasie ćwiczenia.
4. Nauczyciel ocenia uczniów według ich zaangażowania w zespole i za opracowanie

wyników pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca:

…………………………………………………………….

Modułowy program nauczania: Mechanik

automatyki

przemysłowej

i

urządzeń

precyzyjnych 731[01]

Moduł:

Podstawy miernictwa 731[01].O1

Jednostka modułowa:

Badanie układów elektrycznych i elektronicznych

731[01].O1.04.

Temat: Badanie diod półprzewodnikowych.

Cel ogólny: Nabycie umiejętności łączenia układu pomiarowego do badania diod, wykonanie

pomiarów napięć i prądów, rysowania charakterystyk prądowo–napięciowych
diody prostowniczej i diody Zenera.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

rozpoznać symbole na schemacie elektrycznym,

−

opisać zasadę działania diody prostowniczej i diody Zenera,

−

połączyć układ pomiarowy do badania diod na podstawie schematu,

−

dobrać przyrządy pomiarowe,

−

posłużyć się zasilaczem i multimetrem cyfrowym,

−

narysować charakterystyki prądowo

−

napięciowe diody,

−

zaplanować tabele pomiarowe,

−

odszukać w katalogu parametry diody.

Metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

tekstu przewodniego.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

uczniowie pracują w grupach 3 osobowych.

Czas trwania zajęć:

−

135 minut.

Środki dydaktyczne:

−

zestaw diod,

−

zasilacz napięcia stałego,

−

dwa multimetry cyfrowe,

−

rezystor dekadowy,

−

instrukcja do ćwiczenia.

Zadanie dla ucznia:

Wykonaj zgodnie z instrukcją ćwiczenie „Badanie diod półprzewodnikowych”.

Przebieg zajęć:
Faza wstępna
1. Określenie tematu zajęć i celów kształcenia.
2. Zapoznanie uczniów z bezpieczną obsługą urządzeń elektrycznych na stanowisku

pomiarowym, podział na zespoły 3 osobowe.

3. Wyjaśnienie uczniom zasad pracy metodą tekstu przewodniego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Faza właściwa

Praca metodą tekstu przewodniego.

Faza I. Informacje.

Pytania sprawdzające:

1. Jakie są symbole diody prostowniczej, diody Zenera, kondensatora, rezystora,

woltomierza, amperomierza?

2. Jaka jest zasada działania diody prostowniczej?
3. Jak działa dioda Zenera?
4. Jak wygląda charakterystyka napięciowo

−

prądowa diody prostowniczej?

5. Jak wygląda charakterystyka napięciowo

−

prądowa diody Zenera?

Faza II. Planowanie
1. Jakie przyrządy pomiarowe będą użyte do ćwiczenia?
2. W jakiej kolejności będą wykonywane pomiary?
3. Jak będą zapisywane wyniki pomiarów?
4. Jak będą rysowane charakterystyki prądowo

−

napięciowe?

5. Jaki będzie podział pracy w zespole?

Faza III. Ustalenie
1. Uczniowie zastanawiają się nad doborem rezystancji R.
2. Uczniowie ustalają tabelę pomiarów dla wszystkich możliwych przypadków pomiarów.
3. Uczniowie konsultują z nauczycielem wartość maksymalnego napięcia w kierunku

przewodzenia i zaporowym.

Faza IV. Wykonanie
1. Uczniowie łączą układ pomiarowy zgodnie z określonym schematem i sprawdzają

poprawność połączeń.

2. Uczniowie odszukują w katalogu lub Internecie parametry badanych diod.
3. Uczniowie mierzą napięcia i prądy diody prostowniczej oraz diody Zenera w kierunku

przewodzenia i zaporowym.

4. Uczniowie zapisują wyniki pomiarów w tabeli.
5. Uczniowie rysują charakterystyki prądowo

−

napięciowe na papierze milimetrowym.

Faza V. Sprawdzenie
1. Nauczyciel sprawdza dobór rezystancji R i zakresu napięcia zasilania.
2. Nauczyciel sprawdza poprawność połączeń układu pomiarowego dla każdego przypadku

osobno.

3. Nauczyciel sprawdza wyniki pomiarów i narysowane charakterystyki.

Faza VI. Analiza końcowa.
1. Uczniowie odpowiadają wyrywkowo na pytania nauczyciela, które zawarte były

w I fazie.

2. Nauczyciel wraz z uczniami dokonuje analizy końcowej.
3. Nauczyciel omawia błędy popełnione przez uczniów w czasie ćwiczenia.
4. Nauczyciel ocenia uczniów według ich zaangażowania w zespole i za opracowanie

wyników pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

5. ĆWICZENIA

5.1. Pole elektryczne

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na schematach a, b, c przedstawiono mieszane połączenia kondensatorów o jednakowej

pojemności C=2 μF. Oblicz pojemność zastępczą kondensatorów przedstawionych na
rysunku 1.

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

a)

b)

c)

Rys. do ćwiczenia 1 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.1.1 z Poradnika dla ucznia. Nauczyciel może zmodyfikować zadanie
zmieniając wartość pojemności przy tych samych schematach. Można przeprowadzić
ćwiczenie w grupach, zadając każdej grupie inne dane. Grupa, która pierwsza przedstawi
prawidłowe wyniki otrzymuje najwyższą ocenę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać wzory na połączenie szeregowe i równoległe kondensatorów,
2) pogrupować kondensatory i narysować kolejne schematy po uproszczeniu,
3) obliczyć pojemność poszczególnych grup kondensatorów,
4) obliczyć pojemność zastępczą,
5) opracować wnioski i zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

gry dydaktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusze papieru formatu A4,

−

linijka, ołówek,

−

poradnik dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar pojemności dziesięciu różnych typów kondensatorów o stałej

pojemności.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.1.1 z Poradnika dla ucznia. Nauczyciel powinien omówić i pokazać dane
typy kondensatorów i objaśnić funkcje miernika cyfrowego RLC. Nauczyciel sprawdza,
czy uczniowie odnaleźli odpowiedni typ kondensatora w katalogu. Uczniowie mogą też
przynieść kondensatory z domu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wybrać dziesięć kondensatorów np. elektrolityczny, mikowy, poliestrowy,
2) przeanalizować instrukcję obsługi miernika cyfrowego RLC,
3) zmierzyć pojemność kondensatorów miernikiem RLC,
4) odczytać pojemności opisane na kondensatorach i zanotować je,
5) dla każdego kondensatora odszukać parametry w katalogu lub Internecie,
6) porównać wartości odczytane i pomierzone,
7) opracować wnioski i zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusze papieru formatu A4,

−

miernik cyfrowy RLC,

−

zestaw kondensatorów, katalog elementów elektronicznych (lub dostęp do strony
internetowej producenta kondensatorów).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

5.2. Pole magnetyczne i elektromagnetyzm

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz wartość indukcyjności własnej cewki przedstawionej na rysunku dla długości

cewki l wynoszącej 12,56 cm i 25,12 cm. Cewka umieszczona jest w powietrzu, ma 1000
zwoi, przekrój s = 0,01 m

2

. Przenikalność magnetyczna próżni

µ

0

=1,256

6

10

−

⋅

H/m. Na

podstawie uzyskanych obliczeń określ zależność indukcyjności L, od długości cewki.

Rys. do ćwiczenia 1 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien powtórzyć z uczniami

wzory i jednostki. Można zmodyfikować zadanie zmieniając wymiary cewki i przenikalność
magnetyczną. Przy pracy w grupach można tak zmieniać parametry, aby uczniowie wyciągali
wnioski, kiedy indukcyjność rośnie, a kiedy maleje.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać wzór na indukcyjność własną cewki,
2) obliczyć indukcyjność dla obu długości cewek,
3) porównać otrzymane wyniki i napisać wniosek, jak indukcyjność L, zależy od długości

cewki?

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

gry dydaktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

poradnik dla ucznia,

−

linijka, ołówek, kalkulator.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar indukcyjności własnej L i oporności R dziesięciu różnych cewek

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.2.1. z poradnika dla ucznia. Nauczyciel powinien omówić dane typy
cewek, dławików, transformatorów, a także przedstawić obsługę miernika RLC. Nauczyciel

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

sprawdza czy uczniowie odnaleźli odpowiedni typ cewki w katalogu. Uczniowie mogą
przynieść cewki z domu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wybrać dziesięć cewek np. dławik z rdzeniem i bez rdzenia, cewka jednowarstwowa

i wielowarstwowa,

2) zapoznać się z obsługą miernika cyfrowego RLC,
3) zmierzyć indukcyjność i opór cewek miernikiem RLC,
4) odczytać indukcyjności i zanotować je,
5) odszukać dany typ cewki w katalogu lub Internecie i oczytać jej parametry,

opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusze papieru formatu A4, katalog elementów elektronicznych lub dostęp do strony
internetowej producenta cewek,

−

zestaw cewek, miernik RLC.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

5.3. Prąd stały

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na schematach a, b, c, przedstawiono mieszane połączenie rezystorów o jednakowej

rezystancji R=2

Ω

. Oblicz rezystancję zastępczą R

Z

poszczególnych układów.

Rys. do ćwiczenia 1 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.3.1. z Poradnika dla ucznia. Nauczyciel może zmodyfikować zadanie
zmieniając wartość rezystancji przy tych samych schematach. Można przeprowadzić
ćwiczenie w grupach, zadając każdej grupie inne dane. Grupa, która pierwsza przedstawi
prawidłowe wyniki otrzymuje najwyższą ocenę. Należy zwrócić uwagę na staranne rysowanie
schematów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać wzory na połączenie szeregowe i równoległe,
2) pogrupować rezystory i narysować kolejne etapy przekształceń,
3) obliczyć rezystancję poszczególnych grup, a potem rezystancję zastępczą,
4) opracować wnioski i zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

gry dydaktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

linijka, ołówek, kalkulator.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar oporności dziesięciu różnych rezystorów z kodem paskowym za pomocą

miernika uniwersalnego i miernika cyfrowego RLC. Odczytaj wartość rezystancji zapisanej
na rezystorze za pomocą kodu paskowego. Porównaj odczytane wyniki z pomiarami
rezystancji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.3.1. z Poradnika dla ucznia. Nauczyciel powinien przećwiczyć
z uczniami odkodowanie rezystora, a także przedstawić obsługę miernika uniwersalnego oraz
miernika cyfrowego RLC.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) wybrać dziesięć rezystorów z kodem paskowym (maksymalnie 4 paski),
2) przeanalizować instrukcję obsługi mierników do pomiaru rezystancji,
3) zmierzyć rezystancję oporników miernikami i zanotować wyniki,
4) odczytać kod paskowy na rezystorach korzystając z tablic w literaturze,
5) porównać wyniki otrzymane z pomiaru miernikami z odczytanym kodem pasowym.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusze papieru formatu A4, katalog elementów elektronicznych,

−

zestaw rezystorów, miernik uniwersalny, miernik RLC.

.
Ćwiczenie 3

Oblicz wartość prądu w obwodzie nierozgałęzionym (rys. a) z dwoma źródłami napięcia,

jeżeli E

1

=10 V, E

2

=4 V, R

1

=8

Ω

, R

2

=7,5

Ω

, R

3

=4

Ω

, Rw

1

=0,1

Ω

, Rw

2

=0,4

Ω

. Zaznacz

strzałkami kierunki napięć na rezystorach i oblicz ich wartość. Napisz równanie na drugie
prawo Kirchhoffa dla oczka z rysunku do ćwiczenia 3a).

Oblicz wartość prądu w obwodzie rozgałęzionym, jeżeli E=4 V, R

1

=3

Ω

, R

2

=2

Ω

,

R

3

=6

Ω

, R

4

=4

Ω

, R

5

=4

Ω

. Napisz równanie na drugie prawo Kirchhoffa dla oczka

pierwszego z rysunku do ćwiczenia 3b.

Rys. do ćwiczenia 3 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.3.1. z Poradnika dla ucznia. Nauczyciel powinien powtórzyć jeszcze raz
z uczniami prawa Kirchhoffa. Można przeprowadzić ćwiczenie w grupach, zadając każdej
grupie inne dane. Grupa, która pierwsza przedstawi prawidłowe wyniki otrzymuje najwyższą
ocenę. Należy zwrócić uwagę na staranne rysowanie schematów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać wzory dla obwodów nierozgałęzionych i rozgałęzionych,
2) obliczyć prąd oraz spadki dla obwodu z rysunku a), napisać prawo Kirchhoffa dla oczka,
3) narysować uproszczony schemat rysunku b), obliczyć prąd i napisać prawo Kirchhoffa

dla oczka pierwszego.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

gry dydaktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

linijka, ołówek, kalkulator.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

5.4. Prąd przemienny

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wyznacz wskazania woltomierzy i amperomierza na rysunku 1, jeżeli parametry obwodu

wynoszą: R = 100

Ω

, L = 100 mH, C= 10

µ

F. Obwód jest zasilany napięciem o wartości

skutecznej U = 230 V i częstotliwości 50 Hz. Oblicz moc czynną, bierną indukcyjną, bierną
pojemnościową i moc pozorną odbiorników na rysunku 1.

Rys. do ćwiczenia 1 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.4.1. z Poradnika dla ucznia. Należy zwrócić uwagę na przeliczanie
jednostek, sposób włączania amperomierza i woltomierza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać wzory na reaktancję, impedancję i napięcia skuteczne w obwodzie szeregowym

RLC,

2) obliczyć reaktancję indukcyjną i pojemnościową, a na ich podstawie impedancję Z,
3) obliczyć wartość skuteczną prądu na podstawie impedancji Z i napięcia zasilania U,
4) obliczyć spadki napięć (wskazania woltomierzy),
5) obliczyć moc czynną, bierną i pozorną na podstawie wartości prądu I oraz danych

oporności R, X

L

, X

C

,

6) wykonać obliczenie sprawdzające, czy wartość napięcia otrzymana z wzoru

2

C

L

2
R

)

U

(U

U

U

−

+

=

jest równa napięciu zasilania 230 V,

7) opracować wnioski i zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

tekstu przewodniego.

Środki dydaktyczne:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

linijka, ołówek, kalkulator.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Ćwiczenie 2

Wykonaj 10 pomiarów amplitudy sygnału sinusoidalnego z generatora za pomocą

oscyloskopu. Oblicz wartość skuteczną mierzonego napięcia. Narysuj przykładowy
oscylogram i zaznacz U

m

oraz wartość skuteczną U.

Tabela do ćwiczenia 2

Ilość

działek

amplitudy
D

Stała wzmocnienia
toru Y
C

V

Amplituda

V

m

C

D

U

⋅

=

Wartość skuteczna

2

U

U

m

=

Częstotliwość
f

Lp

dz

V/dz

V

V

Hz

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.4.1. z Poradnika dla ucznia. Nauczyciel powinien omówić obsługę
generatora i oscyloskopu oraz zrealizować z uczniami przykładowe pomiary. Każdy uczeń
indywidualnie wykonuje dziesięć pomiarów, a potem trzy pomiary na ocenę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) połączyć generator z oscyloskopem za pomocą kabla,
2) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi generatora i oscyloskopu,
3) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
4) ustalić wartość napięcia i częstotliwości na generatorze,
5) uzyskać odpowiedni obraz na oscyloskopie,
6) odczytać stałą C

V

(odchylenie pionowe),

7) policzyć liczbę działek amplitudy na ekranie

−

D,

8) obliczyć wartość amplitudy

V

m

C

D

U

⋅

=

,

9) obliczyć wartość skuteczną napięcia

2

U

U

m

=

,

10) zmienić wartość napięcia na generatorze przy zachowaniu częstotliwości f = 100 Hz,

dokonać kolejnego pomiaru,

11) narysować dwa przykładowe oscylogramy i zaznaczyć wartość U

m

i skuteczną,

12) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

linijka, ołówek, kalkulator,

−

generator, oscyloskop.

Ćwiczenie 3

Wykonaj 10 pomiarów okresu napięcia sinusoidalnego z generatora za pomocą

oscyloskopu. Oblicz częstotliwość sygnału oraz narysuj na papierze milimetrowym dwa
przykładowe oscylogramy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Tabela do ćwiczenia 3

Ilość działek okresu
D

Stała

podstawy

czasu
C

T

Okres

T

C

D

T

⋅

=

Częstotliwość

T

1

f

=

Napięcie
U

m

Lp

dz

s/dz

s

Hz

V

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.4.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę generatora i oscyloskopu
oraz wykonać z uczniami przykładowe pomiary. Każdy uczeń indywidualnie wykonuje
dziesięć pomiarów, a potem trzy pomiary na ocenę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) połączyć generator z oscyloskopem,
2) ustalić wartość napięcia i częstotliwości na generatorze,
3) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
4) regulować oscyloskopem, tak aby uzyskać odpowiedni obraz na ekranie,
5) odczytać stałą C

T

(odchylanie poziome),

6) policzyć liczbę działek D przypadającą na okres T,
7) obliczyć wartość okresu

T

C

D

T

⋅

=

,

8) obliczyć częstotliwość sygnału

T

1

f

=

,

9) zmienić wartość częstotliwości na generatorze przy zachowaniu tej samej amplitudy,

odczytać stałą podstawy czasu C

T

,

10) narysować na papierze milimetrowym dwa przykładowe oscylogramy z zaznaczonym

okresem,

11) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

linijka, ołówek, kalkulator,

−

generator, oscyloskop.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

5.5. Pomiary elektryczne

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj kilka pomiarów prądów i napięć w połączeniu szeregowym rezystorów. Oblicz

rezystancję zastępczą na podstawie pomiarów i porównaj ją z sumą wartości rezystancji
nastawionych na dekadach oporności.

Rys. do ćwiczenia 1 [opracowanie własne]

Tabela do ćwiczenia 1

Wartości
nastawiane

Wartości
zmierzone

Wartości obliczone

U

R

1

R

2

I

U

1

U

2

I

U

R

1

01

=

I

U

R

2

02

=

R

Z

= R

1

+R

2

R

0Z

=

R

01

+R

02

V

Ω

Ω

mA

V

V

Ω

Ω

Ω

Ω

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.5.1. z Poradnika dla ucznia. Należy zwrócić uwagę na przeliczanie
jednostek, sposób włączania amperomierza i woltomierza. Nauczyciel powinien omówić
obsługę multimetrów cyfrowych oraz wykonać z uczniami przykładowy pomiar. Każdy uczeń
indywidualnie wykonuje dziesięć pomiarów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi zasilacza i multimetrów cyfrowych,
2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem1 przy wyłączonym zasilaniu,
3) ustalić wartości rezystancji R

1

, R

2

jakie będą nastawiane na rezystorach dekadowych,

4) ustalić wartość napięcia zasilania tak, aby prąd I był mniejszy od maksymalnego prądu

dopuszczalnego dla dekady (skorzystać z pomocy nauczyciela),

5) po sprawdzeniu układu przez nauczyciela włączyć zasilanie,
6) zmierzyć prąd I oraz napięcia U

1

, U

2

multimetrami cyfrowymi,

7) zanotować w tabeli wyniki pomiarów dla kolejnych nastaw rezystorów dekadowych,
8) obliczyć rezystancję R

01

, R

02

, na podstawie uzyskanych pomiarów,

9) porównać obliczone wartości rezystancji zastępczych R

Z

, R

0Z,

10) zaproponować sposób obliczania błędów oraz opracować wnioski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz napięcia stałego,

−

dwa rezystory dekadowe,

−

trzy multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu.

Ćwiczenie 2

Wykonaj kilka pomiarów prądów i napięć według poniższego schematu. Oblicz

rezystancję zastępczą R

0Z

i porównaj ją rezystancją zastępczą R

Z

obliczoną na podstawie

nastaw rezystorów dekadowych. Sprawdź czy suma prądów dopływających do węzła
B równa się prądowi wypływającemu z węzła B, zgodnie z pierwszym prawem Kirchhoffa.

Rys. do ćwiczenia 2 [opracowanie własne]

Tabela do ćwiczenia 2

Wartość
nastawiona

Wartość zmierzona

Wartość obliczona

R R

1

R

2

I

1

I

2

I

U

I

U

R

1

01

=

I

U

R

2

02

=

2

1

2

1

R

R

R

R

R

Z

+

⋅

=

02

1

0

02

01

0

R

R

R

R

R

Z

+

⋅

=

I

1

+I

2

Ω

Ω

Ω

mA mA mA

V

Ω

Ω

Ω

Ω

mA

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdział 4.5.1. z poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę zasilacza i multimetrów oraz
wykonać z uczniami przykładowy pomiar. Każdy uczeń indywidualnie wykonuje dziesięć
pomiarów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi zasilacza i multimetrów cyfrowych do pomiaru

napięcia i prądu,

2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 2,
3) ustalić wartość napięcia zasilania,
4) ustalić zakres rezystancji R, R

1

, R

2

,

jakie będą nastawiane na rezystorach dekadowych

tak, aby nie uszkodzić rezystorów dekadowych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

5) po sprawdzaniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
6) zmierzyć prądy I,I

1

, I

2

oraz napięcie U multimetrami cyfrowymi,

7) zanotować w tabeli wyniki pomiarów dla kolejnych pięciu nastaw rezystorów

dekadowych,

8) obliczyć rezystancję R

01

, R

02

na podstawie wyników pomiarów,

9) porównać obliczone rezystancje zastępcze R

Z

, R

0Z

,

10) sprawdzić, czy suma prądów w węźle A równa się prądowi I, zgodnie z prawem

Kirchhoffa,

11) zaproponować sposób obliczania błędów,
12) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz napięcia stałego,

−

trzy rezystory dekadowe,

−

cztery multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu.

Ćwiczenie 3

Wykonaj kilka pomiarów mocy prądu stałego watomierzem oraz woltomierzem

i amperomierzem. Oblicz moc pobieraną przez odbiornik R

0

na podstawie wskazań

amperomierza i woltomierza. Porównaj moc obliczoną z mocą wskazaną przez watomierz.

Rys. do ćwiczenia 3 [opracowanie własne]

Tabela do ćwiczenia 3

odbiornik

moc zmierzona watomierzem

moc obliczona

R

0

Stała C

W

Liczba
działek D

Moc zmierzona

D

C

P

W

W

⋅

=

U

I

I

U

P

⋅

=

Ω

W/dz

dz

W

V

A

W

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.5.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
obsługą stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę zasilacza
i watomierza oraz wykonać z uczniami przykładowy pomiar. Każdy uczeń indywidualnie
wykonuje dziesięć pomiarów, a potem dwa pomiary na ocenę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi zasilacza, watomierza, multimetrów cyfrowych,
2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem3,
3) ustalić wartość napięcia zasilania tak, aby przy minimalnej wartości rezystancji R

0

prąd

nie przekroczył zakresu prądowego watomierza i prądu opornicy suwakowej,

4) ustalić zakres zmian rezystancji R

0

na opornicy suwakowej oraz zakres prądowy

i napięciowy watomierza,

5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
6) zmienić wartość rezystancji R

0

i odczytać kolejne wyniki pomiarów na watomierzu,

woltomierzu i amperomierzu, zanotować wyniki w tabeli,

7) obliczyć stałą watomierza C

W

, moc mierzoną przez watomierz P

W

oraz moc

P na podstawie pomiaru prądu i napięcia,

8) porównać wartość mocy wskazanej przez watomierz z mocą obliczoną

I

U

P

⋅

=

,

9) zaproponować sposób obliczania błędów,
10) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz napięcia stałego,

−

dwa multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu,

−

watomierz 100 W,

−

opornica suwakowa 350

Ω

, 0,5 A.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

5.6. Elementy elektroniczne

5.6.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj pomiar prądów i napięć diod w układzie przedstawionym na rysunku

do ćwiczenia 1. Narysuj charakterystyki prądowe–napięciowe diody prostowniczej i diody
Zenera. Odszukaj w katalogu podstawowe parametry badanych diod.

Rys. do ćwiczenia 1 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.6.1 z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę zasilacza i multimetrów
oraz zrealizować z uczniami przykładowy pomiar. Każda grupa uczniów otrzymuje różne
dwie diody i wykonuje pomiary na ocenę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi zasilacza i multimetrów cyfrowych do pomiaru

napięcia i prądu,

2) odszukać w katalogu lub Internecie parametry badanych diod,
3) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 1a), potem 1b),
4) ustalić wartość maksymalnego napięcia zasilania w kierunku przewodzenia i zaporowym,
5) ustalić z nauczycielem wartość rezystancji R,
6) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
7) zmieniać wartość napięcia zasilacza, odczytywać prąd i napięcie na multimetrze

cyfrowym,

8) zaproponować tabelę pomiarów i zanotować wyniki I, U w kierunku przewodzenia

i zaporowym diody,

9) narysować na papierze milimetrowym wykres I=f(U) badanych diod,
10) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz napięcia stałego,

−

zestaw diod, rezystor dekadowy,

−

dwa multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiar prądów i napięć tranzystora bipolarnego w układzie przedstawionym

na rysunku do ćwiczenia2. Narysuj charakterystyki wejściową i wyjściową tranzystora
bipolarnego. Odszukaj w katalogu podstawowe parametry badanego tranzystora.

Rys. do ćwiczenia 2 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni powtórzyć

z nauczycielem odpowiedni fragment rozdziału 4.6.1 z Poradnika dla ucznia i określić
bezpieczne warunki obsługi stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę
zasilacza i multimetrów oraz zrealizować z uczniami przykładowy pomiar. Każda grupa
uczniów otrzymuje inny tranzystor i wykonuje pomiary na ocenę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi zasilacza oraz multimetrów cyfrowych,
2) odszukać parametry tranzystora w katalogu lub Internecie,
3) podłączyć mierniki i zasilacze do gotowego zestawu do badania tranzystora,
4) ustalić z nauczycielem wartość maksymalnego napięcia zasilania,
5) zaproponować tabele do wpisywania wyników pomiarów,
6) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
7) regulować wartość napięcia U

BE

i odczytywać prąd I

B

przy ustalonym wcześniej napięciu

U

CE

=const, zanotować w tabeli wyniki pomiarów, narysować wykres I

B

=f(U

BE

),

8) regulować wartość napięcia U

CE

i odczytywać prąd I

C

przy ustalonym wcześniej prądzie

I

B

=const, zanotować w tabeli wyniki pomiarów, narysować wykres I

C

=f(U

CE

),

9) porównać wykresy z danymi katalogowymi,
10) opracować wnioski oraz zaprezentować wyniki pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

dwa regulowane zasilacze napięcia stałego,

−

zestaw do badania tranzystora,

−

cztery multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Ćwiczenie 3

Wykonaj pomiar prądów transoptora w układzie przedstawionym na rysunku 3. Narysuj

charakterystykę I

WY

=F(I

WE

). Oblicz przekładnię prądową CTR= I

WY

/I

WE

.

Rys. do ćwiczenia 3 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.6.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę zasilacza oraz zrealizować z
uczniami przykładowy pomiar. Każdy uczeń indywidualnie wykonuje pomiary dla dwóch
transoptorów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi zasilacza oraz multimetrów cyfrowych,
2) połączyć układ według rysunku do ćwiczenia 3,
3) ustalić wartości graniczne zasilania po stronie wejścia i wyjścia,
4) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
5) regulować wartość prądu I

WE

i odczytywać wartość prądu I

WY

, zanotować wyniki

pomiaru, narysować wykres I

WY

=F(I

WE

),

6) powtórzyć pomiary dla innego typu transoptora,
7) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne,

−

dyskusja dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

dwa regulowane zasilacze napięcia i prądu,

−

zestaw do badania transoptora,

−

dwa multimetry cyfrowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

5.7. Układy elektroniczne

5.7.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj

badanie

przebiegów

wyjściowych

prostownika

półokresowego

i pełnookresowego bez filtru pojemnościowego i z filtrem pojemnościowym. Narysuj na
papierze milimetrowym przebiegi napięć w funkcji czasu. Przeanalizuj wpływ pojemności C
na wartość średnią napięcia wyjściowego.

Rys.

do ćwiczenia 1: a) układ pomiarowy, b) prostownik
półokresowy, c) prostownik pełnookresowy [opracowanie
własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.7.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
obsługą stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę oscyloskopu oraz
wykonać z uczniami przykładowy pomiar. Każda grupa uczniów otrzymuje dwa prostowniki
i różne kondensatory.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować zapisy instrukcji obsługi urządzeń elektrycznych na stanowisku

pomiarowym,

2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 1,
3) ustalić z nauczycielem wartość rezystancji R

0

i pojemności C,

4) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
5) obserwować przebiegi na oscyloskopie, przerysować je na papier milimetrowy,
6) zaplanować tabelę pomiarów dla wszystkich możliwych przypadków pomiaru,
7) zanotować wartości napięcia średniego zmierzone multimetrem cyfrowym dla obu

prostowników, bez kondensatora i z kondensatorem,

8) zaznaczyć wartość średnią napięcia zmierzonego multimetrem na wykresie czasowym

przerysowanym z oscyloskopu,

9) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

tekstu przewodniego,

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

transformator lub generator przebiegów sinusoidalnych,

−

multimetr cyfrowy, oscyloskop,

−

rezystor dekadowy, zestaw prostowników i kondensatorów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Ćwiczenie 2

Wykonaj badanie stabilizatora z diodą Zenera i stabilizatora scalonego. Narysuj

charakterystyki napięcia wyjściowego w funkcji napięcia wejściowego oraz w funkcji
rezystancji obciążenia R

0

. Odszukaj w katalogu parametry badanego stabilizatora scalonego

i diody Zenera.

Rys. do ćwiczenia 2 a) układ pomiarowy z diodą Zenera b) układ

pomiarowy ze stabilizatorem scalonym [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.7.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę zasilacza oraz wykonać
z uczniami przykładowy pomiar. Każda grupa uczniów otrzymuje inną diodę Zenera i różne
stabilizatory scalone.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) odszukać w katalogu lub Internecie podstawowe parametry badanej diody Zenera

i stabilizatora scalonego, zaproponować tabelę pomiarów,

2) ustalić z nauczycielem wartość rezystancji dekady Rs i R

0

oraz zakres regulacji napięcia

wejściowego U

1

dla każdego badanego układu,

3) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem 2a),
4) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
5) zmierzyć wartość napięcia wyjściowego U

2

, bez obciążenia R

0

, przy zmianach napięcia

wejściowego U

1

od 0 V do Umax (wcześniej ustalonego), zanotować wyniki pomiaru

w tabeli, wykonać wykres U

2

=f(U

1

),

6) zmierzyć wartość napięcia wyjściowego U

2

(przy ustalonym wcześniej napięciu U

1

)

podczas kolejnych zmian rezystancji R

0

od R

0

=10

Ω

do R=10000

Ω

, zanotować wyniki

pomiarów w tabeli, wykonać wykres U

2

=f(R

0

),

7) podobne pomiary wykonać dla stabilizatora scalonego rys. 2b),
8) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

tekstu przewodniego,

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz napięcia stałego,

−

dwa multimetry cyfrowe, dekada rezystancji,

−

zestaw diod stabilizacyjnych i układów scalonych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Ćwiczenie 3

Wykonaj badanie wzmacniacza napięciowego. Narysuj charakterystykę k

U

=F(f), wyznacz

pasmo przenoszenia.

Rys. do ćwiczenia 3 [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 4.7.1. z Poradnika dla ucznia o wzmacniaczu i określić bezpieczne
warunki obsługi stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien omówić obsługę generatora
i oscyloskopu oraz wykonać z uczniami przykładowy pomiar. Każda grupa uczniów ma inną
wartość rezystancji obciążenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) ustalić z nauczycielem wartość napięcia wejściowego U

1

nastawianego na generatorze

oraz wartość rezystancji Ro, zaproponować tabelę pomiarów,

2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem do ćwiczenia 3,
3) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
4) zmierzyć oscyloskopem, ustaloną wcześniej, wartość amplitudy napięcia wejściowego

U

M1

, zanotować wynik w tabeli, który będzie stały dla wszystkich pomiarów,

5) ustawić częstotliwość sygnału z generatora (od 20 Hz do 30 kHz) i zmierzyć

oscyloskopem wartość amplitudy napięcia wyjściowego U

m2

dla danej częstotliwości,

zanotować wyniki pomiarów w tabeli,

6) obliczyć współczynnik wzmocnienia napięciowego ku=U

m2

/U

m1

dla danej częstotliwości,

7) narysować charakterystykę ku w funkcji częstotliwości (f),
8) powtórzyć pomiary dla innej wartości rezystancji R

0

(ustalić z nauczycielem),

9) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

tekstu przewodniego,

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

generator przebiegów sinusoidalnych, oscyloskop,

−

gotowy zestaw wzmacniacza napięciowego, dekada oporności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

5.8. Elektryczne urządzenia wykonawcze w automatyce oraz

zabezpieczenia

instalacji

elektrycznych

i

układów

elektronicznych

5.8.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeanalizuj budowę bezpiecznika (wyłącznika) elektromagnetycznego. Opisz jego

działanie, wykonaj pomiar czasu wyłączenia w funkcji prądu I

b

.

Rys.

do ćwiczenia 1 a) budowa bezpiecznika elektromagnetycznego
b) schemat do pomiaru prądu i czasu wyłączenia bezpiecznika
[opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 5.8.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien wykonać z uczniami przykładowy pomiar
i cały czas nadzorować ćwiczenie ze względu na bezpieczeństwo uczniów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować budowę bezpiecznika elektromagnetycznego po rozmontowaniu obudowy,
2) obserwować działanie zapadki przy włączaniu i wyłączaniu,
3) zamontować z powrotem obudowę bezpiecznika,
4) zmontować układ pomiarowy według rysunku 1b),
5) ustalić z nauczycielem wartość regulowanej rezystancji dla prądu 1,2 oraz 2 razy

większego od znamionowego prądu bezpiecznika,

6) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
7) zmierzyć czas wyłączania bezpiecznika dla prądu

b

I

1,2

⋅

,

b

I

2

⋅

,

8) zanotować prąd i czas, przeanalizować ich zależność,
9) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

tekstu przewodniego,

−

ćwiczenie laboratoryjne.

Środki dydaktyczne:

−

amperomierz elektromagnetyczny,

−

opornica suwakowa,

−

zestaw obudowanego bezpiecznika elektromagnetycznego,

−

przyrząd do pomiaru czasu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Ćwiczenie 2

Przeanalizuj budowę stycznika, narysuj jego schemat i odszukaj dane katalogowe.

Obserwuj układ sterowania silnikiem trójfazowym za pomocą stycznika.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 5.8.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien sam zademonstrować układ sterowania
silnikiem trójfazowym za pomocą stycznika i dwóch przycisków ze względu na
bezpieczeństwo uczniów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) narysować schemat ideowy stycznika,
2) rozmontować stycznik i jego zestyki główne i pomocnicze,
3) odszukać dane katalogowe badanego typu stycznika,
4) narysować układ sterowania silnikiem trójfazowym za pomocą stycznika i dwóch

przycisków,

5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
6) obserwować pracę dowolnego gotowego układu sterowania silnikiem trójfazowym (pod

nadzorem nauczyciela),

7) opisać zalety stycznika,
8) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

stycznik trójfazowy suchy,

−

katalog elementów i urządzeń,

−

gotowy układ sterowania silnikiem za pomocą stycznika.

Ćwiczenie 3

Przeanalizuj budowę i zasadę działania przekaźnika termobimetalowego, zmierz czas

wyłączenia stycznika przez przekaźnik termobimetalowy.

Rys.

do ćwiczenia 3 układ do pomiaru czasu wyłączania stycznika przez przekaźnik
termobimetalowy [opracowanie własne]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 5.8.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien wykonać z uczniami przykładowy pomiar
i cały czas nadzorować ćwiczenie ze względu na bezpieczeństwo uczniów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować budowę i zasadę działania przekaźnika termobimetalowego,
2) zmontować układ pomiarowy zgodnie z rysunkiem do ćwiczenia 3,
3) ustalić z nauczycielem wartość rezystancji R dla prądu I płynącego przez zestyki s1

stycznika S i przekaźnik termobimetalowy PT tak, aby wartość prądu była równa
I=

n

I

1,2

⋅

,

4) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela włączyć napięcie zasilania,
5) załączyć stycznik i nastawić wartość prądu I=

n

I

1,2

⋅

za pomocą rezystora,

6) wyłączyć stycznik wyłącznikiem W,
7) załączyć ponownie stycznik dla nastawionej rezystancji R i zmierzyć czas, po którym

zestyk bierny pt przekaźnika termobimetalowego PT wyłączy stycznik S,

8) powtórzyć pomiar dla prądu I=

n

I

2

⋅

, zanotować wyniki,

9) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

tekstu przewodniego,

−

ćwiczenie laboratoryjne.

Środki dydaktyczne:

−

amperomierz elektromagnetyczny,

−

opornica suwakowa,

−

zestaw stycznika do badania termobimetalu,

−

przyrząd do pomiaru czasu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

5.9. Podstawy techniki cyfrowej i wykorzystanie komputera

5.9.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj sprawdzenia poprawności działania bramek logicznych: NOT, OR, NOR, AND,

NAND. Połącz bramki według schematu i sprawdź realizowaną funkcję logiczną.

Rys. do ćwiczenia 1 a) dydaktyczny zestaw bramek b) schematy połączeń bramek [opracowanie własne]

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia uczniowie powinni przeczytać odpowiedni

fragment rozdziału 5.9.1. z Poradnika dla ucznia i określić bezpieczne warunki obsługi
stanowiska pomiarowego. Nauczyciel powinien sprawdzić znajomość zrozumienia działania
bramek logicznych przez każdego ucznia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować obsługę zestawu dydaktycznego do badania bramek,
2) włączać sygnały 0 lub 1 na wejścia bramki i obserwować stan wyjścia na diodach

świecących LED,

3) na podstawie wyników narysować tabelę prawdy każdej bramki,
4) połączyć kolejno bramki zgodnie z rysunkiem 1b,
5) sprawdzić, czy połączone ze sobą bramki realizują określone funkcje logiczne,
6) zaproponować inny rodzaj połączeń bramek i sprawdzić funkcję wyjściową,
7) odszukać w katalogu układy scalone podstawowych bramek dwuwejściowych,
8) opracować wnioski oraz zaprezentować efekty pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zasilacz napięcia stałego, multimetr cyfrowy, katalog,

−

zestaw dydaktyczny podstawowych bramek logicznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

Ćwiczenie 2

Narysuj schematy układów analogowych i cyfrowych przy pomocy dowolnego programu

komputerowego.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien zademonstrować

uczniom możliwości wykorzystania komputera.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) narysować schemat wzmacniacza w układzie WE, przy pomocy dowolnego programu

komputerowego,

2) narysować schemat przykładowego układu cyfrowego realizowanego przy pomocy

dowolnego programu komputerowego.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

drukarka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test

dwustopniowy

do

jednostki

modułowej

„

Badanie

układów

elektrycznych i elektronicznych”

Test składa się z 27 zadań, z których:

−

zadania 1, 3, 4, 6, 5,8, 11,12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27

,

są

z poziomu podstawowego,

−

zadania 2, 7, 9, 10, 14, 18, są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań–uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

−

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 10 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 12 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 20 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 25 zadań, w tym co najmniej 5 z poziomu
ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. b, 3. b, 4. c, 5. b, 6. a, 7. d, 8. c, 9. c, 10. b, 11. c,
12. b, 13. a, 14. d, 15. a, 16. b, 17. b, 18. c, 19. d, 20. a, 21. b, 22. d, 23. a, 24. c,
25. d, 26. d, 27. b.

Plan testu

Nr
zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1

Zdefiniować ładunek elektryczny

A

P

b

2

Obliczyć pojemność zastępczą kondensatorów

C

PP

b

3

Wyjaśnić

wpływ

parametrów

cewki

na

indukcyjność własną

C

P

b

4

Określić

jednostkę

natężenia

pola

magnetycznego

A

P

c

5

Określić zwrot linii sił pola magnetycznego

B

P

b

6

Obliczyć spadek napięcia na rezystorze

B

P

a

7

Obliczyć rezystancję zastępczą rezystorów

C

PP

d

8

Wyjaśnić wpływ rezystancji na wartość prądu

B

P

c

9

Obliczyć częstotliwość na podstawie okresu

C

PP

c

10 Obliczyć moc prądu stałego

C

PP

b

11

Wyjaśnić wpływ częstotliwości na reaktancję
kondensatora

B

P

c

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

12 Rozpoznać układ trójfazowy gwiazdy

A

P

b

13 Rozpoznać symbole mierników

A

P

a

14 Włączyć woltomierz i amperomierz w obwód

C

PP

d

15 Określić zmianę mocy w układzie

B

P

a

16 Wyjaśnić rolę warystora

B

P

b

17 Rozpoznać symbole tranzystorów

A

P

b

18 Obliczyć wzmocnienie prądowe tranzystora

C

PP

c

19

Rozpoznać

charakterystykę

prądowo–

napięciową tyrystora

A

P

d

20 Wyjaśnić tętnienia napięcia w prostownikach

B

P

c

21

Wyjaśnić charakterystykę prądowo–napięciową
stabilizatora

B

P

b

22 Rozpoznać na schemacie rodzaj wzmacniacza

B

P

d

23 Rozróżnić rodzaj generatora

A

P

a

24 Rozróżnić rodzaj silnika prądu stałego

A

P

c

25 Rozróżnić elementy stykowe

A

P

d

26

Rozróżnić rodzaje zabezpieczeń w urządzeniach
elektronicznych

A

P

d

27 Rozróżnić bramki logiczne

A

P

b

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu.
2. Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
3. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcje dla ucznia.
4. Zapytaj czy uczniowie wszystko zrozumieli, wyjaśnij wątpliwości.
5. Nie przekraczaj czasu przeznaczonego na test.
6. Dokonaj analizy odpowiedzi do zadań, które nie zostały poprawnie rozwiązane.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 27 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Zadania wymagają prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed wskazaniem

poprawnego wyniku. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję
z wykonanego zadania.

7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 35 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Ładunek elektryczny zgromadzony w kondensatorze jest

a) wprost proporcjonalny do pojemności a odwrotnie proporcjonalny do napięcia.
b) wprost proporcjonalny do iloczynu napięcia i pojemności.
c) wprost proporcjonalny do napięcia a odwrotnie do pojemności.
d) wprost proporcjonalny do iloczynu napięcia i czasu.

2. Dwa kondensatory, każdy o pojemności 2μF, połączone szeregowo mają pojemność

zastępczą
a) 0,2 μF.
b) 1 μF.
c) 2 μF.
d) 4 μF.

3. Indukcyjność własna cewki L rośnie, jeśli

a) maleje przenikalność magnetyczna.
b) maleje długość cewki.
c) rośnie długość cewki.
d) maleje liczba zwojów.

4. Jednostką natężenia pola magnetycznego jest:

a) T.
b)

m

A

⋅

.

c) A/m.
d) Wb.

5. Prawidłowy zwrot linii sił pola magnetycznego wokół przewodu z prądem pokazuje

rysunek

6. Jeżeli przez rezystor R=100

Ω

płynie prąd I=2A, to spadek napięcia na rezystorze wynosi

a) 200 V.
b) 0,02 V.
c) 50 V.
d) 100 V.

7. Jeśli zastąpisz połączenie rezystorów R

1

, R

2

, R

3

, jednym rezystorem to będzie on miał

rezystancję zastępczą równą
a) 4

Ω

.

b) 5

Ω

.

c) 8

Ω

.

d) 2

Ω

.

II

a)

I

b)

I

b)

I

c)

I

c)

I

d)

II

d)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

8. Największy prąd płynie przez opornik

a) R

1

.

b) R

2

.

c) R

3

.

d) R

4

.

9. Częstotliwość prądu przemiennego, którego okres T=10ms, wynosi

a) 1Hz.
b) 10Hz.
c) 100Hz.
d) 1000Hz.

10. Jeżeli w układzie pomiarowym watomierz wskazuje 120 W, a amperomierz 3 A, to

woltomierz pokaże
a) 360V.
b) 40V.
c) 30V.
d) 13,3V.

11. Jeżeli częstotliwość napięcia zasilającego będzie się zmieniała od 0 do 100 kHz, to

reaktancja kondensatora będzie
a) będzie rosła.
b) będzie rosła, a potem malała.
c) będzie malała.
d) będzie malała, a potem rosła.

12. Połączenie układu trójfazowego w gwiazdę pokazuje rysunek

13. Do oznaczenia miernika elektromagnetycznego stosuje się symbol

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

14. Prawidłowe połączenie mierników pokazuje rysunek

15. Jeżeli rezystancja R

1

=R

2

, a w gałęzi z rezystorem nastąpiła przerwa, to moc czynna

wskazana przez watomierz
a) zmalała 2–krotnie.
b) zmalała 4–krotnie.
c) wzrosła 2–krotnie.
d) wzrosła 4–krotnie.

16. Charakterystykę przedstawiającą zależność R=f(U) ma

a) termistor.
b) warystor.
c) hallotron.
d) magnetorezystor.

17. Symbol tranzystora bipolarnego PNP pokazuje rysunek

18. Jeżeli

∆

I

C

=10 mA,

∆

I

B

=0,05 mA, to wzmocnienie prądowe

β

tranzystora bipolarnego

wynosi:
a) 20.
b) 100.
c) 200.
d) 2000.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

19. Charakterystykę prądowo–napięciową tyrystora pokazuje rysunek:

20. Największe tętnienie napięcia wyjściowego ma układ zawierający

a) prostownik jednopołówkowy bez kondensatora.
b) prostownik dwupołówkowy bez kondensatora.
c) prostownik dwupołówkowy z kondensatorem.
d) prostownik jednopołówkowy z kondensatorem.

21. Prawidłową zależność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego w stabilizatorze

przedstawia rysunek

22. Przedstawiony na rysunku układ jest

a) wzmacniaczem napięcia w układzie WE.
b) wzmacniaczem operacyjnym.
c) wzmacniaczem mocy.
d) wzmacniaczem różnicowym.

23. Ciąg impulsów prostokątnych generuje samoczynnie

a) przerzutnik astabilny.
b) generator Colpittsa.
c) generator Meissnera.
d) generator RC z mostkiem Wiena.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

24. Przedstawiony na rysunku silnik jest silnikiem

a) szeregowym.
b) bocznikowym.
c) szeregowobocznikowym.
d) równoległym.

25. Do grupy elementów stykowych nie zalicza się

a) bezpiecznik bimetaliczny.
b) przekaźnik prądu zmiennego.
c) łącznik wtykowy.
d) cewka.

26. Do zabezpieczeń urządzeń elektrycznych stosuje się głównie bezpieczniki

a) elektromagnetyczne.
b) bimetaliczne.
c) półprzewodnikowe.
d) topikowe.

27. Symbol na rysunku oznacza bramkę

a) NAND.
b) OR.
c) NOR.
d) AND.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko...............................................................................

Badanie układów elektrycznych i elektronicznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

21

a

b

c

d

22

a

b

c

d

23

a

b

c

d

24

a

b

c

d

25

a

b

c

d

26

a

b

c

d

27

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

Test 2

Test

dwustopniowy

do

jednostki

modułowej

„Badanie

układów

elektrycznych i elektronicznych”

Test składa się z 24 zadań wielokrotnego wyboru, z których:

−

zadania 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 17, 20, 21, 22, 23 24

są z poziomu

podstawowego,

−

zadania 7, 10, 15, 16, 18, 19, są z poziomu ponadpodstawowego.

Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt

Za każdą prawidłową odpowiedź uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedź lub jej brak

uczeń otrzymuje 0 punktów.

Proponuje się następujące normy wymagań–uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:

−

dopuszczający – za rozwiązanie co najmniej 8 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 10 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 22 zadań, w tym co najmniej 5 z poziomu
ponadpodstawowego.

Klucz odpowiedzi do testu nr 2: 1. c, 2. d, 3. b, 4. a, 5. d, 6. a, 7. c, 8. b, 9. c,
10. d, 11. d, 12. c, 13. a, 14. c, 15. c, 16. d, 17. b, 18. b, 19. d, 20. a, 21. b, 22. a,
23. d, 24. a.

Plan testu

Nr
zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1

Rozpoznać symbole kondensatorów

A

P

c

2

Wyjaśnić

zależność

pojemności

od parametrów kondensatora płaskiego

B

P

d

3

Określić jednostki wielkości magnetycznych

B

P

b

4

Wyjaśnić zjawisko siły elektromotorycznej

B

P

a

5

Zdefiniować prawo Ohma

A

P

d

6

Wyjaśnić prawo Ohma

B

P

a

7

Obliczyć spadki napięć

C

PP

c

8

Określić warunki rezonansu szeregowego

B

P

b

9

Wyjaśnić wartość skuteczną i maksymalną

B

P

c

10

Przeanalizować wpływ częstotliwości na
reaktancję cewki

C

PP

d

11 Zdefiniować błędy pomiaru

A

P

d

12

Wyjaśnić

zależność

prądów

i

napięć

w obwodzie szeregowym

B

P

c

13 Określić metodę pomiarów

B

P

a

14 Rozróżnić układy pracy tranzystora

A

P

c

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

15 Scharakteryzować działanie diody Zenera

C

PP

c

16 Scharakteryzować tranzystory

C

PP

d

17 Rozróżnić wzmacniacze

A

P

b

18

Scharakteryzować

sygnały

wyjściowe

prostowników

C

PP

b

19

Scharakteryzować działanie wzmacniacza
operacyjnego

C

PP

d

20 Rozróżnić elementy stycznika

A

P

a

21

Określić zależność prędkości obrotowej
silnika

B

P

b

22 Rozróżnić rodzaje silników prądu stałego

A

P

a

23 Rozróżnić symbole bramek logicznych

A

P

d

24 Rozróżnić funkcje na bramkach logicznych

A

P

a

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu.
2. Zapewnij samodzielność podczas rozwiązywania zadań.
3. Przed rozpoczęciem testu przeczytaj uczniom instrukcje dla ucznia.
4. Zapytaj czy uczniowie wszystko zrozumieli, wyjaśnij wątpliwości.
5. Nie przekraczaj czasu przeznaczonego na test.
6. Dokonaj analizy odpowiedzi do zadań, które nie zostały poprawnie rozwiązane.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję, zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
2. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

3. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
4. Test zawiera 24 zadania. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawdziwa.

5. Pracuj samodzielnie, gdyż tylko wówczas będziesz miał satysfakcję z wykonanego

zadania.

6. Na rozwiązanie testu masz 30 minut.

Powodzenia!

Materiały dla ucznia

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Przedstawiony na rysunku symbol jest kondensatorem

a) powietrznym.
b) ceramicznym.
c) elektrolitycznym.
d) płaskim.

2. Aby zwiększyć pojemność kondensatora płaskiego należy

a) zmniejszyć powierzchnię okładzin.
b) zmniejszyć przenikalność dielektryka.
c) zwiększyć odległość między elektrodami.
d) zwiększyć powierzchnię okładzin.

3. Indukcyjność cewki mierzy się w

a) hercach.
b) henrach.
c) teslach.
d) weberach.

4. Wartość indukowanej siły elektromotorycznej w cewce rośnie, jeżeli

a) zwiększa się liczba zwojów cewki.
b) zmniejsza się liczba zwojów cewki.
c) maleje strumień magnetyczny.
d) maleje prędkość poruszania się magnesu w cewce.

5. Wartość prądu płynącego w przewodniku jest wprost proporcjonalna do

a) długości przewodnika.
b) kierunku prądu.
c) rezystancji tego przewodnika.
d) napięcia doprowadzonego do jego końców.

6. Najmniejsze wskazanie amperomierza jest w układzie

7. Najmniejszą rezystancję na schemacie ma rezystor

a) R

A

.

b) R

B

.

c) R

C

.

d) R

D

.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

50

8. Warunkiem wystąpienia rezonansu szeregowego w obwodzie R,L,C jest

a) Z=X

L.

b) X

L

=X

C.

c) U=U

L.

d) I

C

=I

L.

9. Jeżeli wartość skuteczna prądu sinusoidalnego wynosi I=10A to wartość maksymalna

tego prądu wynosi
a) 5 A.
b) 7,1 A.
c) 14,1 A.
d) 20 A.

10. Jeżeli częstotliwość napięcia zasilającego będzie malała od 1000Hz do 0 Hz, to

reaktancja będzie
a) rosła.
b) rosła potem malała.
c) malała potem rosła.
d) malała.

11. Różnica między wartością wskazaną, a wartością rzeczywistą nazywa się

a) klasą miernika.
b) błędem względnym.
c) błędem procentowym.
d) błędem bezwzględnym.

12. Wskazania amperomierzy są prawidłowe na rysunku

13. Najdokładniejszy pomiar rezystancji metodą techniczną na przedstawionym schemacie

będzie dla rezystancji
a) R=100

Ω

.

b) R=500

Ω

.

c) R=1000

Ω

.

d) R=5000

Ω

.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

51

14. Na schemacie tranzystor pracuje w układzie pracy

a) wspólny emiter.
b) wspólny kolektor.
c) wspólna baza.
d) odwracającym fazę.

15. Dioda Zenera ma prawidłową polaryzację dla stabilizacji napięcia na rysunku

16. Wzmocnienie tranzystora wyznaczone na podstawie charakterystyki I

C

=f(I

B

) wynosi

a) 10.
b) 150.
c) 1000.
d) 100.

17. Wzmacniacz, w którym stosuje się dwa tranzystory typu NPN i PNP nazywany jest

a) wzmacniaczem różnicowym.
b) wzmacniaczem przeciwsobnym.
c) wzmacniaczem sygnałów o małej częstotliwości,
d) wzmacniaczem odwracającym fazę.

18. Napięcie pokazane na wykresie czasowym jest napięciem otrzymanym z

a) przerzutnika astabilnego.
b) prostownika sterowanego.
c) prostownika półokresowego.
d) prostownika pełnookresowego.

19. Wartość napięcia wyjściowego układu ze wzmacniaczem operacyjnym wynosi

a) –10 V.
b) +0,01 V.
c) +1 V.
d) –1 V.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

52

20. Na rysunku przedstawiono zestyk

a) czynny.
b) bierny.
c) rozwierny.
d) wyłączający.

21. Prędkość obrotowa silnika prądu stałego rośnie, jeżeli

a) napięcie zasilania wirnika maleje.
b) napięcie zasilania wirnika rośnie.
c) rezystancja uzwojenia wirnika rośnie.
d) prąd wirnika rośnie.

22. W silniku bocznikowym prądu stałego uzwojenie wzbudzenia jest połączone z obwodem

twornika
a) równolegle.
b) szeregowo.
c) szeregowo i równolegle.
d) mieszanie.

23. Symbol na rysunku przedstawia bramkę

a) AND.
b) NAND.
c) OR.
d) NOR.

24. Połączone na schemacie bramki realizują funkcję

a)

2

1

X

X

Y

⋅

=

b)

2

1

X

X

Y

⋅

=

c)

2

1

X

X

Y

+

=

d)

2

1

X

X

Y

+

=

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

53

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Badanie układów elektrycznych i elektronicznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

21

a

b

c

d

22

a

b

c

d

23

a

b

c

d

24

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

54

7. LITERATURA

1. Chochowski A.: Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla elektryków. Cz. I i II. WSiP,

Warszawa 2002

2. Kurdziel Z.: Podstawy elektrotechniki dla ZSZ. Cz. I i II. WSiP, Warszawa 1999
3. Marusak A.: Urządzenia elektroniczne. Cz. I i II. WSiP, Warszawa 2000
4. Stein Z.: Maszyny elektryczne. WSiP, Warszawa 1999

Czasopisma:

−

Elektronika Praktyczna

−

Elektronika

Literatura metodyczna:
1. Ornatowski T., Figurski J.: Praktyczna nauka zawodu. ITeE, Radom 2000
2. Szlosek F.: Wstęp do dydaktyki przedmiotów zawodowych. ITeE, Radom 1995