„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Urszula Ran

Analizowanie układów elektrycznych i automatyki
przemysłowej 711[02].Z2.01

Poradnik dla nauczyciela

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Janina Świątek
mgr inż. Aleksander Wrana



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Urszula Ran



Konsultacja:
mgr inż. Gabriela Poloczek

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 711[02].Z2.01
„Analizowanie

układów

elektrycznych

i

automatyki

przemysłowej”,

zawartego

w modułowym programie nauczania dla zawodu górnik eksploatacji podziemnej.

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. Podstawowe pojęcia z elektrotechniki

12

5.1.1. Ćwiczenia

12

5.2. Źródła i rodzaje prądu

14

5.2.1. Ćwiczenia

14

5.3. Elementy obwodu elektrycznego

15

5.3.1. Ćwiczenia

15

5.4. Obwody prądu stałego i przemiennego

17

5.4.1. Ćwiczenia

17

5.5. Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych

22

5.5.1. Ćwiczenia

22

5.6. Podstawowe pojęcia elektroniki

23

5.6.1. Ćwiczenia

23

5.7. Podstawowe elementy elektroniczne

25

5.7.1. Ćwiczenia

25

5.8. Elektronika w górnictwie podziemnym

27

5.8.1. Ćwiczenia

27

5.9. Podstawowe układy automatyki przemysłowej

28

5.9.1. Ćwiczenia

28

5.10. Układy i elementy automatycznej regulacji

31

5.10.1. Ćwiczenia

31

5.11.Układy sterowania: pneumatycznego i elektropneumatycznego

oraz hydraulicznego i elektrohydraulicznego

32

5.11.1. Ćwiczenia

32

5.12. Układy zasilania, sterowania i zabezpieczania

34

5.12.1. Ćwiczenia

34

5.13. Układy automatyki w górnictwie podziemnym

35

5.13.1. Ćwiczenia

35

6. Ewaluacja osiągnięć ucznia

36

7. Literatura

50

„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 górnik eksploatacji podziemnej
711[02].

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien posiadać przed
przystąpieniem do realizacji materiału tej jednostki modułowej,

−

cele kształcenia - wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,

−

przykładowe scenariusze zajęć,

−

propozycje ćwiczeń, które mają na celu ukształtowanie umiejętności intelektualnych
i praktycznych,

−

ewaluację osiągnięć, w postaci dwóch przykładowych narzędzi pomiaru dydaktycznego,

−

wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki.

Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze

szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania:

−

pokazu z objaśnieniem,

−

metody tekstu przewodniego,

−

metody projektów,

−

ćwiczeń praktycznych.

Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od

samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej.

W celu przeprowadzenia ewaluacji osiągnięć ucznia, nauczyciel może posłużyć się

zamieszczonymi w rozdziale 6 zestawami zadań testowych.

W tym rozdziale zamieszczno również (dla każdego testu osobno):

−

plan testu, sporządzony w formie tabelarycznej z kluczem odpowiedzi,

−

punktację zadań,

−

propozycje norm wymagań,

−

instrukcję dla nauczyciela,

−

instrukcję dla ucznia,

−

kartę odpowiedzi,

−

zestaw zadań testowych.

Jednostka

modułowa:

„Analizowanie

układów

elektrycznych

i

automatyki

przemysłowej”, jest pierwszą z modułu: „Układy elektroniczne i maszyny elektryczne w
górnictwie podziemnym”. Zawiera ona dość szeroki zakres treści, często trudnych
do zrozumienia, gdyż wymaga od ucznia powiązania wiedzy z wielu dziedzin. Szczególnie
ważne jest opanowanie umiejętności związanych z rysunkiem układów elektrycznych
i elektronicznych, rozróżniania wielkości elektrycznych i ich jednostek, poprawnego
posługiwania

się

terminologią

techniczną,

rozróżniania

elementów

obwodów,

wykorzystywania praw fizycznych i zależności matematycznych do obliczania parametrów
obwodów, łączenia prostych obwodów elektrycznych prądu stałego i przemiennego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

711[02].Z2

Układy elektroniczne i maszyny

elektryczne w górnictwie

podziemnym

711[02].Z2.01

Analizowanie układów

elektrycznych i automatyki

przemysłowej

711[02].Z2.02

Użytkowanie maszyn i urządzeń

elektrycznych w górnictwie

podziemnym

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

wykorzystywać wiadomości i umiejętności ukształtowane na zajęciach z fizyki,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

korzystać z jednostek układu SI,

−

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć:

−

posłużyć się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki,

−

odczytać podstawowe symbole i oznaczenia na typowych schematach układów
elektrycznych,

−

obliczyć proste obwody elektryczne,

−

naszkicować prosty obwód elektryczny,

−

odczytać wskazania przyrządów pomiarowych włączonych do obwodu elektrycznego
prądu stałego i przemiennego,

−

zmontować proste układy elektryczne według schematu,

−

odczytać schematy prostych układów elektrycznych i elektronicznych,

−

posłużyć się podstawowymi pojęciami z zakresu elektroniki,

−

określić zadania układów elektronicznych w górnictwie,

−

połączyć układy elektroniczne zgodnie ze schematem,

−

określić zakres stosowania, wady i zalety pneumatycznych i hydraulicznych urządzeń
automatyki,

−

wyjaśnić działanie elementów wykonawczych pneumatycznych i hydraulicznych,

−

wyjaśnić działanie prostych układów pneumatycznych i elektropneumatycznych,

−

wyjaśnić działanie prostych układów hydraulicznych i elektrohydraulicznych,

−

zbudować na podstawie schematu proste układy automatycznej regulacji,

−

rozróżnić elementy układów automatyki przemysłowej,

−

odczytać proste schematy układów automatycznej regulacji,

−

scharakteryzować zastosowanie układów regulacji w górnictwie podziemnym,

−

określić różnice w budowie układu zasilania i sterowania,

−

odczytać schematy układów sterowania i zasilania,

−

określić funkcje sterownika w układzie sterowania,

−

odróżnić wyłącznik od odłącznika,

−

wskazać zastosowanie prostowników, generatorów i wzmacniaczy elektronicznych
w górnictwie podziemnym,

−

wyjaśnić zadanie stycznika i przekaźnika w układach sterowniczych maszyn górniczych,

−

przestrzegać przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej
podczas badania układów elektrycznych i elektronicznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. PRZYKŁADOWE SCENARIUSZE ZAJĘĆ

Scenariusz zajęć 1

Osoba prowadząca

…………………………………………………………..

Modułowy program nauczania:

Górnik eksploatacji podziemnej 711[02]

Moduł:

Układy elektroniczne i maszyny elektryczne w górnictwie
podziemnym 711[02].Z2

Jednostka modułowa:

Analizowanie układów elektrycznych i automatyki
przemysłowej 711[02].Z2.01

Temat: Pomiar mocy metodą techniczną.

Cel ogólny: Kształtowanie umiejętności zastosowania pomiaru mocy metodą techniczną.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:
–

zaprojektować układ pomiarowy dla metody technicznej pomiaru mocy,

–

dobrać mierniki do pomiaru mocy metodą techniczną,

–

zorganizować stanowisko laboratoryjne do pomiaru mocy metodą techniczną,

–

połączyć układ pomiarowy,

–

wyjaśnić zjawiska zachodzące w układzie pomiaru mocy,

–

odczytać wskazania mierników,

–

wyznaczyć moc prądu stałego na podstawie wyników pomiarów napięcia i prądu,

–

określić dokładność pomiarów,

–

sporządzić sprawozdanie z ćwiczenia.
W czasie zajęć kształtowane będą następujące umiejętności ponadzawodowe:

–

organizowania i planowania pracy,

–

pracy w zespole,

–

oceny pracy zespołu.

Metoda nauczania–uczenia się:
–

metoda przewodniego tekstu,

–

ćwiczenie laboratoryjne.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

uczniowie pracują w dwuosobowych zespołach.

Czas: 60 minut.

Środki dydaktyczne:
–

zestawy ćwiczeń przygotowane przez nauczyciela dla każdego zespołu uczniów
zawierające: instrukcję pracy metodą przewodniego tekstu, zadanie, pytania prowadzące,

–

papier formatu A4, ołówki,

–

zasilacz z regulowaną wartością napięcia w zakresie 0

÷

30 V,

–

multimetr cyfrowy i analogowy,

–

rezystory R = 100

Ω

/2 W, R = 1 k

Ω

/1 W.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Zadanie dla ucznia:
Należy wyznaczyć moc wydzieloną w obwodzie prądu stałego, metodą techniczną.

Pomiary należy przeprowadzić dla dwóch rezystorów R = 100

Ω

/2 W i R = 1 k

Ω

/ 1 W.

Realizacja zadania obejmuje:
–

zaprojektowanie układu pomiarowego,

–

dobór mierników i elementów,

–

połączenie układu pomiarowego,

–

dokonanie niezbędnych pomiarów,

–

obliczenie na podstawie pomiarów wartości mocy wydzielonej w obwodzie,

–

wyznaczenie charakterystyki P = f (U),

–

określenie dokładności pomiarów,

–

sporządzenie sprawozdania z ćwiczenia.
W ćwiczeniu praktycznym należy wykorzystać elementy spośród wymienionych

w wykazie.

Wykaz aparatury i elementów: zasilacz z regulowaną wartością napięcia w zakresie 0

÷

30 V,

multimetr cyfrowy, multimetr analogowy, rezystor R = 100

Ω

/2 W, rezystor R = 1 k

Ω

/ 1 W.

Przebieg zajęć:
FAZA POCZĄTKOWA: czynności organizacyjne, podanie tematu zajęć, zaznajomienie
uczniów z pracą metodą przewodniego tekstu, podział uczniów na dwuosobowe zespoły.

FAZA WŁAŚCIWA
INFORMACJE
1. Jakie znasz metody pomiarowe wielkości elektrycznych?
2. Czym charakteryzuje się metoda bezpośrednia pomiaru?
3. Czym charakteryzuje się metoda pośrednia pomiaru?
4. Od jakich wielkości elektrycznych zależy wartość mocy wydzielonej na rezystorze?
5. Jak zmienia się wartośc mocy na rezystorze wraz ze wzrostem napięcia, jakie do niego

doprowadzamy?

6. Jak zmienia się wartość mocy wydzielonej na obciążeniu przy tym samym napięciu,

jeżeli rezystancja obciążenia wzrośnie ?

7. Jaka jest jednostka mocy?
PLANOWANIE
1. Ustal, jakich pomiarów należy dokonać w obwodzie prądu stałego, by na ich podstawie

obliczyć wartość mocy wydzielonej na rezystorze.

2. Ustal, jak na podstawie wykonanych pomiarów, określić wartość mocy wydzielonej

na rezystorze.

3. Ustal, jakiej aparatury i elementów należy użyć do pomiaru mocy metodą pośrednią.
4. Ustal, jakie znasz układy pomiarowe wykorzystywane w metodzie technicznej.
5. Ustal, od czego zależy wybór układu pomiarowego w metodzie technicznej.
6. Ustal, kiedy stosujemy układ poprawnie mierzonego prądu.
7. Ustal, kiedy stosujemy układ poprawnie mierzonego napięcia.
8. Zaplanuj kolejność czynności wykonania programu sterowania.
UZGODNIENIE
1. Uczniowie pracują w grupach:

−

projektują schemat pomiarowy,

−

ustalają zakres zmian wartości napięcia zasilającego układ,

−

wykonują obliczenia oczekiwanych wartości prądu i mocy,

−

dobierają zakresy pomiarowe mierników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

2. Uczniowie konsultują z nauczycielem:

−

proponowany schemat pomiarowy,

−

poprawność doboru zakresu zmian wartości napięcia zasilającego i zakresów
pomiarowych mierników.

WYKONANIE
1. Uczniowie organizują stanowisko pomiarowe:

−

kompletują aparaturę i elementy,

−

zapisują oznaczenia przyrządów oraz elementów,

–

łączą obwód pomiarowy.

2. Uczniowie wykonują pomiary spadku napięcia i prądu kolejno dla każdego rezystora,

przy ustalonych wartościach napięcia zasilającego układ.

3. Na podstawie pomiarów obliczają wartości wydzielonej na obciążeniu mocy dla każdego

pomiaru.

SPRAWDZANIE

Uczniowie w grupach porównują wartość oczekiwanej, obliczonej teoretycznie mocy,

z wartością mocy obliczoną na podstawie pomiarów. Na podstawie obliczeń sporządzają
na jednym wykresie charakterystyki P = f(U) dla obu rezystorów. Szacują dokładność
pomiarów, sprawdzają poprawność doboru mierników i przyjętych zakresów pomiarowych.
Nauczyciel zwraca uwagę uczniom na poprawne uzasadnienie przyjętych rozwiązań.

Uczniowie formułują wnioski, sporządzają dokumentację techniczną z wykonanych badań.

ANALIZA

Uczniowie wraz z nauczycielem wskazują, które etapy ćwiczenia sprawiły im najwięcej

trudności. Nauczyciel podsumowuje całe ćwiczenie, wskazuje jakie nowe, ważne
umiejętności zostały wykształcone, jakie wystąpiły nieprawidłowości i jak ich unikać
w przyszłości.

Zakończenie zajęć
Praca domowa: zaproponuj wykorzystanie metody technicznej, jako metody pośredniej
pomiaru rezystancji.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć, trudności
podczas realizowania zadania i opanowanych umiejętności.

Anonimowa ankieta ewaluacyjna (przykładowa)

Moja opinia o zajęciach

1. Zajęcia wymagały wykorzystania zawartych w materiale nauczania treści.

a. tak

b. raczej tak

c. raczej nie

d. nie

2. Wykonywane ćwiczenia pomogły mi w lepszym zrozumieniu treści materiału

nauczania.

a. tak

b. raczej tak

c. raczej nie

d. nie

3. Największą trudność podczas wykonywania ćwiczenia sprawiło mi:

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

4. Podczas wykonywania ćwiczenia zdobyłem następujące umiejętności:

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

5. Chciałbym się dowiedzieć więcej o

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Scenariusz zajęć 2

Osoba prowadząca

…………………………………………………………..

Modułowy program nauczania:

Górnik eksploatacji podziemnej 711[02]

Moduł:

Układy elektroniczne i maszyny elektryczne w górnictwie
podziemnym 711[02].Z2

Jednostka modułowa:

Analizowanie układów elektrycznych i automatyki
przemysłowej 711[02].Z2.01

Temat: Analiza przebiegu regulacji dwustawnej temperatury.

Cel ogólny: Poznanie właściwości regulatora dwustawnego w układzie regulacji

oraz określenie wpływu parametrów poszczególnych elementów na jakość
regulacji.

Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć:

−

narysować przebiegi sygnałów w układzie regulacji dwustawnej żelazka, dla różnych
wartości nastaw temperatury,

−

określić odchylenie wartości średniej y

śr

od wartości zadanej w regulatorze dwustawnym,

−

określić wpływ parametrów dynamiki obiektu na amplitudę oscylacji temperatury,

−

określić wpływ strefy niejednoznaczności H (histerezy) regulatora na przebieg regulacji,

−

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy.

Metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Formy organizacyjne pracy uczniów:

−

w zespołach dwuosobowych.

Czas: 1 godzina dydaktyczna.

Środki dydaktyczne:

−

kartki z opisem obiektu i regulatora dwustawnego, wraz z danymi odnośnie regulacji,

−

papier milimetrowy A4,

−

szablony modelu cieplnego,

−

przybory do pisania i rysowania.

Przebieg zajęć:

1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie celów zajęć i sposobu wykonania ćwiczenia

z uwzględnieniem przepisow bezpieczeństwa i higieny pracy.

3. Zorganizowanie stanowiska pracy do wykonania ćwiczenia.
4. Realizacja tematu:

−

każdy zespół otrzymuje przykład układu wraz z szablonem przebiegu temperatury,

−

zespoły rysują przebiegi temperatury w układzie dla podanych wartości sygnału
zadanego w układzie z regulatorem bez i z histerezą,

−

analizują przebiegi i formułują wnioski odnośnie jakości regulacji, w zależności
od wartości zadanej, charakterystyki regulatora oraz parametrów obiektu,

−

nauczyciel nadzoruje pracę uczniów i pomaga w wykonywaniu ćwiczenia. Zwraca
uwagę, czy zespoły wykonują starannie rysunki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

5. Po wykonaniu rysunków oraz opracowaniu ich uczniowie przygotowują prezentację

wniosków z analizy układu regulacji.

6. Nauczyciel analizuje pracę zespołów podczas przygotowywanej prezentacji.
7. Zespoły prezentują swoje wnioski.
8. Uczniowie wspólnie z nauczycielem dokonują oceny prac.

Zakończenie zajęć
Praca domowa

Porównaj właściwości układów regulacji z identycznymi regulatorami dwustawnymi,

współpracującymi z obiektami różniącymi się opóźnieniem T

0

. Narysuj przebiegi regulacji

dla układów, gdzie:

−

T

0

= 0,1T,

−

T

0

= 0,5T.

Przyjmij, że y

max

= 10 cm, y

0

= 0,5 y

max

, T

0

= 0,5 sek.

Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:

−

anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć i opanowanych
umiejętności.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

5. ĆWICZENIA

5.1. Podstawowe pojęcia z elektrotechniki

5.1.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zapisz podane niżej wartości wielkości elektrycznych posługując się mnożnikiem

i jednostką podstawową: 200 mV; 4,7 pF; 10 kΩ; 22

µ

A, 0,45 MW.

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel, np. 10 minut. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na umiejętność
zastosowania wielokrotności i podwielokrotności jednostek wielkości elektrycznych.
Rozwiązanie:
200 mV = 200 10

⋅

–3

V ; 4,7 pF = 4,7 10

⋅

-12

F; 10 kΩ = 10 10

⋅

3

Ω; 22

µ

A= 22 10

⋅

-6

A;

0,45 MW = 0,45 10

⋅

6

W

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) wykonać obliczenia,
3) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt,

−

kalkulator,

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Zapisz podane niżej wartości wielkości elektrycznych używając przedrostka przed

jednostką podstawową: 5000000 W; 2800

Ω

; 0,000000330 F; 0,140 H; 0,000065 A.

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na umiejętność zastosowania
wielokrotności i podwielokrotności jednostek wielkości elektrycznych.
Rozwiązanie:
5000000 W = 5 10

⋅

6

W = 3 MW; 2800

Ω

= 2,8 10

⋅

3

Ω

= 2,8 k

Ω

;

0,000000330 F = 330 10

⋅

-9

F = 330 nF; 0,140 H = 140 10

⋅

-3

H = 140 mH;

0,000065 A = 65 10

⋅

-6

A = 65

µ

A

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) wykonać obliczenia,
3) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

kalkulator,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Oblicz wartość rezystancji przewodu wykonanego z miedzi. Przewód ma długość

l = 1 km, a pole przekroju poprzecznego S = 50 mm

2

, należy przyjąć rezystywność miedzi

przewodowej ρ =1,75 10

⋅

-8

Ωm. Przewód znajduje się w normalnej temperaturze.

Oblicz wartość rezystancji tego przewodu, gdy temperatura wzrośnie do 30

°

C. Należy przyjąć

współczynnik

α

równy 0,004 1/K.

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość zależności
rezystancji elementu od jego parametrów, oraz na znajomość zależności zmian rezystancji od
zmiany temperatury.
Odpowiedź:
1. R = 0,35

Ω

2. R

T

= 0,364

Ω

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) obliczyć rezystancję przewodu w temperaturze pokojowej,
3) obliczyć rezystancję przewodu w temperaturze 30

°

C,

4) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt,

−

kalkulator,

−

literatura z rozdziału 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

5.2. Źródła i rodzaje prądu

5.2.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Znajdź zależności między parametrami rzeczywistego źródła napięcia i parametrami

rzeczywistego źródła prądu.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość zastępczego
schematu szeregowego i równoległego źródła oraz poprawność wykonanej analizy obwodów
elektrycznych z wykorzystaniem prawa Ohma i praw Kirchhoffa.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) narysować schematy zastępcze źródła: szeregowy i równoległy,
3) zanalizować narysowane schematy, wykorzystując prawo Ohma i prawa Kirchhoffa,
4) zapisać wyrażenie wynikające z II prawa Kirchhoffa dla schematu szeregowego,
5) zapisać wyrażenie wynikające z I prawa Kirchhoffa dla schematu równoległego,
6) przekształcić matematycznie i porównać zapisane wyrażenia,
7) zapisać zależności między napięciem a prądem źródłowym oraz rezystancjami

zastępczymi,

8) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

literatura z rozdziału 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

5.3. Elementy obwodu elektrycznego

5.3.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj schemat rozgałęzionego obwodu prądu stałego złożonego z czterech rezystorów

oraz jednego źródła napięcia stałego. Następnie zaznacz i opisz wszystkie jego węzły, gałęzie
oraz oczka.

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na umiejętność zastosowania
symboli elementów elektrycznych, poprawność zaproponowanego układu elektrycznego,
poprawne zaznaczenie węzłów, gałęzi i oczek w zaproponowanym schemacie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) narysować schemat rozgałęzionego obwodu prądu stałego,
3) zaznaczyć na nim węzły, gałęzie i oczka.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

papier formatu A4,

–

przybory do pisania w różnych kolorach,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Narysuj schemat rozgałęzionego obwodu prądu stałego złożonego z sześciu rezystorów

oraz jednego źródła napięcia stałego połączonych w sposób mieszany. Następnie zaznacz
elementy połączone szeregowo i elementy połączone równolegle. Uzasadnij swoje
rozwiązanie.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na umiejętność poprawnego
zastosowania symboli elementów elektrycznych, poprawność zaproponowanego układu
elektrycznego, znajomość zasad łączenia elementów w obwodzie elektrycznym, poprawne
rozpoznanie połączenia szeregowego i równoległego elementów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) narysować schemat rozgałęzionego obwodu prądu stałego z elementami połączonymi

w sposób mieszany,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

3) zaznaczyć na wykonanym schemacie elementy połączone szeregowo i elementy

połączone równolegle,

4) zaprezentować wyniki swojej pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

papier formatu A4,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

5.4. Obwody prądu stałego i przemiennego

5.4.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zastosowanie prawa Ohma do obliczania parametrów obwodu prądu stałego.

1. Przez rezystor o konduktancji G równej 5 10

⋅

-5

S płynie prąd I

1

równy 2 mA. Oblicz

spadek napięcia U

1

na tym rezystorze.

2. Na rezystorze o rezystancji R

2

równej 1 k

Ω

spadek napięcia U

2

= 3,5 V. Oblicz prąd

I

2

płynący przez ten rezystor.

3. Oblicz wartość rezystancji R

3

rezystora, na którym wystąpił spadek napięcia U

3

= 15 V

przy przepływie prądu I

3

o wartości 1,5 mA.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość prawa Ohma
i umiejętność przekształcania prawa Ohma.
Odpowiedź:
1. U

1

= 40 V.

2. I

2

= 3,5 mA.

3. R

3

= 10 k

Ω

.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) obliczyć wartość spadku napięcia na rezystorze,
2) obliczyć wartość prądu płynącego przez rezystor,
3) obliczyć wartość rezystancji,
4) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

kalkulator,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Oblicz wartość spadku napięcia na rezystorze R

2

w obwodzie przedstawionym

na rysunku

.

Dane: U

1

= 15 V, U

2

= 13 V, R

1

= 10 k

Ω

, R

2

= 1,8 k

Ω

, R

3

= 2,2 k

Ω

.

Rysunek do ćwiczenia 2. Schemat obwodu nierozgałęzionego prądu stałego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość prawa Ohma
i praw Kirchhoffa oraz na umiejętność wykorzystania w analizie obwodu prawa Ohma
i II prawa Kirchhoffa.
Odpowiedź:
Na rezystorze R

2

spadek napięcia wynos 3,6 V.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zaznaczyć kierunek prądu w obwodzie,
2) zaznaczyć kierunki spadków napięć na rezystorach,
3) zaznaczyć kierunek rozpatrywania oczka,
4) napisać równanie II prawa Kirchhoffa,
5) przekształcić równanie II prawa Kirchhoffa,
6) obliczyć wartość prądu,
7) obliczyć wartość spadku napięcia korzystając z prawa Ohma,
8) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

−

zeszyt,

–

kalkulator,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Wykonaj pomiary prądu i spadków napięcia na rezystorach w nierozgałęzionym

obwodzie prądu stałego, złożonym z jednego źródła napięcia i trzech rezystorów. Oblicz
spadki napięć na poszczególnych rezystorach zgodnie z prawem Ohma:

1

1

R

I

U

⋅

=

2

2

R

I

U

⋅

=

3

3

R

I

U

⋅

=

Dla badanego obwodu sprawdź prawdziwość II prawa Kirchhoffa.

Tabela obliczeń i wyników pomiarów

Rezystor [

Ω

]

Spadek napięcia [V]

Prąd [mA]

Obliczona wartość spadku napięcia [V]

R

1

=

1

U

R

2

=

2

U

R

3

=

3

U

Wskazówki do realizacji

Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na poprawność
zaproponowanego obwodu elektrycznego, prawidłowe wykonanie połączeń w układzie
pomiarowym, zapisy wyników pomiarów, poprawność obliczeń spadków napięcia,
poprawność zapisu równanie II prawa Kirchhoffa oraz trafność sformułowanych wniosków
po wykonaniu ćwiczenia.

Istotny jest właściwy dobór trybu pracy mierników i zakresów pomiarowych

oraz prawidłowy odczyt ich wskazań. Szczególną uwagę należy zwrócić na przestrzeganie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

przepisów BHP podczas pracy oraz zaangażowanie w wykonywanie ćwiczenia wszystkich
członków zespołu. Połączony układ pomiarowy musi sprawdzić nauczyciel, zanim zostanie
włączone napięcie zasilania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) zaprojektować nierozgałęziony obwód prądu stałego,
3) narysować schemat pomiarowy,
4) zgromadzić potrzebną aparaturę i elementy elektryczne,
5) zapisać oznaczenia wybranych przyrządów,
6) wybrać tryby pracy mierników,
7) połączyć układ pomiarowy,
8) wykonać pomiary napięć i prądu w układzie,
9) zapisać wyniki w tabeli wyników pomiarów i obliczeń,
10) obliczyć spadki napięć na poszczególnych rezystorach zgodnie z prawem Ohma:

1

1

R

I

U

⋅

=

2

2

R

I

U

⋅

=

3

3

R

I

U

⋅

=

,

11) zapisać dla badanego obwodu równanie II prawa Kirchhoffa,
12) sprawdzić prawdziwość II prawa Kirchhoffa dla badanego obwodu,
13) porównać obliczone wartości z wartościami uzyskanymi z pomiarów,
14) oszacować dokładność pomiarów i sformułować wnioski,
15) sporządzić sprawozdanie z ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia laboratoryjne.

Środki dydaktyczne:

–

zasilacz stabilizowany napięcia stałego +15 V,

–

rezystory: R = 1 k

Ω

/1 W; R = 1,8 k

Ω

/ 1 W; R = 2,2 k

Ω

/ 1 W ; R = 820

Ω

/ 2 W;

R = 1,5 k

Ω

/ 1 W,

–

2 mierniki uniwersalne analogowe,

–

2 mierniki uniwersalne cyfrowe.

Ćwiczenie 4

Oblicz wartość rezystancji zastępczej obwodu z rysunku.

Dane:
R

1

= 3,2 k

Ω

, R

2

= 2,8 k

Ω

,

R

3

= 1,5 k

Ω

, R

4

= 2,2 k

Ω

.

Rysunek do ćwiczenia 4. Schemat obwodu z połączeniem mieszanym rezystorów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują samodzielnie. Czas na wykonanie zadania ustala nauczyciel.

Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na umiejętność wyodrębnienia połączenia
równoległego i szeregowego rezystorów oraz umiejętność obliczenia rezystancji zastępczej
rezystorów połączonych równolegle i szeregowo.
Odp. Rezystancja zastępcza wynosi 10,75 k

Ω

.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) zanalizować obwód wyodrębniając rezystory połączone szeregowo i równolegle,
3) zapisać wyrażenie na rezystancję zastępczą,
4) obliczyć wartość rezystancji zastępczej,
5) zaprezentować wyniki.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

kalkulator,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 5

Wykonaj pomiar częstotliwości oraz okresu napięcia sinusoidalnie zmiennego za pomocą

oscyloskopu i częstościomierza.

Rysunek do ćwiczenia 5. Schemat układu do pomiaru częstotliwości i okresu napięcia sinusoidalnie zmiennego

oscyloskopem i częstościomierzem.

Tabela wyników pomiarów i obliczeń

Lp.

L

x

[działki]

C

x

[ms/działki]

T

x

[ms]

f

x

[Hz]

Wskazanie częstościomierza [Hz]

L

x

- wartość okresu z oscylogramu; C

x

- współczynnik odchylania poziomego oscyloskopu

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas wykonania ćwiczenie ustala

nauczyciel. Podczas pracy zespołów nauczyciel zwraca uwagę na: prawidłowe wykonanie
połączeń w układzie pomiarowym, odczyt wartości z oscyloskopu, zapisy wyników
pomiarów, obliczenia wartości okresu i częstotliwości oraz trafność sformułowanych
wniosków po wykonaniu ćwiczenia.
Istotny jest właściwy dobór mierników i zakresów pomiarowych oraz prawidłowy odczyt
ich wskazań. Szczególną uwagę należy zwrócić na przestrzeganie przepisów BHP podczas
pracy oraz zaangażowanie w wykonywanie ćwiczenia wszystkich członków zespołu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Połączony układ pomiarowy musi sprawdzić nauczyciel, zanim zostanie włączone napięcie
zasilania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zanalizować schemat pomiarowy,
2) skompletować potrzebną aparaturę,
3) połączyć obwód elektryczny i zasilić go napięciem sinusoidalnie zmiennym,
4) wykonać pomiary częstotliwości napięcia sinusoidalnie zmiennego częstościomierzem,
5) przerysować zaobserwowane oscylogramy, a wyniki pomiarów zapisać w tabeli,
6) obliczyć wartości T

x

, f

x

na podstawie wzorów:

x

x

x

C

L

T

=

x

x

T

1

f

=

7) porównać obliczone wartości częstotliwości fx ze wskazaniami częstościomierza,
8) oszacować dokładność pomiarów i sformułować wnioski.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia laboratoryjne.

Środki dydaktyczne:

−

generator funkcyjny,

−

częstościomierz,

−

oscyloskop.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

5.5. Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych

5.5.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj pomiary rezystancji za pomocą miernika uniwersalnego.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na poprawność
zaproponowanego układu pomiarowego, prawidłowe wykonanie połączeń w układzie
pomiarowym, zapisy wyników pomiarów oraz trafność sformułowanych wniosków
po wykonaniu ćwiczenia.

Istotny jest właściwy dobór trybu pracy miernika i zakresów pomiarowych

oraz prawidłowy odczyt jego wskazań. Szczególną uwagę należy zwrócić na przestrzeganie
przepisów BHP podczas pracy oraz zaangażowanie w wykonywanie ćwiczenia wszystkich
członków zespołu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) narysować schemat pomiarowy,
3) zgromadzić potrzebną aparaturę i elementy elektryczne,
4) zapisać oznaczenia wybranych przyrządów,
5) wybrać tryb pracy miernika,
6) wykonać pomiary rezystancji wybranych elementów,
7) zapisać wyniki pomiarów,
8) porównać zmierzone wartości z wartościami podanymi przez producenta rezystorów,
9) oszacować dokładność pomiarów i sformułować wnioski,
10) sporządzić sprawozdanie z ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia laboratoryjne.

Środki dydaktyczne:

–

rezystory: R = 1 k

Ω

/1 W; R = 1,8 k

Ω

/ 1 W; R = 2,2 k

Ω

/ 1 W; R = 820

Ω

/ 2 W;

R = 1,5 k

Ω

/ 1 W,

–

miernik uniwersalny cyfrowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

5.6. Podstawowe pojęcia elektroniki

5.6.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ wyprowadzenia i parametry diody Zenera na podstawie katalogu elementów

elektronicznych.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na umiejętność posługiwania
się katalogiem oraz poprawność wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dokonać oględzin diody Zenera,
2) wybrać odpowiedni katalog elementów elektronicznych,
3) wyszukać w katalogu kartę diody,
4) określić parametry elementu,
5) określić wyprowadzenia diody,
6) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

–

dioda Zenera,

–

katalogi elementów elektronicznych.

Ćwiczenie 2

Wyszukaj, na otrzymanym schemacie elektrycznym, symbole: diody prostowniczej,

stabilizacyjnej oraz tranzystora bipolarnego.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość symboli
elementów elektronicznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) zapoznać się z otrzymanym schematem elektrycznym,
3) odszukać symbole: diody prostowniczej, stabilizacyjnej oraz tranzystora bipolarnego,
4) zaprezentować wyniki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

–

schemat układu elektronicznego,

–

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

5.7. Podstawowe elementy elektroniczne

5.7.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ typ i parametry tranzystora na podstawie katalogu elementów elektronicznych.

Rozróżnij jego wyprowadzenia.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość symboli
elementów elektronicznych oraz umiejętność korzystania z katalogów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dokonać oględzin otrzymanego tranzystora,
2) wybrać odpowiedni katalog elementów elektronicznych,
3) wyszukać w katalogu kartę danego tranzystora,
4) określić typ i parametry elementu,
5) zidentyfikować wyprowadzenia elementu,
6) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

tranzystor,

−

katalogi elementów elektronicznych.

Ćwiczenie 2

Rozróżnij otrzymane elementy elektroniczne. Scharakteryzuj ich zastosowanie.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w zespołach dwuosobowych. Czas na wykonanie zadania ustala

nauczyciel. Oceniając pracę uczniów nauczyciel zwraca uwagę na znajomość elementów
elektronicznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dokonać oględzin otrzymanych elementów elektronicznych,
2) określić ich rodzaj,
3) określić zastosowanie każdego elementu,
4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

–

tranzystor bipolarny, unipolarny, tyrystor, triak,

–

katalogi elementów elektronicznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

5.8. Elektronika w górnictwie podziemnym

5.8.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przygotuj prezentację multimedialną dotyczącą elektronicznych urządzeń stosowanych

w górnictwie podziemnym. Powinna ona stanowić przegląd dostępnych na rynku rozwiązań
elektroniki sterującej, zabezpieczeń i sygnalizacji oferowanych przez producentów.

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

i sposób

wykonania

ćwiczenia. Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach.

Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) dokonać poszukiwań w różnych źródłach informacji,
2) wykonać prezentację multimedialną w programie PowerPoint pakietu Microsoft Office,
3) dokonać prezentacji swojej pracy,
4) dokonać oceny ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne,

–

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

katalogi, dokumentacja techniczna,

−

karty katalogowe,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

skaner,

−

dyskietka (płyta CD).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

5.9. Podstawowe układy automatyki przemysłowej

5.9.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Ze względu na realizowane zadania sklasyfikuj poniższe układy regulacji:

−

radarowe układy lotnicze,

−

zmywarka do naczyń,

−

lodówka,

−

obrabiarka dorabiająca klucze.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym o układach regulacji,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) przeprowadzić analizę działania wymienionych urządzeń,
4) określić zadanie sterowania realizowane przez poszczególne urządzenia,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Masz do rozpatrzenia dwa przypadki:

a) statek po zderzeniu z górą lodową ma uszkodzoną burtę, przez którą wlewa się woda,

co powoduje zatapianie statku i jeszcze intensywniejsze wlewanie się wody;

b) kierowca „dodaje gazu”, samochód przyspiesza i po chwili osiąga nową stałą prędkość.

Czy występuje w obu tych przypadkach zjawisko sprzężenia zwrotnego? Jeśli tak, to jaki

znak mają te sprzężenia?

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach. Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym o układach regulacji,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) przeanalizować zachowanie się statku w chwili katastrofy,
4) określić czy występuje zależność pomiędzy ilością wlewającej się wody a szybkością

zatapiania statku, jeżeli tak to jaka to jest zależność,

5) przeanalizować zachowanie się samochodu po „dodaniu gazu”,
6) określić czy występuje zależność pomiędzy „dodaniem gazu” a nową prędkością

samochodu,

7) określić jaka różnica występuje pomiędzy tymi przypadkami,
8) określić rodzaj sprzężenia zwrotnego,
9) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
10) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

–

zeszyt,

–

przybory do pisania,

–

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 3

Dla żelazka z termoregulatorem określ:

−

wielkość regulowaną wartość zadaną, sygnał sterujący i sygnał zakłócający,

−

obiekt regulacji, urządzenie pomiarowe i urządzenie regulujące.
Określ zadanie sterowania realizowane przez żelazko. Jakie skutki pociągnie za sobą

zaspawanie styków wyłącznika bimetalowego?

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

i technikę wykonania ćwiczenia z uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.
Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach. Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie
prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się materiałem teoretycznym dotyczącym układów regulacji,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) zaobserwować sposób działania żelazka z termoregulatorem,
4) określić zadanie sterowania realizowane przez żelazko z termoregulatorem podczas

prasowania,

5) określić sygnały zadany, sterujący, zakłócający i regulowany,
6) podać, które elementy żelazka pełnią rolę obiektu regulacji, urządzenia pomiarowego

i urządzenia wykonawczego,

7) przeanalizuj skutki zaspawania styków wyłącznika bimetalowego,
8) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
9) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne,

–

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

żelazko z termoregulatorem,

−

deska do prasowania (ewentualnie kocyk),

−

szmatka do prasowania,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

5.10. Układy i elementy automatycznej regulacji

5.10.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie zaznaczonych na rysunku parametrów oblicz siły: ciągnącą i pchającą

w siłowniku. Porównaj, która siła jest większa i wyjaśnij dlaczego. Przeprowadź podobne
obliczenia dla siłownika z tłoczyskiem dwustronnym. Rozważ sytuację, gdy współczynnik
tarcia η = 0 oraz gdy η

≠

0 [8, s. 27].

Rysunek do ćwiczenia 1 [5, s. 76]

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem teoretycznym dotyczącym siłowników,
2) przeanalizować różnice w powierzchniach tłoczysk,
3) wykonać obliczenia sił; ciągnącej i pchającej,
4) porównać otrzymane wyniki i wyjaśnić różnice,
5) przeprowadzić obliczenia dla siłownika z tłoczyskiem podwójnym,
6) wyjaśnić wpływ tarcia na otrzymane wyniki,
7) zapisać wnioski,
8) przedstawić wykonane ćwiczenie,
9) dokonać oceny pracy.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne,

–

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

–

literatura z rozdziału 7 poradnika,

–

zeszyt, przybory do pisania,

–

kalkulator.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

5.11. Układy sterowania: pneumatycznego i elektropneumatycznego

oraz hydraulicznego i elektrohydraulicznego

5.11.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Korzystając z Polskiej Normy PN–ISO 1219–1 odszukaj symbole graficzne wskazanych

przez nauczyciela elementów i urządzeń hydraulicznych i pneumatycznych, np.: źródło
energii pneumatycznej, źródło energii hydraulicznej, droga wylotowa powietrza, pompa
hydrauliczna, siłownik pneumatyczny dwustronnego działania, zawór szybkiego spustu itp.

Wskazówki do realizacji
Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie

prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z Polską Normą,
2) zapoznać się z listą symboli podaną przez nauczyciela,
3) odszukać i przerysować wskazane symbole graficzne elementów i urządzeń,
4) zaprezentować wynik swojej pracy,
5) ocenić ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne,

–

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

wykaz symboli,

−

Polska Norma PN-ISO 1219-1,

−

przybory do rysowania i pisania,

−

literatura z rozdziału 7.

Ćwiczenie 2

Zaprojektuj układ sterowania siłownikiem jednostronnego działania dla zadanego

cyklogramu.

Rysunek do ćwiczenia 2. Cyklogram pracy układu [5, s. 56]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

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

i sposób wykonania ćwiczenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) zapoznać się z materiałem dotyczącym układów sterowania pneumatycznego,
2) zorganizować stanowisko pracy,
3) zapoznać się z treścią zadania,
4) podać na podstawie cyklogramu zasadę działania układu,
5) zaprojektować układ sterowania,
6) zaprezentować wynik swojej pracy,
7) ocenić ćwiczenie.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne,

–

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

papier,

−

przybory do rysowania i pisania,

−

literatura z rozdziału 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

5.12. Układy zasilania, sterowania i zabezpieczania

5.12.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ przeznaczenie, zdolności łączeniowe, parametry i zakres zastosowań wybranych

łączników na podstawie dokumentacji technicznej.

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

i sposób

wykonania

ćwiczenia. Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach.

Po zakończeniu ćwiczenia uczniowie prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) zapoznać się z przygotowaną dokumentacją techniczną łączników,
3) wypisać dane techniczne,
4) rozróżnić rodzaj łącznika,
5) określić przeznaczenie łącznika,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

–

ćwiczenia praktyczne,

–

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

dokumentacja techniczna łączników,

−

karty katalogowe,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

zeszyt,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

5.13. Układy automatyki w górnictwie podziemnym

5.13.1. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie danych schematów układów sterowania i regulacji stosowanych

w górnictwie

podziemnym

określ

sposób

działania

układów,

wyjaśnij

zadania

poszczególnych aparatów, urządzeń i czujników.

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

i sposób wykonania ćwiczenia. Uczniowie pracują w 2-osobowych zespołach Po zakończeniu
ćwiczenia uczniowie prezentują swoją pracę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Uczeń powinien:

1) przeanalizować treść zadania,
2) zapoznać się z przygotowanymi schematami układów,
3) przeanalizować sposób działania układów,
4) określić funkcje poszczególnych urządzeń i elementów,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Zalecane metody nauczania–uczenia się:

−

ćwiczenia praktyczne,

−

metoda projektów.

Środki dydaktyczne:

−

schematy wybranych układów sterowania i regulacji stosowanych w górnictwie,

−

zeszyt,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

6. EWALUACJA OSIĄGNIĘĆ UCZNIA

Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego

Test 1
Test dwustopniowy do jednostki modułowej „Analizowanie układów
elektrycznych i automatyki przemysłowej”

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

−

zadania 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15 16, 18, 20 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 1, 9, 13, 17, 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 7 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu
ponadpodstawowego.

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

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1

Określić funkcje odłącznika

C

PP

d

2

Nazwać elementy struktury obwodu
elektrycznego

A

P

a

3

Rozpoznać schemat układu regulacji
automatycznej

C

P

a

4

Obliczyć rezystancję zastępczą rezystorów
połączonych szeregowo

C

P

a

5

Rozróżnić elementy automatyki

B

P

d

6

Rozróżnić sygnały standardowe
elektryczne

B

P

b

7

Sklasyfikować elementy obwodu
elektrycznego

B

P

b

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

8

Wskazać urządzenia automatyki

B

P

c

9

Określić zadanie sterowania realizowane
przez termostat

C

PP

d

10

Obliczyć rezystancję zastępczą rezystorów
połączonych równolegle

C

P

d

11 Rozpoznać cechy układu hydraulicznego

C

P

a

12 Wskazać symbol termistora

A

P

c

13

Rozpoznać wykres wektorowy napięć
i prądów dla cewki

C

PP

d

14

Określić właściwości siłownika
z nastawnikiem

C

P

c

15

Rozpoznać element dodatkowego
wyposażenia w siłownikach elektrycznych

C

P

d

16

Rozpoznać układ do pomiaru małych
rezystancji metodą techniczną

C

P

a

17

Obliczyć moc pobieraną przez odbiornik
w stanie dopasowania

C

PP

d

18 Wskazać symbol diody stabilizacyjnej

A

P

c

19

Określić rolę przetwornika pomiarowego
w układzie regulacji

C

PP

d

20

Wskazać sygnał pneumatyczny
standardowy

B

P

d

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z co najmniej jednotygodniowym

wyprzedzeniem.

2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na takie typy zadań testowych,

jakie będą w teście.

5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).
6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy.
7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony

na udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru

dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).

9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania,

które sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
14. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych – niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję zanim zaczniesz rozwiązywać zadania.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności, dotyczących analizowania układów

elektrycznych i automatyki przemysłowej. Zadania zawierają cztery odpowiedzi,
z których tylko jedna jest poprawna.

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

rubryce znak X. Jeśli uznasz, że pomyliłeś się i wybrałeś nieprawidłową odpowiedź,
to zaznacz ją kółkiem, a następnie ponownie zaznacz znakiem X odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.
7. Kiedy wybór odpowiedzi lub jej udzielenie w analizowanym zadaniu będzie Ci sprawiało

trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas
wolny.

8. Na rozwiązanie testu masz 30 minut.

Powodzenia

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Łącznik służący do stwarzania w stanie otwarcia we wszystkich swoich biegunach

bezpiecznych przerw izolacyjnych, to
a) bezpiecznik.
b) rozłącznik.
c) wyłącznik
d) odłącznik.

2. Gałąź obwodu elektrycznego tworzą elementy połączone

a) szeregowo.
b) równolegle.
c) w sposób mieszany.
d) w gwiazdę.

3. Układ regulacji automatycznej przedstawia schemat

4. Rezystory o rezystancji R1 = 10 k

Ω

, R2 = 4,7 k

Ω

, R3 = 30

Ω

, połączono szeregowo;

rezystancja zastępcza układu wynosi
a) R

1

= 15,03 k

Ω

.

b) R

1

= 0,24 k

Ω

.

c) R

1

= 1 k

Ω

.

d) R

1

= 15,30 k

Ω

.

5. Do elementów automatyki nie zalicza się

a) przekaźnika.
b) silnika.
c) zaworu.
d) stacyjki komputerowej.

6. Standardowym sygnałem elektrycznym nie jest sygnał

a) 0...5 mA.
b) 20...100 mA.
c) 0...20 mA.
d) 4...20 mA.

7. Elementem pasywnym obwodu elektrycznego jest

a) generator termoelektryczny.
b) rezystor.
c) ogniwo chemiczne.
d) akumulator.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

8. Do urządzeń automatyki zalicza się

a) wzmacniacz.
b) prądnicę.
c) regulator.
d) siłownik.

9. Zadanie sterowania realizowane przez termostat to

a) optymalizacja przy zmiennych warunkach zewnętrznych.
b) śledzenie i wykonanie programu.
c) utrzymywanie punktu pracy zapewniającego maksimum wartości temperatury.
d) utrzymanie stałej wartości temperatury.

10. Dwa rezystory o rezystancji R = 10 k

Ω

, połączono równolegle, rezystancja zastępcza

układu wynosi
a) 20 k

Ω

.

b) 50 k

Ω

.

c) 200

Ω

.

d) 5 k

Ω

.

11. Stosunkowo duże siły i moce siłowników są charakterystyczne dla urządzeń

a) hydraulicznych.
b) pneumatycznych.
c) elektrycznych.
d) elektropneumatycznych.

12. Rysunek przedstawia symbol

a) woltomierza.
b) rezystora.
c) termistora.
d) amperomierza.

13. Wartości skuteczne prądu i napięcia cewki przedstawia wykres wektorowy

a)

b)

c)

d)

14. Zastosowanie nastawnika w siłowniach membranowych i pneumatycznych

a) zmniejsza szybkość działania siłownika.
b) zmniejsza zakres ciśnienia.
c) umożliwia usunięcie z siłownika sprężyny.
d) zwiększa histerezę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

15. Wyłączniki krańcowe stanowią dodatkowe wyposażenie siłowników

a) pneumatycznych tłokowych.
b) hydraulicznych korbowych.
c) pneumatycznych membranowych.
d) elektrycznych.

16. Rysunek przedstawia układ do pomiaru

a) małych rezystancji metodą techniczną.
b) dużych rezystancji metodą techniczną.
c) rezystancji metodą porównawczą.
d) rezystancji metodą bezpośrednią.

17. Siła elektromotoryczna źródła E = 1,5 V, a jego rezystancja wewnętrzna R

w

= 0,24

Ω

.

Moc pobierana przez odbiornik w stanie dopasowania do źródła wynosi
a) 0,27 W.
b) 5 W.
c) 1,5 W.
d) 2,34 W.

18. Rysunek przedstawia symbol

a) diody prostowniczej.
b) triaka.
c) diody stabilizacyjnej.
d) diody LED.

19. Przetwornik pomiarowy przetwarza wielkość

a) zadaną.
b) regulowaną na sygnał napięciowy.
c) zadaną na sygnał prądowy.
d) regulowaną na sygnał dogodny do wprowadzenia do regulatora.

20. Sygnałem pneumatycznym standardowym jest sygnał o wartości z zakresu

a) 0...50 kPa.
b) 0...100 kPa.
c) 10...100 kPa.
d) 20..100 kPa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………………………………

Analizowanie układów elektrycznych i automatyki przemysłowej

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

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

Test 2
Test dwustopniowy do jednostki modułowej „Analizowanie układów
elektrycznych i automatyki przemysłowej”

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

−

zadania 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 są z poziomu podstawowego,

−

zadania 1, 3, 7, 12, 20 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 7 zadań z poziomu podstawowego,

−

dostateczny – za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,

−

dobry – za rozwiązanie 15 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu ponadpodstawowego,

−

bardzo dobry – za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 4 z poziomu
ponadpodstawowego.

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

Plan testu

Nr

zad.

Cel operacyjny
(mierzone osiągnięcia ucznia)

Kategoria

celu

Poziom

wymagań

Poprawna

odpowiedź

1

Określić dodatkowe właściwości cieczy
w układach hydraulicznych

C

PP

a

2

Wskazać nośniki ładunku elektrycznego
w elektrolitach

B

P

a

3

Określić funkcje odłącznika

C

PP

b

4

Określić zadania układów pomiarowych

C

P

b

5

Rozróżnić połączenie szeregowe
rezystorów

B

P

b

6

Rozróżnić połączenie równoległe
rezystorów

B

P

d

7

Rozpoznać sposób regulacji prędkości
tłoczyska

C

PP

b

8

Rozpoznać przyrządy pomiarowe do
pomiaru mocy prądu stałego metodą
techniczną

C

P

d

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

9

Zdefiniować jednostkę prądu
elektrycznego

A

P

c

10

Rozpoznać równanie I prawa Kirchhoffa
dla określonego węzła obwodu

C

P

a

11

Wskazać nośniki ładunku elektrycznego
w półprzewodnikach

B

P

c

12

Określić funkcje spełniane w układzie
przez czujnik rezerwy

C

PP

c

13

Rozpoznać układ do pomiaru małych
rezystancji metodą techniczną

C

P

b

14

Rozpoznać sygnał pneumatyczny
standardowy

B

P

c

15

Dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru
mocy prądu stałego metodą bezpośrednią

C

P

c

16

Zdefiniować jednostkę napięcia
elektrycznego

A

P

a

17

Obliczyć rezystancję zastępczą rezystorów
połączonych szeregowo

C

P

c

18

Obliczyć rezystancję zastępczą rezystorów
połączonych równolegle

C

P

b

19

Określić wzór na wartość chwilową
napięcia

C

P

c

20

Określić sygnał standardowy, który
umożliwia wykrycie przerwy w torze
transmisyjnym

C

PP

d

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

Przebieg testowania

Instrukcja dla nauczyciela

1. Ustal z uczniami termin przeprowadzenia sprawdzianu z co najmniej jednotygodniowym

wyprzedzeniem.

2. Omów z uczniami cel stosowania pomiaru dydaktycznego.
3. Zapoznaj uczniów z rodzajem zadań podanych w zestawie oraz z zasadami punktowania.
4. Przeprowadź z uczniami próbę udzielania odpowiedzi na takie typy zadań testowych,

jakie będą w teście.

5. Omów z uczniami sposób udzielania odpowiedzi (karta odpowiedzi).
6. Zapewnij uczniom możliwość samodzielnej pracy.
7. Rozdaj uczniom zestawy zadań testowych i karty odpowiedzi, podaj czas przeznaczony

na udzielanie odpowiedzi.

8. Postaraj się stworzyć odpowiednią atmosferę podczas przeprowadzania pomiaru

dydaktycznego (rozładuj niepokój, zachęć do sprawdzenia swoich możliwości).

9. Kilka minut przed zakończeniem sprawdzianu przypomnij uczniom o zbliżającym się

czasie zakończenia udzielania odpowiedzi.

10. Zbierz karty odpowiedzi oraz zestawy zadań testowych.
11. Sprawdź wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadź analizę uzyskanych wyników sprawdzianu i wybierz te zadania,

które sprawiły uczniom największe trudności.

13. Ustal przyczyny trudności uczniów w opanowaniu wiadomości i umiejętności.
14. Opracuj wnioski do dalszego postępowania, mającego na celu uniknięcie niepowodzeń

dydaktycznych – niskie wyniki przeprowadzonego sprawdzianu.

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję zanim zaczniesz rozwiązywać zadania.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności, dotyczących analizowania układów

elektrycznych i automatyki przemysłowej. Zadania zawierają cztery odpowiedzi,
z których tylko jedna jest poprawna.

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

rubryce znak X. Jeśli uznasz, że pomyliłeś się i wybrałeś nieprawidłową odpowiedź,
to zaznacz ją kółkiem, a następnie ponownie zaznacz znakiem X odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz mógł sprawdzić poziom swojej wiedzy.
7. Kiedy wybór odpowiedzi lub jej udzielenie w analizowanym zadaniu będzie Ci sprawiało

trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas
wolny.

8. Na rozwiązanie testu masz 30 minut.

Powodzenia

Materiały dla ucznia:

−

instrukcja,

−

zestaw zadań testowych,

−

karta odpowiedzi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Samosmarowność jest cechą charakterystyczną urządzeń

a) hydraulicznych.
b) pneumatycznych.
c) elektrycznych.
d) elektropneumatycznych.

2. Nośnikami ładunku elektrycznego w przewodnikach drugiego rodzaju są

a) jony dodatnie i ujemne.
b) elektrony i protony.
c) elektrony i dziury.
d) dziury i atomy.

3. Łącznik służący do stwarzania w stanie otwarcia we wszystkich swoich biegunach

bezpiecznych przerw izolacyjnych, to
a) bezpiecznik.
b) odłącznik.
c) wyłącznik.
d) rozłącznik.

4. Do zadań układów pomiarowych w układach regulacji nie należy

a) rejestrowanie wyników pomiarów.
b) porównywanie rzeczywistej wielkości regulowanej z wartością zadaną.
c) sygnalizowanie nadmiernych odchyłek.
d) opracowanie wyników pomiarów.

5. W układzie na rysunku szeregowo połączone są rezystory

a) R

1

, R

4

.

b) R

2

, R

3

.

c) R

5

, R

3

d) R

1

, R

2.

6. W układzie na rysunku równolegle połączone są rezystory

a) R

3

, R

4

.

b) R

2

, R

5

.

c) R

5

, R

1

.

d) R

1

, R

2

.

7. W przedstawionym na schemacie układzie jest realizowana regulacja prędkości tłoczyska

przez
a) dławienie na wlocie i wylocie.
b) dławienie na wlocie.
c) dławienie na wylocie.
d) zastosowanie zaworu szybkiego spustu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

8. Układ do pomiaru mocy prądu stałego metodą techniczną musi zawierać

a) woltomierz i watomierz.
b) amperomierz i watomierz.
c) watomierz.
d) amperomierz i woltomierz.

9. Jednostką prądu elektrycznego jest

a) wolt [V].
b) om [

Ω

].

c) amper [A].
d) wat [W].

10. Równanie I prawa Kirchhoffa dla węzła z rysunku ma postać

I

1

+I

3

+I

5

+I

6

= I

2

+I

4

+I

7

a) I

1

+I

4

+I

5

+I

6

= I

2

+I

3

+I

7

.

b) I

1

+I

3

+I

7

+I

6

= I

2

+I

4

+I

5

.

c) I

1

+I

3

+I

5

+I

2

= I

6

+I

4

+I

7.

11. Nośnikami ładunku elektrycznego w półprzewodnikach są

a) jony dodatnie i ujemne.
b) elektrony i protony.
c) elektrony i dziury.
d) dziury i atomy.

12. Czujnik rezerwy urządzenia do automatyzacji punktu załadowczego ma za zadanie

a) dokonać kontroli obecności wozów pod wysypem.
b) uruchomić popychak, aż pierwszy wóz znajdzie się pod zsypnią.
c) wyłączyć napęd przenośnika podającego, gdy ostatni z wozów znajdzie się

na popychaku.

d) kontrolować zapełnienie urobkiem każdej części ładowanego wozu.

13. Rysunek przedstawia układ do pomiaru

a) małych rezystancji metodą techniczną.
b) dużych rezystancji metodą techniczną.
c) rezystancji metodą porównawczą.
d) rezystancji metodą bezpośrednią.

14. Standardowy sygnał pneumatyczny zawarty jest w granicach

a) 0,1÷10 kPa.
b) 20÷50 kPa.
c) 20÷100 kPa.
d) 0,01÷1 kPa.

15. Pomiaru bezpośredniego mocy prądu stałego można dokonać za pomocą

a) woltomierza.
b) amperomierza.
c) watomierza.
d) omomierza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

16. Jednostką napięcia elektrycznego jest

a) wolt [V].
b) om [

Ω

].

c) amper [A].
d) wat [W].

17. Rezystory o rezystancji R

1

= 1 k

Ω

, R

2

= 1,8 k

Ω

, R

3

= 2,2 k

Ω

, połączono szeregowo,

rezystancja zastępcza R układu wynosi
a) R

Z

= 4 k

Ω

.

b) R

Z

= 0,24 k

Ω

.

c) R

Z

= 5 k

Ω

.

d) R

Z

= 10 k

Ω

.

18. Dwa rezystory o R= 2 k

Ω

, połączono równolegle, rezystancja zastępcza układu wynosi

a) 4 k

Ω

.

b) 1 k

Ω

.

c) 0,5 k

Ω

.

d) 5 k

Ω

.

19. Wartość skuteczna napięcia U = 170 V, faza początkowa φ = 30˚ , częstotliwość f = 50

Hz, to wzór na wartość chwilową napięcia sinusoidalnie zmiennego w funkcji czasu ma
postać
a) u = 170 · sin(314t + 30˚).
b) u = 240 · sin(314t - 30˚).
c) u = 240 · sin(314t + 30˚).
d) u = 170 · sin(314t - 30˚).

20. Wykrycie przerw w linii transmisyjnej umożliwiają sygnały standardowe

a) napięciowe: - 5 ÷ + 5 V.
b) prądowe: 0 ÷ 20 mA.
c) napięciowe: 0 ÷ 5 V.
d) prądowe: 4 ÷ 20 mA.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………………………………

Analizowanie układów elektrycznych i automatyki przemysłowej

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

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

50

7. LITERATURA

1. Bastion P., Schuberth G., Spielvogel O., Steil H., Koty K., Ziegler K.: Praktyczna

elektrotechnika. REA, Warszawa 2003

2. Bolkowski S.: Elektrotechnika. WSiP, Warszawa 1995
3. Findeisen Wł. (red.): Poradnik inżyniera automatyka. WNT, Warszawa 1973
4. Jabłoński W., Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1996
5. Kordowicz-Sot A.: Automatyka i robotyka. Napęd i sterowanie hydrauliczne

i pneumatyczne. WSiP, Warszawa 1999

6. Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa 1997
7. Krasucki F.: Elektryfikacja podziemnych zakładów górniczych. Wydawnictwo

Politechniki Śląkiej, Gliwice 1998

8. Michel K., Sapiński T.: Czytam rysunek elektryczny. WSiP, Warszawa 1999
9. Ornatowski T., Figurski J.: Praktyczna nauka zawodu. WITE, Radom 2000
10. Pióro B., Pióro M.: Podstawy elektroniki. WSiP, Warszawa, 1996
11. Plewka Cz.: Metodyka nauczania teoretycznych przedmiotów zawodowych. WITE,

Radom 1999

12. Płoszajski G.: Automatyka. WSiP, Warszawa 1995
13. Schmid D. (red): Mechatronika. REA, Warszawa 2002
14. Siemieniako Fr., Gawrysiak M.: Automatyka i robotyka. WSiP, Warszawa 1996
15. Szlosek Fr.: Wstęp do dydaktyki przedmiotów zawodowych. WITE, Radom 1995
16. Polskie Normy
17. www.elfa.se
18. www.zeg.pl