Elektryk_724[01].O1.07

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Teresa Birecka

Wykonywanie pomiarów różnych wielkości elektrycznych
724[01].O1.07

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Przykładowe scenariusze zajęć

5. Ćwiczenia

5.1. Budowa i zasada działania mierników wskazówkowych

5.1.1. Ćwiczenia

5.1. Mierniki cyfrowe, testery, próbniki

5.2.1. Ćwiczenia

5.1. Oscyloskop jako miernik

5.3.1. Ćwiczenia

5.1. Cechy eksploatacyjne mierników. Błędy występujące przy pomiarach

5.4.1. Ćwiczenia

5.1. Pomiar prądu i napięcia. Pomiar częstotliwości

5.5.1. Ćwiczenia

5.1. Pomiar rezystancji

5.6.1. Ćwiczenia

5.1. Pomiar mocy i współczynnika mocy. Pomiar energii

5.7.1. Ćwiczenia

6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

7. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Przekazujemy

Państwu

Poradnik

dla

nauczyciela

jednostki

modułowej

„Wykonywanie pomiarów różnych wielkości elektrycznych”, który będzie pomocny
w prowadzeniu zajęć dydaktycznych w szkole kształcącej w zawodzie elektryk.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne,

−

cele kształcenia,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

ćwiczenia,

−

ewaluację osiągnięć ucznia,

−

wykaz literatury.
Program jednostki modułowej obejmuje podstawowe wiadomości i umiejętności

z zakresu  miernictwa  elektrycznego.  W poradniku  dla  ucznia  dla  tej  jednostki  modułowej
zamieszczono  materiał  nauczania  zawierający  treści  niezbędne  do  osiągnięcia  założonych
celów  kształcenia  oraz  wykaz  literatury, pozwalający  na poszerzenie  wiedzy  z  tego  zakresu.
Należy uświadomić uczniom konieczność korzystania z literatury, katalogów oraz czasopism
branżowych w celu poszerzania wiedzy.

Przed rozpoczęciem realizacji programu tej jednostki modułowej wskazane jest

uświadomienie uczniom, że umiejętność wykonywania pomiarów jest w zawodzie elektryka
niezbędna, bowiem jest wykorzystywana w każdym obszarze tego zawodu: przy eksploatacji
urządzeń, serwisie i naprawach, montażu.

Szczególnie ważne jest ukształtowanie u uczniów umiejętności doboru właściwych

metod pomiarowych i zastosowania odpowiednich mierników. Należy zwrócić uwagę na
ukształtowanie umiejętności diagnozowania pracy obwodów na podstawie uzyskanych
wyników pomiarów i obliczeń.

Przed przystąpieniem do ćwiczeń praktycznych konieczne jest zapoznanie uczniów

z zasadami bhp obowiązującymi na danym stanowisku, zademonstrowanie obsługi urządzeń
stosowanych po raz pierwszy.

W trakcie realizacji jednostki modułowej uczniowie powinni wykorzystywać programy

komputerowe do wykonywania obliczeń i wykresów przy opracowywaniu wyników.

Proponowane metody sprawdzania i oceny osiągnięć edukacyjnych:

−

ustne i pisemne sprawdziany diagnozujące przed przystąpieniem do ćwiczeń
laboratoryjnych,

−

ukierunkowana obserwacja pracy ucznia podczas wykonywania ćwiczeń,

−

pisemne sprawdziany,

−

testy osiągnięć szkolnych.
Podczas obserwacji pracy ucznia należy ocenić umiejętność: posługiwania się

miernikami,  doboru  zakresów  pomiarowych  mierników,  łączenia  układów  zgodnie  ze
schematem  elektrycznym,  lokalizacji  uszkodzeń  na  podstawie  wyników  pomiarów.
Szczególną  uwagę  należy  zwrócić  na  stosowanie  przez  uczniów  zasad  bezpieczeństwa
podczas pomiarów.

Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone aktywizującymi metodami

nauczania, ze szczególnym uwzględnieniem ćwiczeń pomiarowych. Pokazy powinny być
poparte wyczerpującym objaśnieniem.

Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od

samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

724[01].O1

Podstawy elektrotechniki i elektroniki

724[01].O1.01

Stosowanie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpożarowej i ochrony środowiska

724[01].O1.02

Obliczanie i pomiary parametrów obwodu prądu stałego

724[01].O1.03

Rozpoznawanie zjawisk występujących w polu elektrycznym,

magnetycznym i elektromagnetycznym

724[01].O1.04

Obliczanie i pomiary parametrów obwodu prądu jednofazowego

724[01].O1.05

Stosowanie środków ochrony od porażeń prądem elektrycznym

724[01].O1.06

Obliczanie i pomiary parametrów obwodu prądu trójfazowego

724[01].O1.07

Wykonywanie pomiarów różnych wielkości elektrycznych

724[01].O1.08

Wykorzystywanie elementów elektronicznych

i energoelektronicznych do budowy prostych układów

Schemat układu jednostek modułowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

objaśniać podstawowe zjawiska występujące w polu magnetycznym i elektrycznym,

−

wskazywać zastosowanie tych zjawisk,

−

czytać schematy elektryczne,

−

łączyć obwody prądu stałego i przemiennego na podstawie ich schematów,

−

odczytywać wielkości mierzone z mierników wyskalowanych w działkach,

−

obliczać obwody elektryczne prądu stałego,

−

obliczać obwody elektryczne prądu jednofazowego i trójfazowego,

−

włączać mierniki w obwód jednofazowy i trójfazowy,

−

dobierać zakresy pomiarowe mierników na podstawie parametrów obwodu i obliczeń,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

lokalizować i usuwać proste usterki w obwodach prądu stałego i przemiennego,

−

stosować zasady bhp i ochrony ppoż. podczas pomiarów oraz pokazów zjawisk
fizycznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

objaśnić budowę i zasadę działania podstawowych przyrządów pomiarowych,

−

określić zastosowanie różnych przyrządów pomiarowych oraz testerów, próbników,
oscyloskopu,

−

objaśnić znaczenie symboli podawanych na miernikach,

−

scharakteryzować podstawowe metody pomiarowe wielkości elektrycznych,

−

ocenić błąd pomiaru,

−

zmierzyć: napięcie, prąd, rezystancję, moc, energię, współczynnik mocy, częstotliwość,

−

sporządzić tabelę i zapisać w niej wyniki pomiarów,

−

narysować wykres na podstawie wyników pomiaru,

−

odczytać informacje zawarte w tabeli i na wykresie,

−

zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony od porażeń prądem
elektrycznym oraz ochrony przeciwpożarowej obowiązujące na stanowisku pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca

....................................................................................

Modułowy program nauczania:

Elektryk 724[01]

Moduł:

Podstawy elektrotechniki i elektroniki 724[01].O1

Jednostka modułowa:

Wykonywanie pomiarów różnych wielkości elektrycznych
724[01].O1.07

Temat: Pomiar prądu stałego. Rozszerzanie zakresu pomiarowego amperomierza.

Cel ogólny: Kształtowanie umiejętności doboru zakresu miernika i przeprowadzenia

pomiarów prądu stałego

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

dobrać przyrządy pomiarowe do wykonania pomiaru prądu stałego,

−

określić wymagany zakres miernika,

−

dobrać bocznik w celu uzyskania żądanego zakresu pomiarowego amperomierza,

−

dołączyć bocznik do miernika,

−

sprawdzić poprawność wskazań miernika po poszerzeniu zakresu pomiarowego,

−

sporządzić tabelę do notowania wyników pomiarów,

−

określić klasę dokładności miernika po poszerzeniu zakresu,

−

zorganizować stanowisko pomiarowe,

−

zastosować zasady bhp i ochrony ppoż. na stanowisku pomiarowym.

Metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe w oparciu o przewodni tekst.

Formy organizacyjne pracy uczniów

−

praca w grupach.

Czas 3 godziny dydaktyczne

Środki dydaktyczne

−

amperomierz magnetoelektryczny o zakresie 7,5 mA,

−

rezystory wzorcowe,

−

amperomierz magnetoelektryczny wzorcowy o zakresie 30mA,

−

rezystory suwakowe,

−

zasilacz napięcia stałego,

−

wyłącznik,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

karta przewodniego tekstu,

−

poradnik dla ucznia, literatura [1, 2]

Przebieg zajęć
Faza wstępna
1. Określenie tematu zajęć i celów kształcenia.
2. Podział uczniów na zespoły.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Faza właściwa

Praca z przewodnim tekstem.
Zadanie dla ucznia: Zakres pomiarowy amperomierza magnetoelektrycznego wynosi

7,5mA. Dokonaj czterokrotnego poszerzenia zakresu pomiarowego tego amperomierza.

Faza I: informacje
Postaraj się odpowiedzieć na pytania:
1.  Jak zbudowany jest ustrój miernika magnetoelektrycznego?
2.  Jak włączamy amperomierz do układu?
3.  Jak  zachowuje  się  cewka  amperomierza  w  obwodzie  prądu  stałego,  jak  można

przedstawić schemat zastępczy amperomierza w tym obwodzie?

4. Od czego zależy spadek napięcia na amperomierzu?
5. Jak zmieni się prąd płynący przez amperomierz , jeżeli równolegle do jego zacisków

dołączymy rezystor (bocznik)?

6.  Jaki prąd popłynie przez bocznik? Od czego zależy wartość tego prądu?
7.  Jak można obliczyć wartość bocznika, aby osiągnąć pożądany rozpływ prądów?
8.  W jaki sposób można określić błąd bezwzględny miernika?
9.  Co oznacza klasa dokładności miernika, jak można ją ustalić?
10.  Jak można dokładnie nastawiać prąd w obwodzie prądu stałego?

Faza II: planowanie
1.  Ustal niezbędne wielkości mierzone i obliczane.
2.  Opracuj schemat układu pomiarowego.
3.  Ustal rodzaj i liczbę przyrządów pomiarowych oraz urządzeń.
4.  Opracuj tabelę do zapisywania wyników pomiarów.

Faza III: ustalenia
1.  Przedstaw nauczycielowi swój szczegółowy plan działania.
2.  Dokonajcie wspólnie jego weryfikacji, jeżeli wasze zamierzenia różnią się.

Faza IV: realizacja
1.  Zapoznaj się z instrukcją stanowiskową bhp.
2.  Zgromadź i opisz przyrządy, których będziesz używał: typ, podstawowe parametry.
3.  Połącz układ pomiarowy.
4.  Przeprowadź pomiary i zanotuj otrzymane wyniki pomiarów w tabeli.
5.  Określ błąd miernika w każdym oznakowanym punkcie podziałki.
6.  Określ klasę miernika po poszerzeniu zakresu.

Faza V: sprawdzenie
1.  Dokonaj analizy wyników pomiarów.
2.  Oceń jakość wykonania ćwiczenia.

Faza VI: analiza przebiegu ćwiczenia
Odpowiedz na następujące pytania:

−

Co stanowiło największą trudność w tym zadaniu?

−

Jakie umiejętności zawodowe zdobyłeś przy wykonaniu tego zadania?

−

Czy coś byś zmienił, wykonując zadanie po raz drugi?

Zakończenie zajęć
Rozmontuj w bezpieczny sposób układ pomiarowy i uprzątnij stanowisko pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca

....................................................................................

Modułowy program nauczania:

Elektryk 724[01]

Moduł:

Podstawy elektrotechniki i elektroniki 724[01].O1

Jednostka modułowa:

Wykonywanie pomiarów różnych wielkości elektrycznych
724[01].O1.07

Temat: Pomiar rezystancji mostkiem laboratoryjnym Wheatstone’a.

Cel ogólny: Kształtowanie umiejętności zaplanowania i przeprowadzenia pomiarów

rezystancji metodą mostkową.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

wyjaśnić zasadę pomiaru rezystancji mostkiem,

−

dobrać elementy budowy mostka,

−

połączyć mostek z oddzielnych elementów,

−

zmierzyć rezystancję mostkiem,

−

wskazać przyczyny występowania błędów przy pomiarze rezystancji mostkiem,

−

sporządzić tabelę do notowania wyników pomiarów,

−

zorganizować stanowisko pomiarowe,

−

zastosować zasady bhp i ochrony ppoż. na stanowisku pomiarowym.

Metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe w oparciu o przewodni tekst.

Formy organizacyjne pracy uczniów

−

praca w grupach.

Czas 3 godziny dydaktyczne

Środki dydaktyczne

−

schemat połączeń laboratoryjnego mostka Wheatstone’a,

−

galwanometr magnetoelektryczny,

−

rezystory dekadowe,

−

rezystor suwakowy,

−

zasilacz napięcia stałego,

−

wyłączniki,

−

instrukcja stanowiskowa,

−

karta przewodniego tekstu,

−

poradnik dla ucznia, literatura [1, 2]

Przebieg zajęć
Faza wstępna
1. Określenie tematu zajęć i celów kształcenia.
2. Podział uczniów na zespoły.

Faza właściwa

Ćwiczenie praktyczne z elementami tekstu przewodniego.
Zadanie dla ucznia: Zestaw mostek Wheatstone’a z oddzielnych elementów i zmierz

rezystancję tym mostkiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Faza I: informacje
Postaraj się odpowiedzieć na pytania:
1.  Jak zbudowany jest laboratoryjny mostek Wheatstone’a?
2.  Jaki jest warunek równowagi mostka?
3.  W jaki sposób praktycznie można doprowadzić mostek do stanu równowagi?
4.  Co wpływa na dokładność pomiaru mostkiem Wheatstone’a?
5.  Do pomiaru jakich rezystancji służy mostek Wheatstone’a?

Faza II: planowanie
1.  Ustal niezbędne wielkości mierzone i obliczane.
2.  Ustal rodzaj i liczbę przyrządów pomiarowych oraz urządzeń.
3.  Opracuj tabelę do zapisywania wyników pomiarów.

Faza III: ustalenia
1.  Przedstaw nauczycielowi swój szczegółowy plan działania.
2.  Dokonajcie wspólnie jego weryfikacji, jeżeli wasze zamierzenia różnią się.

Faza IV: realizacja
1.  Zapoznaj się z instrukcją stanowiskową bhp.
2.  Zgromadź i opisz przyrządy, których będziesz używał: typ, podstawowe parametry.
3.  Połącz układ pomiarowy.
4.  Przeprowadź  pomiary  rezystancji  mostkiem  dla  dwóch  różnych  biegunowości  źródła

zasilania, zanotuj otrzymane wyniki pomiarów w tabeli.

5.  Oblicz wartość średnią mierzonej rezystancji.
6.  Zmierz tę samą rezystancję multimetrem cyfrowym.

Faza V: sprawdzenie
1.  Dokonaj analizy wyników pomiarów.
2.  Oceń jakość wykonania ćwiczenia.

Faza VI: analiza przebiegu ćwiczenia
Odpowiedz na następujące pytania:
1.  Co stanowiło największą trudność w tym zadaniu?
2.  Jakie umiejętności zawodowe zdobyłeś przy wykonaniu tego zadania?
3.  Czy coś byś zmienił, wykonując zadanie po raz drugi?

Zakończenie zajęć

Rozmontuj w bezpieczny sposób układ pomiarowy i uprzątnij stanowisko pracy.

Praca domowa

Opracuj instrukcję obsługi i eksploatacji mostka dla użytkownika.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

ankieta ewaluacyjna.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. ĆWICZENIA

5.1. Budowa i zasada działania mierników wskazówkowych

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Pokaz modelu ustroju magnetoelektrycznego.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  wskazać i nazwać elementy budowy ustroju magnetoelektrycznego,
2)  określić ich rolę w działaniu miernika,
3)  opisać zasadę działania miernika magnetoelektrycznego,
4)  wskazać zastosowanie mierników magnetoelektrycznych.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

plansze ilustrujące budowę ustroju magnetoelektrycznego,

−

model miernika magnetoelektrycznego,

−

amperomierze, woltomierze magnetoelektryczne,

−

mierniki uniwersalne (multimetry) o ustroju magnetoelektrycznym.

Ćwiczenie 2

Pokaz modeli tłumików.

Wskazówki do realizacji

Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  opisać budowę tłumika,
2)  omówić rolę tłumika w działaniu miernika,
3)  opisać jego zasadę działania.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem,

–

ćwiczenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Środki dydaktyczne:

−

plansze ilustrujące budowę tłumików stosowanych w miernikach,

−

modele tłumików.

Ćwiczenie 3

Pokaz modelu ustroju elektromagnetycznego.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  wskazać i nazwać elementy budowy ustroju elektromagnetycznego,
2)  określić ich rolę w działaniu miernika,
3)  opisać zasadę działania miernika elektromagnetycznego i wskazać jego zastosowanie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

plansze ilustrujące budowę ustroju elektromagnetycznego,

−

model miernika elektromagnetycznego,

−

amperomierze, woltomierze elektromagnetyczne.

Ćwiczenie 4

Pokaz modelu ustroju elektrodynamicznego.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  wskazać i nazwać elementy budowy ustroju elektrodynamicznego,
2)  określić ich rolę w działaniu miernika,
3)  wyjaśnić zasadę działania miernika elektrodynamicznego i wskazać jego zastosowania.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie .

Środki dydaktyczne:

−

plansze ilustrujące budowę ustroju elektrodynamicznego,

−

model miernika elektrodynamicznego,

−

watomierze do pomiaru mocy prądu stałego i przemiennego,

−

mierniki współczynnika mocy,

−

mierniki częstotliwości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 5

Pokaz modelu ustroju ferrodynamicznego.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  wskazać i nazwać elementy budowy ustroju ferrodynamicznego,
2)  określić ich rolę w działaniu miernika,
3)  wyjaśnić zasadę działania miernika ferrodynamicznego i wskazać jego zastosowania.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

– pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie .

Środki dydaktyczne:

−

plansze ilustrujące budowę ustroju ferrodynamicznego,

−

model miernika ferrodynamicznego,

−

watomierze do pomiaru mocy prądu stałego i przemiennego,

−

mierniki współczynnika mocy,

−

mierniki częstotliwości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.2.

Mierniki cyfrowe, testery, próbniki

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Pokaz multimetrów cyfrowych.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania. Wskazane jest zaprezentowanie wielu typów multimetrów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z oznaczeniami na płycie czołowej miernika,
2)  określić liczbę cyfr znaczących,
3)  zapisać jakie wielkości fizyczne można mierzyć tym miernikiem i w jakim zakresie,
4)  ustalić czy bateria zasilająca miernik właściwa i sprawna,
5)  przygotować miernik do pomiaru odpowiedniej wielkości,
6)  ocenić poprawność wykonania ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

multimetry cyfrowe,

−

karty katalogowe multimetrów,

−

instrukcje obsługi mierników.

Ćwiczenie 2

Oceń stan połączeń i elementów obwodu za pomocą testera.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zmontować układ według schematu,
2)  przygotować miernik cyfrowy z testerem, sprawdzić stan baterii,
3)  sprawdzić  stan  obwodu  pomiędzy  punktami  1  i  2  przy  zamkniętym  i  otwartym

wyłączniku za pomocą testera,

4)  sprawdzić ciągłość poszczególnych przewodów i stan elementów obwodu,
5)  zanotować wyniki, wykorzystując oznaczenia na schemacie,
6)  uzasadnić uzyskane wskazania,
7)  ocenić stan elementów,
8)  ocenić poprawność wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

metoda symulacji, ćwiczenie pomiarowe.

Rysunek do ćwiczenia [źródło własne]

Środki dydaktyczne:

−

schemat układu pomiarowego,

−

multimetr cyfrowy z funkcją testowania,

−

rezystor,

−

cewka,

−

kondensator,

−

przewody.

Ćwiczenie 3

Ustal istnienie napięcia przy pomocy próbnika.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  sprawdzić stan techniczny próbnika,
2)  opisać jego budowę (wymienić elementy),
3)  odczytać z obudowy próbnika wartość napięcia, do jakiego może być stosowany,
4)  sprawdzić  w  bezpieczny  sposób  istnienie  napięcia  w  gniazdkach  sieciowych,  na

zaciskach akumulatora,

5) zapisać spostrzeżenia,
6) ocenić wykonanie ćwiczenia.

Środki dydaktyczne:

−

próbniki jednobiegunowe i dwubiegunowe,

−

karty katalogowe próbników,

−

źródła napięcia przemiennego i stałego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.3. Oscyloskop jako miernik

5.3.1.Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przygotowanie oscyloskopu do pracy.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z instrukcją producenta,
2)  sprawdzić parametry sieci zasilającej,
3)  zidentyfikować  następujące  elementy  na  płycie  czołowej:  pokrętło  regulacji  ostrości,

pokrętło regulacji jaskrawości, przełącznik rodzaju wejścia stało- i zmiennoprądowego
(DC/AC), pokrętła do przesuwania obrazu w poziomie i w pionie, pokrętło wzmocnienia,
pokrętło zmiany podstawy czasu,

4)  włączyć wtyczkę przewodu zasilającego oscyloskop do sieci,
5)  wcisnąć przycisk załączania (ON),
6)  ustawić plamkę w środku podziałki,
7)  wyregulować jasność (INTENSITY),
8)  wyregulować ostrość (FOKUS),
9)  sprawdzić kalibrację, zgodnie z instrukcją producenta,
10)  określ zakres napięć, które można mierzyć tym oscyloskopem,
11)  ocenić jakość wykonania ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

plansze lub foliogramy z różnymi typami oscyloskopów,

−

oscyloskop analogowy,

−

instrukcja obsługi oscyloskopu,

−

karty katalogowe oscyloskopów,

−

literatura, poz. [2,3,4].

Ćwiczenie 2

Zmierz za pomocą oscyloskopu napięcie i natężenie prądu w obwodzie zasilanym

napięciem stałym.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z instrukcją oscyloskopu,
2)  przygotować oscyloskop do pracy,
3)  połączyć układ pomiarowy według schematu,
4)  do wejścia oscyloskopu Y dołączyć punkty 1-2 obwodu pomiarowego,
5)  ustawić odpowiednią wartość napięcia stałego na wyjściu zasilacza,
6)  odczytać z oscyloskopu wartość napięcia na rezystorze wzorcowym R

7)  korzystając z prawa Ohma obliczyć prąd w obwodzie,
8)  porównać wartość napięcia zasilania: obliczoną oraz uzyskaną wykreślnie,
9)  sformułować wnioski.

z n

api

ęc

sta

łe

Rysunek do ćwiczenia [źródło własne]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

schemat układu pomiarowego,

−

instrukcja obsługi oscyloskopu,

−

zasilacz napięcia stałego,

−

rezystor wzorcowy R

, np. 1 Ω,

−

odbiornik (np. rezystor laboratoryjny),

−

zeszyt do ćwiczeń.

Ćwiczenie 3

Pomiar napięcia przemiennego oscyloskopem.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z instrukcją obsługi oscyloskopu,
2)  przygotować oscyloskop do pracy,
3)  uruchomić generator napięcia sinusoidalnego,
4)  podłączyć oscyloskop do wyjścia generatora (zaciski 1-2 układu),
5)  odczytać z oscyloskopu amplitudę napięcia,
6)  obliczyć wartość skuteczną napięcia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7)  odczytać wartość napięcia z woltomierza,
8)  porównać wyniki,
9)  ustalić okres przebiegu,
10)  obliczyć częstotliwość napięcia,
11)  powtórzyć czynności 5-9 dla innej wartości napięcia i innej częstotliwości,
12)  ocenić wykonanie ćwiczenia.

aku

zny

Rysunek do ćwiczenia [źródło własne]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

schemat układu pomiarowego,

−

oscyloskop analogowy,

−

generator akustyczny,

−

woltomierz elektromagnetyczny lub cyfrowy,

−

instrukcja obsługi oscyloskopu,

−

urządzenia i mierniki wskazane przez ucznia,

−

poradnik dla ucznia, literatura [2, 3, 4].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.4. Cechy eksploatacyjne mierników. Błędy występujące przy

pomiarach

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wskaż zastosowanie miernika na podstawie umieszczonych na nim symboli i oznaczeń.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zidentyfikować rodzaj ustroju pomiarowego,
2)  zidentyfikować cechy eksploatacyjne miernika,
3)  objaśnić (opisać) znaczenie symboli,
4)  określić zastosowanie miernika na podstawie odczytanych informacji,
5)  ocenić wykonanie ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

mierniki o różnych ustrojach pomiarowych, multimetry analogowe,

−

karty katalogowe mierników,

−

norma PN-EN 60051,

−

literatura [2,3,4],

Ćwiczenie 2

Oblicz dopuszczalny błąd pomiaru wykonanego woltomierzem o zakresie 300 V i klasie

1,5, jeżeli wskazał on 250 V.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem dokładności wykonania obliczeń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) obliczyć błąd bezwzględny

∆

2) obliczyć błąd względny

δ ,

3) zapisać poprawnie wynik pomiaru:

........)

250

(

lub

.......%

250

4) ocenić wykonanie ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt do ćwiczeń, kalkulator,

−

literatura [1,2,3].

Ćwiczenie 3

Oblicz dopuszczalny błąd pomiaru wykonanego woltomierzem o zakresie 300 V i klasie

1,5 (miernik ten sam co w ćwiczeniu 2), jeżeli wskazał on 25 V.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem dokładności wykonania obliczeń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  obliczyć błąd bezwzględny,
2)  obliczyć błąd względny,
3)  zapisać poprawnie wynik pomiaru,
4)  porównać błędy pomiaru uzyskane w ćwiczeniach 2 i 3,
5)  sformułować wnioski,
6)  ocenić wykonanie ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt do ćwiczeń,

−

literatura [1, 2, 3],

−

kalkulator.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.5. Pomiar prądu i napięcia. Pomiar częstotliwości

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Poszerz zakres pomiarowy woltomierza magnetoelektrycznego trzykrotnie.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) określić rezystancję wewnętrzną miernika na podstawie informacji producenta lub

pomiaru,

2) obliczyć wartość posobnika

R ,

3)  przygotować tabelę do zapisywania wyników pomiarów,
4)  połączyć układ pomiarowy,
5)  przeprowadzić  pomiary  napięcia  w  każdym  oznakowanym  punkcie  podziałki

woltomierza badanego – napięcie nastawiać rezystorem

R ,

6)  obliczyć błąd bezwzględny i względny pomiaru,
7)  sformułować i zapisać wnioski,
8)  ocenić wykonanie ćwiczenia.

ęc

sta

łe

Rysunek do ćwiczenia [źródło własne]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

schemat układu pomiarowego,

−

woltomierz magnetoelektryczny badany,

−

woltomierz magnetoelektryczny wzorcowy,

−

rezystor wzorcowy (dekadowy),

−

zasilacz napięcia stałego,

−

rezystor suwakowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Zakres pomiarowy amperomierza magnetoelektrycznego wynosi 7,5 mA. Dokonaj

czterokrotnego poszerzenia zakresu pomiarowego tego amperomierza.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z przewodnim tekstem do ćwiczenia,
2) wykonać ćwiczenie w oparciu o przewodni tekst.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie w oparciu o tekst przewodni.

Środki dydaktyczne:

−

przewodni tekst,

−

mierniki i urządzenia wskazane przez ucznia,

−

literatura [1, 2].

Ćwiczenie 3

Określ parametry napięcia jednofazowego zasilającego odbiorniki i zmierz prąd

pobierany przez te odbiorniki.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  narysować schemat układu pomiarowego,
2)  zaproponować tok postępowania,
3)  dobrać mierniki do wykonania pomiarów w obwodzie określonego odbiornika,
4)  zorganizować stanowisko pomiarowe zgodnie z przepisami bhp,
5)  wykonać pomiary prądu, napięcia i częstotliwości,
6)  uzasadnić sposób wykonania ćwiczenia,
7)  sformułować i zapisać wnioski,
8)  ocenić jakość wykonania ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

odbiorniki wskazane przez nauczyciela (np. grzejnik, żarówka, silnik jednofazowy),

−

mierniki wskazane przez ucznia,

−

przewody,

−

wyłączniki,

−

przybory do rysowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 4

W wyniku przeprowadzonych pomiarów w układzie zasilanym z sieci napięciem

sinusoidalnym uzyskano następujące wyniki:

230

1,5

Do pomiaru napięcia i częstotliwości zastosowano multimetr cyfrowy. Do pomiaru

prądów zastosowano amperomierze wskazówkowe o zakresach: A – 5A, A

– 2,5A, A

–

2,5A. Oceń, czy pomiary były przeprowadzone poprawnie.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  dokonać analizy schematu układu,
2)  dokonać analizy wyników pomiarów,
3)  ustalić przyczynę zerowego wskazania amperomierza A,
4)  zaproponować właściwe rozwiązanie,
5)  ocenić poprawność wykonania ćwiczenia.

Rysunek do ćwiczenia [źródło własne]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda symulacji, ćwiczenie.

Środki dydaktyczne:

−

schemat układu,

−

literatura [1,3], poradnik.

Ćwiczenie 5

Zmierz napięcia fazowe i międzyfazowe w sieci czteroprzewodowej.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę jego wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.6. Pomiar rezystancji

5.6.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zmierz omomierzem rezystancję rezystorów wskazanych przez nauczyciela i określ błąd

względny i bezwzględny pomiaru.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  odczytać i zapisać parametry omomierza umieszczone na tarczy miernika,
2)  zidentyfikować elementy jego budowy,
3)  sprawdzić stan baterii (ustawienie zera),
4)  przygotować tabelę do zapisania wyników pomiarów i obliczeń,
5)  zmierzyć rezystancje,
6)  obliczyć błąd względny i bezwzględny pomiaru,
7)  sformułować wnioski.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

rezystory wzorcowe,

−

omomierz,

−

przewody.

−

kalkulator.

Ćwiczenie 2

Zmierz rezystancję izolacji przewodów jedno- i wielożyłowych.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres

i technikę wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z instrukcją megaomomierza,
2)  przygotować miernik do pomiarów,
3)  opisać przygotowane odcinki przewodów,
4)  przygotować tabelę do zapisania wyników pomiarów,
5)  wykonać  pomiary,  dołączając  megaomomierz  jak  na  rysunku  (na  rysunku:  1  –  izolacja,

2 – żyła),

6) ocenić jakość materiałów izolacyjnych na podstawie pomiarów,
7) sformułować wnioski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rysunek do ćwiczenia [2]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

megaomomierz,

−

instrukcja obsługi miernika,

−

rysunek do ćwiczenia,

−

odcinki przewodów o różnej izolacji, np.: bawełnianej, gumowej, polietylenowej.

Ćwiczenie 3

Zmierz rezystancje rezystorów wzorcowych technicznym mostkiem Wheatstone’a. Pomiary

przeprowadź dla:

Ω

100

Ω

1000

Ω

10000

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę jego wykonania, z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Należy przeprowadzić pokaz obsługi mostka.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  odczytać informacje umieszczone na tarczy podziałowej i obudowie mostka,
2)  zapoznać się z instrukcją obsługi mostka,
3)  narysować tabelę do zapisywania wyników pomiarów,
4)  przyłączyć rezystor do zacisków mostka,
5)  dobrać odpowiedni zakres pomiarowy dla danego rezystora,
6)  zrównoważyć mostek i odczytać wartość rezystancji,
7)  wyniki pomiarów zapisać w tabeli,
8)  ocenić dokładność pomiaru mostkiem,
9)  sformułować i zapisać wnioski.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

pokaz z objaśnieniem, ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

karty katalogowe mostków technicznych,

−

rezystory wzorcowe 10 Ω, 100 Ω, 1000 Ω, 10000 Ω lub rezystor dekadowy,

−

techniczny mostek Wheatstone’a,

−

instrukcja obsługi mostka,

−

literatura [2, 3, 4].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 4

Zmierz rezystancję za pomocą amperomierza i woltomierza. Na podstawie wyników

pomiarów i obliczeń wskaż właściwy układ do pomiaru rezystancji.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z elementami układu,
2)  przygotować tabelę do zapisania wyników pomiarów i obliczeń,
3)  odczytać z tarczy podziałowych mierników lub zmierzyć ich rezystancje wewnętrzne

oraz

R ,

4) połączyć układ jak na rysunku, włączając jako

R rezystor dekadowy,

5) ustawić na rezystorze dekadowym rezystancję o wartości

′

6) dobrać zakresy mierników,
7) przeprowadzić pomiary: w układzie poprawnie mierzonego prądu (przełącznik

w pozycji 1) oraz poprawnie mierzonego napięcia (przełącznik w pozycji 2),

8) powtórzyć czynności wymienione w punktach 5 i 6 dla

′

9) wyznaczyć na podstawie pomiarów wartości

R i

R ,

10) dla obu rezystancji obliczyć błędy metody

′′

′

11) porównać błędy

′′

′

i wskazać właściwy układ pomiarowy dla wyznaczenia

R oraz

dla

R ,

12) sformułować i zapisać wnioski,
13) ocenić wykonanie ćwiczenia.

1 2

−

sil

ęc

sta

łe

Rysunek do ćwiczenia [źródło własne]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

schemat układu pomiarowego,

−

zasilacz napięcia stałego,

−

rezystor dekadowy,

−

rezystor suwakowy,

−

amperomierz i woltomierz magnetoelektryczny,

−

omomierz lub mostek rezystancyjny,

−

przełącznik dwupozycyjny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5.7. Pomiar mocy i współczynnika mocy. Pomiar energii

5.7.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zmierz moc żarówki zasilanej napięciem stałym. Zmierz pośrednio energię pobraną

w ciągu 24 godzin przez tę żarówkę przy znamionowym zasilaniu. Na podstawie pomiarów
wykreśl charakterystykę

)

, zmieniając napięcie zasilania

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z parametrami żarówki,
2)  wybrać metodę pomiaru,
3)  określić wielkości mierzone i obliczane,
4)  narysować tabelę do zapisywania wyników pomiarów i obliczeń,
5)  narysować schemat układu pomiarowego,
6)  dobrać rodzaj mierników,
7)  ustalić zakresy pomiarowe mierników,
8)  dobrać elementy łączeniowe i regulacyjne,
9)  połączyć układ pomiarowy,
10)  wykonać pomiary,
11)  ocenić dokładność pomiaru
12)  wykonać obliczenia,
13)  sporządzić wykres,
14)  ocenić wpływ zmian napięcia na przebieg mocy,
15)  sformułować wnioski.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

żarówka,

−

mierniki zaproponowane przez ucznia,

−

źródło napięcia, łączniki, elementy regulacyjne zaproponowane przez ucznia,

−

literatura.

Ćwiczenie 2

Zmierz moc trójfazowego grzejnika rezystancyjnego przy znamionowym zasilani.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  opisać parametry grzejnika na podstawie tabliczki znamionowej,
2)  wybrać metodę pomiaru,
3)  określić wielkości mierzone,
4)  narysować tabelę do zapisywania wyników pomiarów,
5)  narysować schemat układu pomiarowego,
6)  dobrać rodzaj mierników,
7)  ustalić zakresy pomiarowe mierników,
8)  połączyć układ pomiarowy,
9)  wykonać pomiary przy dwóch sposobach włączenia mierników (o poprawnie mierzonym

prądzie, o poprawnie mierzonym napięciu) na wynik pomiaru,

10)  zbadać wpływ układu na wynik pomiaru i sformułować wnioski,
11)  porównać wynik pomiaru z danymi znamionowymi grzejnika,
12)  ocenić wykonanie ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

grzejnik rezystancyjny trójfazowy,

−

mierniki zaproponowane przez ucznia,

−

łączniki, elementy regulacyjne zaproponowane przez ucznia,

−

literatura.

Ćwiczenie 3

Oceń błędy przy instalowaniu licznika. Wykonaj instalowanie licznika we właściwy

sposób.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  zapoznać się z rysunkiem do ćwiczenia,
2)  wskazać na czym polegają błędy w połączeniach,
3)  opisać skutki błędów w każdym z przedstawionych połączeń,
4)  narysować właściwy schemat połączeń,
5)  zapisać wnioski,
6)  ocenić jakość wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rysunek do ćwiczenia [4]

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

metoda symulacji, ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

rysunek do ćwiczenia,

−

katalogi i instrukcje producenta,

−

autotransformator,

−

odbiorniki: rezystor, cewka, kondensator,

−

literatura [3,4].

Ćwiczenie 4

Wykonaj instalację licznika trójfazowego.

Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia nauczyciel powinien omówić zakres

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1)  rozpoznać rodzaj sieci trójfazowej,
2)  zapoznać się z modelem licznika,
3)  odszukać model w katalogu,
4)  przerysować  schemat  połączeń  wewnętrznych  licznika  i  sposób  dołączanie  odbiornika

trójfazowego,

5) opracować tok postępowania przy instalowaniu licznika,
6) sporządzić wykaz narzędzi do montażu, sporządzić wykaz przyrządów do kontroli

poprawności połączeń,

7) wykonać instalację licznika,
8) ocenić jakość wykonania ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenie pomiarowe.

Środki dydaktyczne:

−

katalogi, instrukcja producenta liczników trójfazowych,

−

model licznika trójfazowego,

−

odbiornik trójfazowy,

−

literatura [3,4].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test dwustopniowy do jednostki modułowej

„Wykonywanie pomiarów

różnych wielkości elektrycznych”

Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:

−

zadania 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 19, 20 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 8, 9, 17, 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 minimum 8 zadań,,

−

dostateczny – za rozwiązanie minimum 11 zadań

−

dobry – za rozwiązanie minimum 15 zadań,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie minimum 18 zadań.

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

Plan testu

zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

Rozpoznać ustrój miernika na podstawie symbolu

Zidentyfikować cechę eksploatacyjną miernika na
podstawie symbolu

Wskazać sposób eksploatacji miernika na
podstawie symbolu

Zastosować multimetr cyfrowy do pomiarów
napięcia przemiennego

Obliczyć błąd względny pomiaru

Obliczyć błąd bezwzględny pomiaru

Wskazać zastosowanie oscyloskopu

Przewidzieć wpływ na wynik do pomiaru
zastosowania miernika o niewłaściwym ustroju

Przewidzieć skutki dla mierników i odbiornika
niewłaściwego włączenia mierników

Obliczyć rezystancję bocznika w celu poszerzenia
zakresu pomiarowego amperomierza

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obliczyć rezystancję bocznika w celu poszerzenia
zakresu pomiarowego woltomierza

12 Zmierzyć rezystancję mostkiem

Wskazać czynniki wpływające na dokładność
pomiaru mostkiem

Zastosować właściwy układ do pośredniego
pomiaru rezystancji

Zastosować właściwą zależność do wyznaczenia
rezystancji odbiornika przy wykorzystaniu układu
o poprawnie mierzonym napięciu

Obliczyć moc na podstawie danych odczytanych z
wykresu

Zanalizować wyniki pomiarów i na ich podstawie
określić rodzaj odbiornika

Wykorzystać układ do pomiaru mocy czynnej do
określenia współczynnika mocy odbiornika
trójfazowego

19 Określić rolę liczydła w liczniku indukcyjnym

Wskazać zastosowanie licznika trójfazowego
dwuustrojowego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Należy ustalić z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z wyprzedzeniem co

najmniej jednotygodniowym.

2. Przed rozpoczęciem testu należy zapoznać uczniów z kryteriami punktowania i normą

wymagań na poszczególne oceny szkolne.

3.  Uczeń rozwiązuje 20 zadań testowych wielokrotnego wyboru.
4.  W każdym zadaniu jest tylko jedna poprawna odpowiedź.
5.  Uczeń  zaznacza  poprawną  odpowiedź  wstawiając  znak  X  we  właściwe  pole  w  karcie

odpowiedzi.

6.  W przypadku pomyłki otacza błędną  odpowiedź kółkiem i zaznacza właściwą.
7.  W trakcie rozwiązywania testu uczeń może korzystać z kalkulatora.
8.  Na rozwiązanie testu uczeń ma 40 minut oraz 5 minut na zapoznanie się z instrukcją.
9.  Po zakończeniu testu uczeń podnosi rękę i czeka aż nauczyciel odbierze od niego pracę.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję – masz na tę czynność 5 minut; jeżeli są wątpliwości

zapytaj nauczyciela.

2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań.  Do  każdego  zadania  dołączone  są  4  możliwości  odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5.  Za każdą poprawną odpowiedź otrzymasz 1 punkt, za złą lub brak odpowiedzi 0 punktów.
6.  W czasie rozwiązywania zadań możesz korzystać z kalkulatora.
7.  Udzielaj  odpowiedzi  tylko  na  załączonej  karcie  odpowiedzi;  zaznacz  poprawną

odpowiedź wstawiając znak X w odpowiednie pole w karcie odpowiedzi.

8. W przypadku pomyłki błędną odpowiedź otocz kółkiem, a następnie zaznacz odpowiedź

prawidłową.

9. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
10. Kiedy udzielenie odpowiedzi na kolejne pytanie będzie Ci sprawiało trudność, odłóż jego

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

11. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.
12. Po zakończeniu testu podnieś rękę i zaczekaj, aż nauczyciel odbierze od Ciebie pracę.

Materiały dla ucznia:

–

instrukcja,

–

zestaw zadań testowych,

–

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Symbol przedstawia ustrój miernika

a)  ferrodynamicznego.
b)  elektrodynamicznego.
c)  elektromagnetycznego.
d)  magnetoelektrycznego.

2. Symbol przedstawiony na rysunku oznacza, że

a)  miernik wykonano w klasie dokładności 2.
b)  zakres pomiarowy miernika wynosi 2 A.
c)  rezystancja wewnętrzna miernika wynosi 2 Ω.
d)  miernik poddano napięciu próby 2 kV.

3. Który ze znaków informuje, że miernik powinien pracować w pozycji poziomej?

4. Przy pomiarze wartości napięcia przemiennego multimetrem cyfrowym pokrętła powinny

być ustawione na
a)  „AC” i „V”.
b)  „DC” i „V”.
c)  „AC” i „f”.
d)  „DC” i „f”.

5. Woltomierz o zakresie 300 V i klasie dokładności 1 oraz znamionowej liczbie działek

100 wskazał 50 działek. Poprawnie zapisany wynik pomiaru, to
a)  300 V ± 1 %.
b)  300 V ± 2 %.
c)  150 V ± 1 %.
d)  150 V ± 2 %.

6. Amperomierz o zakresie 2 A i klasie dokładności 0,5 wskazał 1 A. Poprawnie zapisany

wynik to
a)  (1 ± 0,01) A.
b)  (1 – 0,10) A.
c)  (1 + 0,1) A.
d)  (1 ± 0,5) A.

7. Bezpośrednio oscyloskopem można zmierzyć

a)  napięcie.
b)  częstotliwość.
c)  natężenie prądu.
d)  rezystancję.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8. Pomyłkowe zastosowanie amperomierza o ustroju magnetoelektrycznym do pomiaru

w obwodzie prądu sinusoidalnego spowoduje, że miernik
a)  wychyli się w lewą stronę.
b)  spowoduje zwarcie w obwodzie.
c)  spowoduje przerwę w obwodzie.
d)  będzie wskazywał zero.

9. Jakie skutki dla mierników i odbiornika spowoduje włączenie mierników jak na rysunku

Woltomierz

Amperomierz

Odbiornik

a) Wskazanie

bliskie zeru

Wskazanie

bliskie

zeru

Praktycznie
wyłączony

b) Wskazanie

bliskie zeru

Przez miernik płynie
prąd zwarcia źródła

Praktycznie
wyłączony

c) Mierzy napięcie

źródła

Wskazanie

bliskie

zeru

Pracuje
normalnie

d) Mierzy napięcie

odbiornika

Mierzy

prąd

odbiornika

Pracuje
normalnie

10. Amperomierz o zakresie 7,5 mA ma rezystancję wewnętrzną

Ω

. W celu

poszerzenia zakresu amperomierza do 30 mA należy zastosować bocznik o rezystancji
a)  48Ω.
b)  36Ω.
c)  4Ω.
d)  3Ω.

11. Woltomierz o zakresie 150V ma rezystancję wewnętrzną

Ω

. W celu

poszerzenia zakresu do 600 V należy zastosować rezystor dodatkowy (posobnik) o rezystancji
a)  200 kΩ.
b)  150 kΩ.
c)  100 kΩ.
d)  50 kΩ.

12. Rezystory wzorcowe mostka mają wartość:

Ω

200

100

.W stanie

równowagi mostka (prąd

) rezystancja

R wynosi

a)  25 Ω.
b)  100 Ω.
c)  200 Ω.
d)  400 Ω.

13. Dokładność pomiaru rezystancji mostkiem zależy od

a)  czułości galwanometru.
b)  klasy dokładności rezystorów wzorcowych.
c)  idealnego zrównoważenia mostka.
d)  wszystkich powyższych czynników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

10 20 30 40 50 [V]

[A]
1,5

1,0

0,5

14. Przedstawiony układ jest właściwy do pośredniego pomiaru

rezystancji
a)  znacznie większych od rezystancji amperomierza.
b)  porównywalnych z rezystancją amperomierza.
c)  znacznie mniejszych od rezystancji amperomierza.
d)  dowolnych.

15. Która zależność jest właściwa do wyznaczenia rezystancji

−

. b)

−

. d)

16. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów w układzie jak na rysunku do zadania 15

sporządzono wykres

)

. Posługując się wykresem obliczono, że przy napięciu 20 V

na rezystorze wydziela się moc
a)  4 W.
b)  5 W.
c)  10 W.
d)  40 W.

17. Jaki odbiornik dołączono do punktów 1 i 2 obwodu, jeżeli wskazania mierników

wynoszą: woltomierz – 230 V, amperomierz – 0,5 A, watomierz – 0 W
a)  idealny kondensator.
b)  idealny rezystor.
c)  silnik.
d)  żarówkę.

18. Na podstawie pomiarów w układzie jak na rysunku można zmierzyć współczynnik mocy

układu symetrycznego korzystając z zależności

cos

−

cos

)

(

cos

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Wykonywanie pomiarów różnych wielkości elektrycznych

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Test praktyczny do jednostki modułowej „Wykonywanie pomiarów
różnych wielkości elektrycznych”

Plan testu

Lp.

Cel operacyjny badany testem

Kategoria

taksonomiczna

Poziom

wymagań

1 Opisać parametry napięcia zasilania

2 Zidentyfikować parametry odbiornika

4 Rysować schemat układu pomiarowego jednofazowego

5 Ustalić zakres pomiarów w układach jednofazowych

5 Sporządzić tabelę do zapisywania wyników pomiarów

6 Zorganizować stanowisko pomiarowe

Dobrać mierniki do pomiaru prądu, napięcia, mocy
odbiornika prądu przemiennego

8 Łączyć układ pomiarowy

Przeprowadzić

pomiary

wielkości

elektrycznych

w obwodzie prądu przemiennego

Zastosować zasady bhp przy wykonywaniu pomiarów
w obwodach prądu jednofazowego

Wyznaczyć

współczynnik

mocy

odbiornika

podstawie pomiarów

12 Analizować uzyskane wyniki pomiarów i obliczeń

Poziom wymagań: P – wymagania podstawowe, PP – ponadpodstawowe

Przebieg testowania

Arkusz obserwacji wybranych umiejętności:

nr Nazwa czynności

Liczba

punktów

Kryterium oceny

Uczeń:

cze

ń 1

cze

ń 2

cze

ń 3

Zapisał parametry napięcia przemiennego

Określenie
parametrów źródła
i odbiornika

Zidentyfikował i opisał parametry
wentylatora

Narysował schemat układu do pomiaru
prądu i mocy

Przewidział regulację napięcia

Przewidział pomiar napięcia

Narysowanie
schematów układu
pomiarowego

Zastosował wyłącznik

Dobrał właściwy rodzaj mierników do
pomiarów w obwodzie prądu przemiennego

Dobór rodzajów
mierników

Dobrał odpowiednie zakresy mierników

Połączył układ według schematu

Połączenia wykonał estetycznie

Połączenie układu

Zastosował przewody o odpowiedniej
długości

Uruchomienie
układu,

Przed podłączeniem układu sprawdził brak
napięcia na zaciskach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Poprawnie wykonał pomiar prądu, napięcia

Poprawnie wykonał pomiar mocy

przeprowadzenie
pomiarów

Zastosował zasady bhp w trakcie
wykonywania pomiarów

Zapisał wzór na współczynnik mocy

Wykonanie
niezbędnych
obliczeń

Obliczył współczynnik mocy na podstawie
pomiarów

Porównał otrzymane wyniki z danymi
znamionowymi

Ocenił wykonanie

Analiza
wykonania
zadania

Sformułował wnioski

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

−

10 pkt – ocena niedostateczna,

−

11 – 13 pkt – ocena dopuszczająca,

−

14 – 16 pkt – ocena dostateczna,

−

17 – 18 pkt – ocena dobra,

−

19 – 20 pkt – ocena bardzo dobra.

Instrukcja dla nauczyciela:

1. Przed rozpoczęciem testu należy przygotować salę wyposażoną zgodnie ze specyfikacją.
2. Przed rozpoczęciem testu należy zapoznać uczniów z kryteriami punktowania i normą

wymagań na poszczególne oceny szkolne.

3. Bezpośrednio przed przystąpieniem do testu nauczyciel powinien zapoznać uczniów

z zasadami bhp obowiązującymi na stanowisku pomiarowym.

4. Po zajęciu miejsc przez uczniów należy rozdać instrukcje testowania, arkusze zadań

testowych i karty odpowiedzi. Na arkuszach uczniowie powinni wpisać imię, nazwisko.

5. Uczniowie pracują indywidualnie nie korzystając z żadnych pomocy z wyjątkiem

przyborów do pisania i rysowania oraz kalkulatorów.

6. Po narysowaniu schematów połączeń (na kartce z wykorzystaniem przyborów

kreślarskich lub komputera) oraz zaplanowaniu niezbędnych mierników prowadzący
ocenia prace według kryteriów podanych w arkuszu oceny.

7. W przypadku złego rozwiązania dotyczącego schematu prowadzący przekazuje

poprawny schemat uczniom.

8. Uczniowie po narysowaniu schematu samodzielnie pobierają elementy potrzebne do

połączenia układu ze zbioru elementów i łączą układ.

9. Po sprawdzeniu poprawności połączeń przez prowadzącego wykonują pomiary. Ocena

tej części odbywa się na podstawie obserwacji efektów prac uczniów.

10. Czas na rozwiązanie zadania - 90 minut (czas mierzony tylko w czasie pracy uczniów).
11. Uczniowie mogą zgłosić fakt zakończenia zadania tylko wtedy, gdy wykonali pomiary

i ocenili uzyskane wyniki.

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

arkusz zadania praktycznego,

−

karta odpowiedzi,

−

wentylator z silnikiem jednofazowym,

−

próbnik napięcia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

amperomierz i woltomierz elektromagnetyczne lub elektroniczne,

−

watomierz,

−

wyłącznik,

−

przewody łączeniowe,

−

kalkulator, przybory do pisania i rysowania (komputer).

Arkusz zadania praktycznego
Opis zdania:

Jednofazowy wentylator jest włączony do sieci. Ustal na podstawie pomiarów jaki prąd

jest pobierany z sieci, moc wentylatora oraz współczynnik mocy przy zasilaniu
znamionowym.

Polecenia:

1. Zapoznaj się z danymi znamionowymi źródła napięcia i badanego wentylatora. Zapisz te

dane.

2. Ustal tok postępowania.
3. Rozwiązanie zadania polega na:

−

narysowaniu schematu układu pomiarowego,

−

ustaleniu wielkości, które musisz zmierzyć,

−

ustaleniu wielkości, które musisz obliczyć,

−

zaplanowaniu i narysowaniu tabeli do notowania wyników pomiarów,

−

doborze mierników do wykonania zadania: ich liczby, rodzajów i zakresów,

−

dobraniu elementów łączeniowych potrzebnych do rozwiązania zadania,

−

połączeniu układu pomiarowego,

−

przeprowadzeniu pomiarów z zachowaniem zasad bhp,

−

zapisaniu wzorów i wykonaniu obliczeń,

−

porównaniu uzyskanych w wyniku pomiarów wartości z danymi na tabliczce
znamionowej,

−

sformułowaniu i zapisaniu wniosków.

Instrukcja dla ucznia:

1.  Przeanalizuj dokładnie treść zadania.
2.  Schemat możesz narysować korzystając z przyborów kreślarskich lub komputera.
3.  Obliczenia możesz wykonywać korzystając z kalkulatora lub komputera.
4.  Po narysowaniu układu połączeń i zaplanowaniu aparatury zgłoś ten fakt nauczycielowi.
5.  Kolejność rozwiązania zadania jest ustalona w poleceniach.
6.  W trakcie rozwiązywania zadania nie możesz korzystać z żadnych pomocy.
7.  Na rozwiązanie całego zadania masz łącznie 90 minut.
8.  Za  wykonanie  zadania  możesz  uzyskać  20  punktów.  Ocena  za  wykonanie  zadania

zostanie wystawiona po przeliczeniu uzyskanych przez Ciebie punktów na ocenę szkolną,
według kryteriów przedstawionych na wstępie przez nauczyciela.

Powodzenia!