MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Jerzy Kubczak
Badanie i pomiary obwodów prądu przemiennego
725[02].O1.02
Poradnik dla nauczyciela
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
dr inż. Grzegorz Żegliński
mgr inż. Stanisław Górniak
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Jerzy Kubczak
Konsultacja:
mgr inż. Andrzej Zych
Korekta:
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 725[02].O1.02
Badanie i pomiary obwodów prądu przemiennego zawartego w module 752[02].O1 Pomiary
parametrów i układów elektronicznych w modułowym programie nauczania dla zawodu
monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Przykładowe scenariusze zajęć 7
5. Ćwiczenia 12
5.1. Pole elektryczne 12
5.1.1. Ćwiczenia 12
5.2. Pole magnetyczne 15
5.2.1. Ćwiczenia 15
5.3 PrÄ…d sinusoidalnie zmienny 18
5.3.1. Ćwiczenia 18
5.4. Rezonans. Filtry 27
5.4.1. Ćwiczenia 27
5.5. Transformator 33
5.5.1. Ćwiczenia 33
5.6. Wykrywanie usterek w obwodach prÄ…du przemiennego 37
5.6.1. Ćwiczenia 37
5.7. Oddziaływanie prądu na organizm ludzki 38
5.7.1. Ćwiczenia 38
6. Ewaluacja osiągnięć ucznia 39
7. Literatura 52
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Przekazujemy Państwu Poradnik dla nauczyciela  Badanie i pomiary obwodów prądu
przemiennego ,725[02].O1.02, który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych
w szkole kształcącej w zawodzie monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych 725[02].
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne,
- wykaz umiejętności, jakie uczeń opanuje podczas zajęć,
- przykładowe scenariusze zajęć,
- propozycje ćwiczeń, które mają na celu wykształcenie u uczniów umiejętności
praktycznych,
- wykaz literatury, z jakiej uczniowie mogą korzystać podczas nauki.
Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone różnymi metodami ze
szczególnym uwzględnieniem:
- pokazu z objaśnieniem,
- tekstu przewodniego,
- metody projektów,
- ćwiczeń praktycznych.
Formy organizacyjne pracy uczniów mogą być zróżnicowane, począwszy od samodzielnej
pracy uczniów do pracy zespołowej.
W celu przeprowadzenia sprawdzianu wiadomości i umiejętności ucznia, nauczyciel
może posłużyć się zamieszczonym w rozdziale 6 zestawem zadań testowych, zawierającym
różnego rodzaju zadania.
W tym rozdziale podano również:
- plan testu w formie tabelarycznej,
- punktacje zadań i uczenia się,
- propozycje norm wymagań,
- instrukcjÄ™ dla nauczyciela,
- instrukcjÄ™ dla ucznia,
- kartÄ™ odpowiedzi,
- zestaw zadań testowych.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
725[02].O1
Pomiary parametrów elementów
i układów elektronicznych
725[02].O1.01
Badania i pomiary
obwodów prądu stałego
725[02].O1.02
Badanie i pomiary
obwodów prądu przemiennego
725[02].O1.03 725[02].O1.04
Badanie i pomiary układów Badanie i pomiary układów
analogowych cyfrowych
stosowanych w telekomunikacji stosowanych w telekomunikacji
725[02].O1.05
Analiza działania podstawowych
maszyn i urządzeń elektrycznych
Schemat układu jednostek modułowych
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:
- interpretować podstawowe prawa dotyczące pola elektrycznego, magnetycznego
i elektromagnetycznego,
- korzystać z różnych z
ródeł informacji,
- współpracować w grupie,
- uczestniczyć w dyskusji, prezentacji,
- przestrzegać zasad bezpieczeństwa i higieny pracy podczas badania i konstruowania
prostych obwodów elektrycznych lub badania elementów tych obwodów,
- stosować prawa i zależności matematyczne opisujące współzależności między
wielkościami fizycznymi,
- stosować różne metody i środki (symbole, rysunki, zdjęcia itp.) w porozumiewaniu się na
temat zagadnień technicznych.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej, uczeń powinien umieć:
- rozróżnić parametry charakteryzujące przebieg prądu przemiennego,
- rozróżnić różne typy kondensatorów i cewek,
- narysować wykresy wektorowe dla zadanego elementu R, L, C,
- zanalizować proste układy prądu przemiennego,
- obliczyć i oszacować podstawowe wielkości elektryczne w układach prądu
przemiennego,
- zinterpretować podstawowe zjawiska z zakresu elektrotechniki,
- określić warunki rezonansu napięć lub prądów,
- sklasyfikować i scharakteryzować filtry,
- sklasyfikować i scharakteryzować transformatory,
- rozróżnić stany pracy transformatora,
- obsłużyć oscyloskop,
- dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru wielkości elektrycznych w obwodach prądu
przemiennego,
- połączyć układ do pomiaru podstawowych wielkości w układach prądu przemiennego,
- dokonać pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych w układach prądu
przemiennego,
- zlokalizować zwarcia i przerwy w prostych układach,
- przedstawić wyniki w formie tabeli i wykresu,
- zanalizować i zinterpretować wyniki pomiarów oraz wyciągać wnioski praktyczne,
- zademonstrować poprawność wykonywania pomiarów,
- zanalizować i zinterpretować wyniki pomiarów oraz wyciągać wnioski praktyczne,
- przewidzieć zagrożenia dla życia i zdrowia w czasie realizacji ćwiczeń z prądem
przemiennym,
- dokonać pomiarów w układach prądu zmiennego w sposób bezpieczny,
- udzielić pierwszej pomocy w przypadkach porażenia prądem elektrycznym,
- zastosować procedurę postępowania w sytuacji zagrożenia.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. PRZYKA
ADOWE SCENARIUSZE ZAJ
Ć
Scenariusz zajęć 1
Osoba prowadzÄ…ca & & & & & & & & & & & & & & .& & & & .
Modułowy program nauczania: Monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych 725[02]
Moduł:
Pomiar parametrów elementów i układów
elektronicznych 725[02].O1.
Jednostka modułowa:
Badanie i pomiary obwodów prądu
przemiennego.725[02].O1.02
Temat: Pole elektryczne. Kondensatory.
Cel ogólny: zapoznanie się z właściwościami kondensatorów.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi poprawnie:
- rozróżnić kondensatory według typu, budowy i przeznaczenia,
- dokonać pomiaru pojemności kondensatora,
- wmontować kondensator do układu,
- dobrać (obliczyć wartość) kondensator zastępczy,
- wyznaczyć pojemność zastępczą układu kondensatorów.
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- pokaz z objaśnieniem,
- ćwiczenie laboratoryjne.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- indywidualna.
Czas: 180 minut (4x45 minut).
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt do przedmiotu, przybory do pisania, kalkulator,
- poradnik dla ucznia,
- schematy montażowe, instrukcje stanowiskowe,
- narzędzia,
- materiały:10 kondensatorów o różnej pojemności, przewody połączeniowe, zestaw
mierników uniwersalnych, autotransformator.
Przebieg zajęć:
1. Sprawy organizacyjne.
2. Nawiązanie do tematu, omówienie wiadomości na temat kondensatorów oraz sposobów
ich Å‚Ä…czenia
3. Omówienie zasad BHP.
4. Zorganizowanie stanowiska pracy. Przedmiotem zadania jest wykonanie ćwiczenia 1 i 2
podanego w poradniku dla ucznia (rozdz. 4.1.3).
5. Realizacja tematu:
- Każdy uczeń zapoznaje się z treścią ćwiczenia 1, sporządza notatki w zeszycie.
- Każdy uczeń pobiera materiały, narzędzia, mierniki, schematy montażowe,
instrukcje wykonania, katalogi,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
- Uczeń przystępuje do wykonania, w trakcie wykonuje notatki pomocne
w wykonaniu ćwiczenia.
- Nauczyciel udziela w trakcie wskazówek.
- Uczeń po skończeniu prezentuje wykonane ćwiczenie.
- Uczeń następnie zapoznaje się z ćwiczeniem 2, sporządza notatki w zeszycie.
- Każdy uczeń pobiera materiały, narzędzia, mierniki, schematy montażowe,
instrukcje wykonania, katalogi.
- Uczeń przystępuje do wykonania, w trakcie wykonuje notatki pomocne
w wykonaniu ćwiczenia.
- Nauczyciel udziela w trakcie wskazówek.
6. Nauczyciel po zakończeniu pracy przez uczniów sprawdza notatki i ocenia całokształt
pracy ucznia na ćwiczeniu.
Zakończenie zajęć
Praca domowa
Na podstawie literatury zaproponuj inne metody pomiaru pojemności. Przedstaw je na
podstawie schematów ideowych. Spróbuj na podstawie ćwiczenia 2 ze strony 35 Poradnika
dla ucznia opracować metodę pomiaru pojemności, wykorzystując umiejętności nabyte przy
wykonywaniu obecnego ćwiczenia. Zadanie wykonaj pisemnie w zeszycie wykonując
opracowanie, które powinno zawierać schematy i opis działania zaproponowanego układu
(1 2 stron).
Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:
- Ankiety ewaluacyjne dotyczące prowadzenia zajęć i zdobytych umiejętności, a także
sprawdzenie czy praca domowa została wykonana i ocenienie jej  kontrola zeszytu.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Scenariusz zajęć 2
Osoba prowadzÄ…ca & & & & & & & & & & & & & & & & & & .
Modułowy program nauczania: Monter sieci i urządzeń telekomunikacyjnych 725[02]
Moduł:
Pomiary parametrów elementów i układów
elektronicznych 725[02].O1
Jednostka modułowa:
Badanie i pomiary obwodów prądu przemiennego
725[02].O1.02
Temat: Transformator.
Cel ogólny: rozróżniać elementy składowe, funkcje i zastosowanie transformatorów.
Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń potrafi poprawnie:
- zdefiniować pojęcie transformator jako maszyna elektryczna,
- podać zasadę pracy transformatora,
- zgromadzić i rozmieścić na stanowisku urządzenia i sprzęt zgodnie z zasadami
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej,
- zorganizować stanowisko pomiarowe na podstawie przedstawionego schematu,
- połączyć elementy obwodu pomiarowego, odczytać prawidłowe wartości z mierników
i zapisać je w tabeli,
- zmierzyć i obliczyć przekładnię napięciową,
- obliczyć moc traconą w obciążeniu,
- na podstawie pomiarów i obliczeń formułować wnioski,
- wykonać szkic układu do pomiaru napięcia i mocy w funkcji obciążenia transformatora.
Metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia praktyczne,
- metoda przewodniego tekstu.
Formy organizacyjne pracy uczniów:
- indywidualna.
Czas: 180 min.(4x45min.)
Åšrodki dydaktyczne:
- zeszyt, przybory do pisania, kalkulator,
- poradnik dla ucznia,
- badany transformator,
- opornik obciążenia,
- przewody Å‚Ä…czeniowe,
- woltomierz wielkości zmiennych, oscyloskop, generator sinusoidalny,
- katalog transforatorów.
Przebieg zajęć:
Zadanie dla ucznia
Przedmiotem zadania jest wykonanie ćwiczeń 1, 2 podanych w poradniku.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Faza wstępna
Czynności organizacyjno-porządkowe, podanie tematu lekcji, zaznajomienie uczniów
z pracÄ… metoda przewodniego tekstu.
Faza właściwa
Informacje
1. Jak działa transformator jednofazowy?
2. Podaj warunki, jakie należy spełnić, aby wytwarzać napięcie w uzwojeniu wtórnym
3. Jakie straty wyznaczamy z charakterystyki biegu jałowego transformatora?
4. Podaj wzory, za pomocą, których można w praktyczny sposób obliczyć moc elektryczną?
5. Jakim urządzeniem mierzymy moc elektryczną, wyjaśnij sposób jego podłączania?
6. Narysuj schematy pomiarowe do pomiaru rezystancji uzwojeń transformatora.
7. Wyjaśnij schemat połączeń i wykres obciążenia transformatora jednofazowego.
8. Odpowiedzi na te pytania każdy z uczniów zapisuje w zeszycie.
9. Odpowiada na podstawie materiału nauczania zawartego w poradniku.
Planowanie
1. Ustal, jakie przyrządy i urządzenia powinieneś zgromadzić w ćwiczeniach 1, 2.
2. Ustal pomiary, jakie wykonasz w ćwiczeniach.
3. Zaplanuj kolejność wykonywania czynności w ćwiczeniach
Plan wykonuje każdy z uczniów w zeszycie.
Uzgodnienie
1. Omów wszystkie punkty z fazy planowania z nauczycielem.
2. OdnieÅ› siÄ™ do uwag i propozycji nauczyciela.
Wykonanie
1. Przestrzegaj zasad bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania ćwiczenia.
2. Dokonaj pomiarów zgodnie ze sposobem wykonania ćwiczenia podanym w poradniku.
3. Zapisz pomiary we wcześniej przygotowanej tabeli  możesz wykorzystać tabele
z poradnika.
4. Wykonaj obliczenia zgodnie ze sposobem podanym w poradniku.
5. Zapisz wyniki obliczeń we wcześniej przygotowanej tabeli  możesz wykorzystać tabele
z poradnika.
6. Zwróć uwagę na estetykę i dokładność twojej pracy.
7. Wszystkie wyniki obliczeń i pomiarów zapisywane są w zeszytach.
8. Przygotuj się do zaprezentowania swojej pracy. Regułą powinno być kolejne wyznaczane
uczniów do prezentacji ćwiczenia w celu uzyskania pożądanych nawyków.
Sprawdzanie
1. Czy poprawnie zostały wykonane połączenia?
2. Czy właściwie zostały wybrane mierniki, oscyloskop?
3. Czy odpowiednio zostały ustawione zakresy pomiarowe na miernikach?
4. Czy poprawnie zostały wykonane pomiary?
5. Czy prawidłowo został wykonane obliczenia?
6. Czy rysunki i zapisy sÄ… jest czytelne i estetyczne?
Analiza
Uczniowie wskazują nauczycielowi, które etapy ćwiczenia sprawiły im najwięcej
trudności. Nauczyciel podsumowuje całe ćwiczenie, wskazuje, jakie nowe ważne
umiejętności zostały wykształcone, jakie wystąpiły nieprawidłowości w czasie ich realizacji
i jak unikać ich w przyszłości.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Faza końcowa
Zakończenie zajęć
Praca domowa
Odszukaj w literaturze wiadomości na temat: transformatorów energetycznych,
teletechnicznych. Na podstawie zgromadzonych informacji wyszukaj, jakie znaczenie
w praktyce ma dobór rezystancji obciążenia RL. Zadanie wykonaj pisemnie w zeszycie
w postaci krótkiego (1 2 stron) opracowania.
Sposób uzyskania informacji zwrotnej od ucznia po zakończonych zajęciach:
- anonimowe ankiety ewaluacyjne dotyczące sposobu prowadzenia zajęć, a także
sprawdzenie czy praca domowa została wykonana i ocenienie jej  kontrola zeszytu.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
5. ĆWICZENIA
5.1. Pole elektryczne
5.1.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zmierz metodą techniczną pojemność trzech wybranych kondensatorów, każdego z nich
oddzielnie, a następnie w połączeniu szeregowym i równoległym.
Po raz pierwszy użyjesz autotransformatora  na schemacie oznaczony jako atr. Jest to
wygodne narzędzie do regulacji napięcia przemiennego w zakresie od zera do ok. 260V. Zwróć
uwagę, że wykorzystasz wyłącznik dwubiegunowy, a to dlatego, że autotransformator zasilany
z sieci przemysłowej lub domowej zawsze może stanowić z
ródło śmiertelnego porażenia
prądem, mimo że woltomierz wskaże wartość 0V! Wynika to z faktu, że konstrukcyjnie jeden
z przewodów zasilających jest bezpośrednio połączony z siecią zasilającą.
Rys.1. Schemat układu pomiarowego.
Wyniki pomiarów wpisz do Tabeli 1, a następnie wykonaj obliczenia stosując poniższe
wzory:
U
1
Z = [©] XC = Z2 - R2 a [©] Czmierzona = [F] .
I 2Ä„ "f
Przyjmij, że częstotliwość napięcia w sieci zasilającej f=50Hz.
Cobliczona wyznacz korzystając ze znanych wzorów na pojemność zastępczą układu
kondensatorów. Wielkość XC nazywamy reaktancją pojemnościową. Spotkasz się z nią
ponownie przy omawianiu prÄ…du sinusoidalnie zmiennego.
Wyniki obliczeń również wpisz do tabeli.
Tabela 1. Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 1.
kondensator U I Ra f XC Czmierzona Cobliczona
V A © Hz © F F
C1
C2
C3
C1 i C2
C1 i C3
C2 i C3
C1 C2 C3
C1 i C2
C1 i C3
C2 i C3
C1 C2 C3
miesz. C1 C2 C3
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
poł.
poł
równol.
.szereg.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy, zwracając szczególną uwagę na
pracę z autotransformatorem. Stanowiska muszą być wyposażona w zabezpieczenie
różnicowo-prądowe.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić następujące przyrządy pomiarowe, sprzęt i materiały: kondensatory,
przewody połączeniowe, mierniki uniwersalne, autotransformator, wyłącznik
dwubiegunowy, dokumentację użytych mierników uniwersalnych,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) ustawić odpowiednie zakresy na miernikach uniwersalnych,
4) znalez
ć w dokumentacji zastosowanych mierników wartość rezystancji wewnętrznej
amperomierza,
5) sprawdzić ustawienia: wyłącznika (wyłączony) i autotransformatora (zerowe napięcie
wyjściowe),
6) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
7) wykonać pomiary,
8) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
9) dokonać obliczeń XC, Czmierzona, Cobliczona,
10) porównać wyniki otrzymane z pomiarów i obliczeń.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- pokaz z objaśnieniem,
- ćwiczenie praktyczne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- zestaw kondensatorów,
- dwa mierniki uniwersalne wraz z ich dokumentacjÄ… technicznÄ…,
- autotransformator, wyłącznik dwubiegunowy,
- przewody połączeniowe.
Ćwiczenie 2
Odczytaj z 5 kondensatorów ich pojemność. Zmierz mostkiem RC pojemność
rzeczywistą kondensatorów.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej. Stanowiska muszą być wyposażona
w zabezpieczenie różnicowo-prądowe.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić: kondensatory, mostek RC lub miernik cyfrowy z funkcją pomiaru
pojemności, przewody połączeniowe,
2) odczytać pojemność z kondensatorów,
3) zmierzyć pojemność kondensatorów mostkiem RC lub miernikiem cyfrowym z funkcją
pomiaru pojemności,
4) zapisać wyniki w tabeli,
5) porównać wyniki uzyskane w punktach: 2 i 3.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia praktyczne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- zestaw kondensatorów,
- mostek RC,
- przewody połączeniowe.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
5.2. Pole magnetyczne
5.2.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zmierz metodą techniczną indukcyjność trzech wybranych cewek powietrznych, każdej
z nich oddzielnie, a następnie w połączeniu szeregowym ,równoległym i mieszanym.
Zwróć uwagę na to, aby pola magnetyczne poszczególnych cewek nie obejmowały (nie
przenikały) pozostałych cewek.
Wyniki pomiarów wpisz do Tabeli 1. Skorzystaj z poniższych wzorów. Przyjmij, że
częstotliwość napięcia w sieci zasilającej f=50Hz.
Uzm Ust XL
2
Zcewki = [©] R = [&!] XL = Zcewki 2 - Rcewki [©] Lzmierzona = [H]
cewki
Izm Ist 2Ä„ " f
Tabela 1. Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 1.
cewka Ust Ist Rcewki Uzm Izm Zcewki XL Lzmierz. Loblicz.
V A © V A © © H H
L1
L2
L3
szereg.
równol
miesz.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przypomnieć uczniom, że
wykonują ćwiczenie, korzystając z napięć bezpiecznych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić: 3 cewki, przewody połączeniowe, mierniki uniwersalne, wyłącznik, rezystor
suwakowy 250©,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według wskazań nauczyciela,
3) ustawić odpowiednie zakresy na miernikach uniwersalnych,
4) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
5) wykonać pomiary,
6) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
7) wykonać obliczenia końcowe Rcewki, Zcewki, Lzmierz, Loblicz.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- zestaw 3 cewek, rezystor suwakowy 250©,
- dwa mierniki uniwersalne,
- wyłącznik,
- przewody połączeniowe.
Ćwiczenie 2
Zmierz metodą techniczną indukcyjność dwóch wybranych cewek z rdzeniem
ferromagnetycznym, każdej z nich oddzielnie, a następnie w połączeniu szeregowym,
równoległym i mieszanym. Zwróć uwagę na to, aby pola magnetyczne poszczególnych cewek
nie obejmowały (nie przenikały) pozostałych cewek.
Wyniki pomiarów wpisz do tabeli.
Tabela 1. Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 1.
cewka Ust Ist Rcewki Uzm Izm Zcewki Lzmierz. Loblicz.
V A © V A © H H
L1
L2
L3
szereg.
równol
miesz.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Przypomnieć uczniom, że
wykonują ćwiczenie, korzystając z napięć bezpiecznych. Przypomnieć, że wyniki mogą
zależeć od wartości prądu w obwodzie pomiarowym.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić: 3 cewki, przewody połączeniowe, mierniki uniwersalne, wyłącznik, rezystor
suwakowy 250©,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według wskazań nauczyciela,
3) ustawić odpowiednie zakresy na miernikach uniwersalnych,
4) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
5) wykonać pomiary,
6) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
7) wykonać obliczenia końcowe Rcewki, Zcewki, Lzmierz, Loblicz.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenie praktyczne.
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia,
- zestaw 3 cewek, rezystor suwakowy 250©,
- dwa mierniki uniwersalne,
- wyłącznik,
- przewody połączeniowe.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
5.3. PrÄ…d sinusoidalnie zmienny
5.3.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zapoznaj się z elementami obsługi generatora funkcyjnego.
Znajomość elementów obsługi generatora potrzebna jest do realizacji ćwiczenia 2.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić pokrótce i wskazać
najważniejsze elementy regulacyjne generatora. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej
pracy. Stanowiska pracy muszą być zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi.
Przypomnieć uczniom, że wykonują ćwiczenie, korzystając z poradnika ucznia i instrukcji
generatora. Ćwiczenie to musi poprzedzać ćwiczenie 2, gdyż elementy obsługi generatora
potrzebne są do realizacji ćwiczenia 2.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zapoznać się z rozkładem i funkcjami następujących regulatorów, przełączników i gniazd
na płycie czołowej generatora:
- wyłącznik zasilania,
- przełącznik wyboru zakresu częstotliwości generatora,
- przełącznik wyboru kształtu napięcia: sinusoidalne, prostokątne, trójkątne,
- przeÅ‚Ä…cznik wyboru impedancji wyjÅ›ciowej generatora:50© i 600©,
- wejÅ›cie napiÄ™cia sterujÄ…cego czÄ™stotliwoÅ›ciÄ… generatora (0÷10V DC), (BNC),
- wyjście TTL (BNC),
- wyjście generatora funkcyjnego(BNC),
- pokrętło regulacji częstotliwości wyjściowej generatora,
- pokrętło regulacji amplitudy napięcia wyjściowego,
- pokrętło regulacji zawartości składowej stałej w przebiegu wyjściowym z generatora,
- pokrętło kontroli szerokości przemiatania (zmiany) częstotliwości wyjściowej
w zależności od wybranego przełącznikiem 2 zakresu,
- pokrętło kontroli prędkości i rodzaju przemiatania,
- wyświetlacz 4-cyfrowy częstotliwości generatora lub napięcia zewnętrznego.
:
Rys.1. Widok przedniej ścianki generatora.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne,
- pokaz z objaśnieniem.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- rysunek płyty czołowej generatora,
- generator funkcyjny.
Ćwiczenie 2
Zapoznaj siÄ™ z budowÄ… oscyloskopu i jego elementami regulacyjnymi.
Wskazówki do realizacji:
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić pokrótce i wskazać
najważniejsze elementy regulacyjne oscyloskopu. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej
pracy. Stanowiska pracy muszą być zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi.
Przypomnieć uczniom, że wykonują ćwiczenie, korzystając z poradnika ucznia i instrukcji
oscyloskopu. Ta ostatnia nie jest jednak konieczna, gdyż informacje zawarte w poradniku
ucznia, powinny wystarczyć do poprawnego wykonania ćwiczenia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
I. Zapoznać się z rozkładem i funkcjami następujących regulatorów, przełączników i gniazd
na płycie czołowej oscyloskopu:
a) Jaskrawość (INTENSITY) i ostrość(FOCUS)
b) Blok odchylania pionowego (VERTICAL)
c) Doprowadzenia sygnału do wzmacniacza pionowego (gniazda) INPUTA i X oraz INPUT
B i Y
d) Przełącznik wyboru sprzężenia sygnału wejściowego ze wzmacniaczem odchylania
pionowego (COUPLING) AC, GND, DC
e) Regulator czułości wzmacniacza odchylania pionowego (VOLTS/DIV) skokowy
i płynny (VARIABLE)
f) Regulator położenia przebiegu w kierunku pionowym (VERTICAL POSITION)
g) Przełącznik wyboru trybu pracy odchylania pionowego (VERTICAL MODE) A, B, ADD
h) Blok odchylania poziomego (HORIZONTAL)
i) Regulator wyboru skalowanej podstawy czasu i trybu X-Y (TIME/DIV)
j) Regulator ciągłej zmiany podstawy czasu (VARIABLE)
k) Regulator położenia przebiegu w kierunku poziomym (HORIZONTAL POSITION)
l) Blok wyzwalania (TRIGGER)
m) Przełącznik wyboru trybu wyzwalania (TRIGGER MODE): AUTO, NORM, TV
n) Przełącznik wyboru z
ródła wyzwalania (TRIGGER SOURCE): INT, B, LINE, EXT
o) Regulator punktu (poziomu) wyzwalania (TRIGGER LEVEL)
p) Przełącznik wyboru zbocza wyzwalającego odchylanie (SLOPE)
q) Doprowadzenie zewnętrznego sygnału wyzwalającego do układów wyzwalania (gniazdo)
(EXT INPUT)
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
II. Podłączyć z generatora do wejścia A sygnał sinusoidalny o częstotliwości itp. 1 kHz,
amplitudzie itp. 2 V z niewielką dodatnią składową stałą.
1. Uzyskać na ekranie oscyloskopu stabilny obraz dwóch okresów. Sprawdzić regulację
jaskrawości i ostrości, dobrać warunki optymalne i przerysować przebieg.
2. Ustawić przełącznik wyboru trybu pracy odchylania pionowego na INT, a następnie:
a) Sprawdzić możliwość regulacji (i jej efekty) czułości skokowej i płynnej
wzmacniacza odchylania pionowego oraz ewentualne jej mnożniki (x10, x2, x1 itp.).
b) Wyłączyć regulację płynną a skokową ustawić tak aby badany przebieg mieścił się
na ekranie.
c) Ustawić przełącznik wyboru sprzężenia sygnału wejściowego ze wzmacniaczem
odchylania pionowego w pozycję GND i regulatorem położenia przebiegu
w kierunku pionowym ustawić poziomą linię na najbliższą pełną działkę. Następnie
przełączając sprzężenie na AC i DC zaobserwować efekty i dokonać pomiaru
amplitudy i składowej stałej sygnału mnożąc odczyty w działkach (DIV) przez
ustawioną czułość (VOLTS/DIV).
d) Pomiary amplitudy i składowej stałej powtórzyć dla kilku różnych ustawień tych
parametrów na generatorze.
3. Przy sprzężeniu AC ustawić przebieg w środkowej części ekranu (w pionie) oraz:
a) Sprawdzić regulację podstawy czasu regulowanej i ciągłej (płynnej).
b) Ustawić mnożniki na x1, wyłączyć regulację płynną a regulację skokową ustawić tak
aby na ekranie widoczny był przynajmniej jeden okres.
c) Dokonać pomiaru okresu sygnału dla kilku różnych wartości częstotliwości
ustawianych na generatorze (b. małej, b. dużej i pośrednich).
4. Przy pośredniej częstotliwości sygnału badanego, trybie pracy odchylania pionowego
 A, sprzężeniu  AC, trybie wyzwalania  AUTO i z
ródle wyzwalania  INT:
a) Sprawdzić regulację (i jej efekty) poziomu wyzwalania.
b) Przy stabilnym obrazie sprawdzić działanie przełącznika zbocza wyzwalającego.
c) Przy stabilnym obrazie przełączyć tryb wyzwalania na NORM i ponownie
obserwować, co daje regulacja poziomem wyzwalania.
d) Sprawdzić wpływ ustawienia regulatora czułości wzmacniacza odchylania
pionowego na regulacjÄ™ poziomu wyzwalania.
e) Przy stabilnym obrazie, w trybie wyzwalania AUTO (a następnie NORM) zmienić
z
ródło wyzwalania. Opisać, co się dzieje i dlaczego.
f) Przy niestabilnym obrazie, w trybie wyzwalania AUTO zmieniać płynnie regulację
podstawy czasu. Czy przy pomocy tego pokrętła jest możliwe uzyskanie stabilnego
obrazu  uzasadnić odpowiedz
.
II. Podłączyć dwa różne sygnały do wejść A i B a następnie:
1. Sprawdzić możliwość obserwacji raz jednego raz drugiego i obu na raz.
2. Sprawdzić możliwość obserwacji jednego kanału przy wyzwalaniu z drugiego
3. Sprawdzić jak działa oscyloskop w trybie X-Y.
III. Zebrać nabytą wiedzę i opisać przeznaczenie i działanie każdego z poznanych elementów
regulacyjnych oscyloskopu oraz podać sposoby (przykłady) ich wykorzystania itp. tryb
AUTO umożliwia szybką orientację co do położenia (w pionie) i istnienia sygnału, itp. Do
załączonego rysunku podać opis poszczególnych pozycji od 1 do 29.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne,
- pokaz z objaśnieniem.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia, rysunek płyty czołowej oscyloskopu, oscyloskop, rysunek płyty
czołowej generatora, generator funkcyjny,
- przewody BNC,
- miernik uniwersalny,
- częstościomierz (wykorzystaj generator).
Ćwiczenie 3
Wykonaj  korzystając z oscyloskopu  pomiary czasu i napięcia.
W oparciu o poniższe rysunki wykonaj pomiary i obliczenia wartości skutecznej napięcia
sinusoidalnego.
Dwa pierwsze pomiary wykonaj przy częstotliwości napięcia wynoszącej 50Hz i 100Hz.
Następnie zmieniaj częstotliwość i wielkość napięcia z generatora. Wykonaj ogółem 10
pomiarów napięcia i częstotliwości. Pamiętaj, że musisz zwrócić uwagę na to, aby oscyloskop
był skalibrowany. Ponieważ mierzony wymiar d na ekranie oznacza wartość
k " d
międzyszczytową napięcia, oblicz wartość skuteczną ze wzoru U = i porównaj
2 2
ze wskazaniem miernika. Podobnie zrób przy pomiarze częstotliwości. Oblicz okres
i częstotliwość z następujących wzorów T=c*L f=1/T. Zwróć uwagę na jednostki.
Wyniki pomiarów i obliczeń zapisz w Tabeli1.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Tabela 1. Tabela pomiarów do ćwiczenia 3.
Pomiar oscyloskopem miernik Pomiar oscyloskopem miernik
d k U U L c T f f
Lp Lp
działki V/dz V V działki ms/dz ms Hz Hz
1 1
... ...
10 10
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Stanowiska pracy muszą być
zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi. Pomiary wykonywać równocześnie:
miernikiem i oscyloskopem.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przygotować oscyloskop do pracy. Po wygrzaniu przełącznik typu sygnału należy
ustawić w pozycji GND, po czym należy skorygować położenie oraz jaskrawość i ostrość
obserwowanego na ekranie obrazu,
2) pokrętło jasności (21) oraz przełączniki skokowej zmiany podstawy czasu (9) i skokowej
zmiany wzmocnienia sygnału wejściowego (25) ustawić w skrajnej pozycji obracając je
w lewÄ… stronÄ™,
3) obracając w prawą stronę pokrętła płynnej regulacji wzmocnienia (4 i 26) i podstawy
czasu (10) ustawić je w pozycji CAL,
4) pokrętła ostrości (20), położenia poziomego (7) i pionowego (6 i 23) ustawić
w położeniach środkowych,
5) sprawdzić czy przycisk (8) jest wyciśnięty,
6) po uzyskaniu zezwolenia włączyć oscyloskop i odczekać min. 30 sekund, aby oscyloskop
się nagrzał,
7) po wygrzaniu ustawić: przełącznik z
ródła sygnału wejściowego (18) w położeniu INT,
przełącznik trybu wyzwalania (14) w pozycji AUTO, a przełącznik typu sygnału (2 i 28)
w pozycji środkowej GND,.
8) pokrętłami jasności (21) i ostrości (20) skorygować jaskrawość i ostrość obserwowanego
na ekranie obrazu (powinna być widoczna ostra linia pozioma), a następnie pokrętłami
położenia (7 i (23) przesunąć obraz na środek ekranu,
9) połączyć wyjście generatora funkcji z wejściem B (27) oscyloskopu. Przełącznikiem
rodzaju sygnału wejściowego (28) wybrać sygnał zmienny (AC). Ustawić na generatorze
częstotliwość f = 1 kHz oraz amplitudę sygnału na wartość Uwe=0.1V (odczyt amplitudy
i okresu powinien być dokonany z ekranu oscyloskopu),
10) przyciskami na generatorze dokonuje się wyboru rodzaju i zakresu częstotliwości
przebiegu wytwarzanego przez generator. Dobrać odpowiednie wzmocnienie
(przełącznik (25), współczynnik k) i podstawę czasu (przełącznik (9), współczynnik c)
oscyloskopu, tak by obraz był stabilny i wyraz
ny.
11) przełącznikiem rodzaju przebiegu na generatorze funkcji wybrać przebieg prostokątny.
Zmieniając częstotliwość w przedziale od 10 Hz do 500 kHz sprawdzić, czy nie ma to
wpływu na amplitudę sygnału obserwowanego na ekranie oscyloskopu. Jeśli amplituda
będzie ulegała znacznym zmianom zgłosić to nauczycielowi prowadzącemu zajęcia,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
12) odczytać z ekranu oscyloskopu wartości amplitudy sygnału wejściowego Uwe dla 10
wskazanych przez prowadzącego wartości częstotliwości (np.: f = 2; 50; 100; 500 kHz
itd.) Odczyt amplitudy i okresu powinien być dokonywany z ekranu oscyloskopu.
Przerysować wybrane przez prowadzącego oscylogramy,
13) powtórzyć czynności z pkt. 11 dla dwu innych wskazanych przez prowadzącego wartości
amplitudy sygnału wejściowego, np.: Uwe = 1V, 5V,
14) przełącznikiem rodzaju przebiegu na generatorze wybrać przebieg sinusoidalny i ustawić
częstotliwość i amplitudę tego sygnału na wartości f = 0,5 kHz, Uwe = 0,1 V. Powtórnie
wykonać czynności z pkt. 11 i 12,
15) przełącznikiem rodzaju przebiegu na generatorze wybrać przebieg trójkątny i ustawić
częstotliwość i amplitudę tego sygnału na wartości f = 0,1 kHz, Uwe = 0,1 V. Powtórzyć
czynności z pkt. 11 i 12,
16) po zakończeniu pomiarów wyłączyć oscyloskop.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia, rysunek płyty czołowej oscyloskopu,
- oscyloskop, generator funkcyjny,
- przewody BNC,
- miernik uniwersalny,
- częstościomierz.
Ćwiczenie 4
Pomiar częstotliwości i przesunięcia fazowego.
Zmierz częstotliwość przebiegu z generatora oraz przesunięcie fazy między przebiegami.
Rys. 1. Figury Lissajous.
Rys. 2. Przesunięcie fazowe.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Stanowiska pracy muszą być
zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) przygotować oscyloskop do pracy,
2) połączyć układ do pomiaru przesunięcia fazowego metodą bezpośrednią i metodą figur,
3) wykonać pomiary, zapisać wyniki w tabeli, obliczyć wartości końcowe,
4) wykonać szkice z ekranu oscyloskopu.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia,
- oscyloskop, generator funkcyjny, przesuwnik fazy,
- przewody BNC,
- miernik uniwersalny,
- częstościomierz (generator).
Tabela 1. Wyniki pomiarów. Tabela 2. Wyniki pomiarów.
Lp. figura fy/fx fy fx Lp. d T c Ć
0
- - Hz Hz dz dz ms/dz
1 1
... ...
10 10
Ćwiczenie 5
Badanie szeregowego układu RC
W oparciu o poniższy schemat wykonaj pomiary napięć, prądu i przesunięcia fazy
między:
1) napięciami UR UC, zmieniając wartość napięcia zasilającego lub jego częstotliwość.
Natężenie prądu I oblicz z prawa Ohma wg wzoru I=UR/R. Wyniki pomiarów oraz
obliczeń zapisz w Tabeli 1. Sporządz
odpowiednie wykresy wektorowe. Przykładowy
wykres masz narysowany obok schematu połączeń.
Rys.1. Schemat połączeń. Rys.2. Wykres wektorowy.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Tabela 1. Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 1.
f U UR UC I "T T "Ć R C
Lp
kHz V V V mA dz dz ° k© źF
1 1 5 2 0,47
2 3 4 2 0,47
3 5 3 2 0,47
4 1 5 1 0,22
5 3 4 1 0,22
6 5 3 1 0,22
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Stanowiska pracy muszą być
zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić nastÄ™pujÄ…ce przyrzÄ…dy pomiarowe sprzÄ™t i materiaÅ‚y: kondensatory:0,22µF,
0,47µF, przewody poÅ‚Ä…czeniowe, 3 przewody BNC, oscyloskop, generator, rezystor
dekadowy, wyłącznik,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw generatora oraz oscyloskopu,
4) wykonać pomiary w kolejności takiej, jak podano w tabeli (U, UR, UC,"T, T),
5) obliczyć I, "Ć,
6) zapisać wyniki pomiarów i obliczeń w tabeli,
7) wykonać wykresy wektorowe dla każdego wariantu z tabeli. Przykładowy wykres masz
narysowany obok schematu połączeń.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia,
- zestaw ćwiczeniowy zawierajÄ…cy: kondensatory:0,22µF, 0,47µF , rezystor dekadowy,
- generator sinusoidalny, oscyloskop dwukanałowy,
- przewody połączeniowe i 3 przewody BNC.
Ćwiczenie 6
Badanie szeregowego układu RL
W oparciu o poniższy schemat wykonaj pomiary napięć, prądu i przesunięcia fazy
między napięciami UR UL, zmieniając wartość napięcia zasilającego lub jego częstotliwość.
Natężenie prądu I oblicz z prawa Ohma wg wzoru I=UR/R. Wyniki pomiarów oraz obliczeń
zapisz w Tabeli 1. SporzÄ…dz
odpowiednie wykresy wektorowe. Przykładowy wykres
wektorowy masz narysowany obok schematu połączeń.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Rys. 1. Schemat układu. Rys. 2. Wykres wektorowy.
Tabela 1. Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 1.
f U UR UL I "T T "Ć R L
Lp
kHz V V V mA dz dz ° k© mH
1 1 5 1 100
2 3 4 1 100
3 5 3 1 200
4 1 5 2 100
5 3 4 2 100
6 5 3 2 200
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić następujące przyrządy pomiarowe sprzęt i materiały: cewki:100mH, 200mH,
przewody połączeniowe, 3 przewody BNC, oscyloskop, generator, rezystor dekadowy,
rezystor suwakowy 3500©,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw generatora oraz oscyloskopu,
4) wykonać pomiary w kolejności takiej, jak podano w tabeli (U, UR, UL,"T, T),
5) obliczyć I, "Ć,
6) zapisać wyniki pomiarów i obliczeń w tabeli,
7) wykonać wykresy wektorowe dla każdego wariantu z tabeli. Przykładowy wykres masz
narysowany obok schematu połączeń.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- zestaw ćwiczeniowy zawierający: cewki: 100mH, 200mH, rezystor dekadowy, rezystor
suwakowy 3500©,
- generator sinusoidalny, oscyloskop dwukanałowy,
- przewody połączeniowe i 3 przewody BNC.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
5.4. Rezonans. Filtry
5.4.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zbadaj zachowanie szeregowego obwodu RLC przy zmianie częstotliwości napięcia
zasilającego co 100Hz w zakresie jak podano w Tabeli 1. Przed rozpoczęciem ćwiczenia
oblicz częstotliwość rezonansową obwodu. Jako z
ródła napięcia U dla obwodu użyj
generatora (por. str. 29 poz.7).
Rys.1. Schemat i wykres wektorowy szeregowego obwodu RLC w stanie rezonansu napięć [12].
Wyniki pomiarów wpisz do tabeli.
Tabela 1 Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 1.
f U UR UL UC I Z
Hz V V V V mA ©
1600 4
3600 4
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Stanowiska pracy muszą być
zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi. Należy przypomnieć uczniom, że masy
obu kanałów oscyloskopu są zwarte ze sobą (niebezpieczeństwo zwarć).
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić następujące przyrządy pomiarowe sprzęt i materiały: cewkę L=4mH,
kondensator C=1x10-6F, rezystor R=32©, przewody poÅ‚Ä…czeniowe, 2 mierniki
uniwersalne lub oscyloskop, generator sinusoidalny, 3 przewody BNC,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) ustawić odpowiednie zakresy na miernikach uniwersalnych,
4) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
5) zaplanować ilość pomiarów i wykonać pomiary: U, UR, UL, UC,
6) ustalić częstotliwość rezonansową doświadczalnie (UL=UC) oraz obliczeniowo,
7) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
8) wykonać obliczenia I, Z,
9) wykonać w jednym układzie współrzędnych wykresy napięć: U, UR, UL, UC, prądu I oraz
impedancji Z w zależności od częstotliwości f napięcia zasilającego U.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia,
- cewka L=4mH, kondensator C=1x10-6F, rezystor R=32©, generator sinusoidalny,
- oscyloskop,
- przewody połączeniowe, 3 przewody BNC.
Ćwiczenie 2
Zbadaj zachowanie równoległego obwodu RLC przy zmianie częstotliwości napięcia
zasilającego co 100Hz w zakresie jak podano w Tabeli 1. Przed rozpoczęciem ćwiczenia
oblicz częstotliwość rezonansową obwodu. Jako z
ródła napięcia U użyj generatora (por. str.
28 poz.7).
Rys.1. Schemat i wykres wektorowy równoległego obwodu R, L, C w stanie rezonansu prądów [12].
Wyniki pomiarów wpisz do tabeli.
Tabela 1 Tabela wyników pomiarów ćwiczenie 2.
f I U IR IL IC Z
Hz mA V mA mA mA ©
1600 4
3600 4
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy. Stanowiska pracy muszą być
zabezpieczone wyłącznikami różnicowo-prądowymi. Należy przypomnieć uczniom, że masy
obu kanałów oscyloskopu są zwarte ze sobą.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić następujące przyrządy pomiarowe sprzęt i materiały: cewkę L=4mH,
kondensator C=1x10-6F, rezystor R=32©, przewody poÅ‚Ä…czeniowe, 2 mierniki
uniwersalne lub oscyloskop, 3 przewody BNC,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) ustawić odpowiednie zakresy na miernikach uniwersalnych,
4) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
5) zaplanować ilość pomiarów i wykonać pomiary: U, I, IR, IL, IC,
6) ustalić częstotliwość rezonansową doświadczalnie (IL=IC) oraz obliczeniowo,
7) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
8) obliczyć impedancję obwodu Z,
9) wykonać w jednym układzie współrzędnych wykresy prądów: I, IR, IL, IC, napięcia U
oraz impedancji Z w zależności od częstotliwości f napięcia zasilającego U.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia,
- cewka L=4mH, kondensator C=1x10-6F, rezystor R=32©, generator sinusoidalny,
- oscyloskop, wyłącznik,
- przewody połączeniowe, 3 przewody BNC.
Ćwiczenie 3
Badanie filtru RC górnoprzepustowego.
Korzystając z generatora i oscyloskopu, zbadaj właściwości filtra górnoprzepustowego
w zależności od częstotliwości napięcia zasilającego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) połączyć układ wg poniższego schematu
Rys.1. Schemat układu pomiarowego [11].
2) zanotować w Tabeli 1 wartości elementów RC użytych do budowy filtru.
Tabela 1[11].
Dane elementów filtru górnoprzepustowego
R21 ©
R22 ©
C21 źF
C22 źF
3) zmieniając częstotliwość w zakresie od 100Hz do 1MHz utrzymać stałe napięcie
wejściowe i dokonać pomiaru napięć Uwe i Uwy. Zapisać wyniki w Tabeli 2.
4) obliczyć współczynnik tłumienia k oraz fazowy b według wzorów:
Uwe "T
k = 20log [dB] oraz b= 2Ä„ [rad].
Uwy T
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Tabela 2 [11].
Pomiary Obliczenia
Lp. f Uwe Uwy "T T k b
Hz V V dz dz dB rad
1
2
..
9
10
5) na podstawie Tabeli 2 wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności
częstotliwościowe k=f(f) oraz b=f(f).
6) na podstawie charakterystyki k=f(f) wyznaczyć częstotliwość graniczną filtru.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenie laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne:
- badany filtr, generator, oscyloskop dwukanałowy,
- przewody połączeniowe i BNC.
Ćwiczenie 4
Badanie filtru RC dolnoprzepustowego.
Korzystając z generatora i oscyloskopu, zbadaj właściwości filtra dolnoprzepustowego
w zależności od częstotliwości napięcia zasilającego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) połączyć układ wg poniższego schematu,
Rys.1. Schemat układu [11].
2) zanotować w Tabeli 1 wartości elementów RC użytych do budowy filtru,.
Tabela 1 [11].
Dane elementów filtru dolnoprzepustowego
R21 ©
R22 ©
C21 źF
C22 źF
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
3) zmieniając częstotliwość w zakresie od 100Hz do 1MHz utrzymać stałe napięcie
wejściowe i dokonać pomiaru napięć Uwe i Uwy;. zapisać wyniki w Tabeli 2.
4) obliczyć współczynnik tłumienia k oraz fazowy b według wzorów:
Uwe "T
k = 20log [dB] oraz b= 2Ä„ [rad].
Uwy T
Tabela 2. Wyniki pomiarów [11].
Pomiary Obliczenia
Lp f Uwe Uwy "T T k b
Hz V V dz dz dB rad
1
2
..
9
10
5) na podstawie Tabeli 2 wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności
częstotliwościowe k=f(f) oraz b=f(f),
6) na podstawie charakterystyki k=f(f) wyznaczyć częstotliwość graniczną filtru.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne:
- badany filtr,
- generator,
- oscyloskop dwukanałowy.
Ćwiczenie 5
Badanie filtru RC pasmowego.
Korzystając z generatora i oscyloskopu, zbadaj właściwości filtra pasmowego
w zależności od częstotliwości napięcia zasilającego.
Filtr poddany badaniu powinien zostać utworzony przez połączenie uprzednio badanych
filtrów: dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego RC. Wewnętrzny układ połączeń filtrów
należy uzgodnić z prowadzącym zajęcia.
Dokonać połączeń filtrów i układu pomiarowego, tak by uzyskać konfigurację jak na
schemacie. Przy stałej amplitudzie sygnału wejściowego, zmieniając częstotliwość sygnału
wejściowego z generatora w zakresie 100 Hz do1 MHz, obserwować i notować wartość
amplitudy sygnału wyjściowego oraz przesunięcie pomiędzy sygnałami wejściowym
i wyjściowym. Wyniki zestawić w tabeli 1.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) połączyć układ wg poniższego schematu,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Rys.1. Schemat układu.
2) zmieniając częstotliwość w zakresie od 100Hz do 10kHz utrzymać stałe napięcie
wejściowe i dokonać pomiaru napięć Uwe i Uwy; zapisać wyniki w Tabeli 1,
3) obliczyć współczynnik tłumienia k oraz fazowy b według wzorów:
Uwe "T
k = 20log [dB] oraz b= 2Ä„ [rad].
Uwy T
Tabela 1. Wyniki pomiarów [11].
Pomiary Obliczenia
Lp f Uwe Uwy "T T k b
Hz V V dz dz dB rad
1
2
..
9
10
4) na podstawie Tabeli 1 wykreślić w jednym układzie współrzędnych zależności
częstotliwościowe k=f(f) oraz b=f(f),
5) na podstawie charakterystyki k=f(f) wyznaczyć częstotliwości graniczne filtru.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne:
- badany filtr,
- generator,
- oscyloskop dwukanałowy,
- przewody połączeniowe i BNC.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
5.5. Transformator
5.5.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
1. W układzie pomiarowym, pokazanym na rysunku poniżej zmierz przybliżoną wartość
częstotliwości środkowej f0 badanego transformatora. W tym celu włącz rezystory Rg i RL
oraz ustaw wartość napięcia sinusoidalnego na wyjściu generatora zgodnie ze
wskazówkami nauczyciela.
2. Zmieniając częstotliwość przebiegu generatora obserwuj na ekranie oscyloskopu
przesunięcie fazowe między napięciami wyjściowym i wejściowym (przełącznik
podstawy czasu w pozycji X-Y).
3. Jako orientacyjną wartość częstotliwości środkowej przyjmij średnią geometryczną
częstotliwości, przy których stają się zauważalne przesunięcia fazowe od strony małych
(f1) i wielkich (f2) częstotliwości: f0 = f1f2 .
Rg '
4 7
3 6
generator
2
VAC U2 RL
VAC U1
sinusoidalny
Rw = 50 &!
1 5
transformator
badany
Rys.1. Schemat układu do pomiarów przekładni napięciowej transformatora telekomunikacyjnego [11].
4. Odłącz obciążenie transformatora i przy częstotliwości środkowej zmierz napięcia U1
i U2. Na podstawie pomiarów wylicz przekładnię transformatora ze wzoru n=U1/U2.
5. Za pomocą omomierza cyfrowego zmierz rezystancje R1 i R2 obu uzwojeń
transformatora.
Sposób wykonania ćwiczenia.
Uczeń powinien:
1) zgromadzić następujące przyrządy pomiarowe sprzęt i materiały: transformator,
przewody połączeniowe, cyfrowy miernik uniwersalny, oscyloskop, generator
sinusoidalny,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
4) wykonać pomiary,
5) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
6) wykonać potrzebne obliczenia końcowe.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- metoda przewodniego tekstu.
Åšrodki dydaktyczne
- poradnik dla ucznia,
- transformator badany,
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
- cyfrowy miernik uniwersalny, oscyloskop, generator sinusoidalny,
- przewody połączeniowe,
- katalog transformatorów.
Ćwiczenie 2
Przeprowadz
pomiar zależności mocy w obciążeniu od rezystancji rezystora RL.
Przybliżoną wartość optymalnej rezystancji RL, przy której zachodzi dopasowanie
energetyczne obciążenia przez transformator do generatora, można wyznaczyć na podstawie
R + R` + R1
w g
przekładni napięciowej, jako R = R + oznaczenia zgodne ze schematem
L 2
n2
Rg '
4 7
3 6
generator
2
VAC U2 RL
VAC U1
sinusoidalny
Rw = 50 &!
1 5
transformator
badany
Rys. 1. Schemat układu pomiarowego. [11].
Sposób wykonania ćwiczenia
1. Przy częstotliwości środkowej f0 transformatora zmierz zależność napięcia wyjściowego
U2 od rezystancji obciążającej RL i na tej podstawie wyznacz zależność mocy
wydzielonej w obciążeniu od rezystancji RL. Rezystancję obciążającą zmieniaj od 0,1 do
10 przybliżonej wartości optymalnej, wyliczonej z wzoru na RL.
2. Moc wylicz ze wzoru Pobc=U2/RL.
3. Wykreśl zależność mocy Pobc od RL i na tej podstawie wyznacz rzeczywistą wartość
rezystancji obciążenia dopasowanego RL. Porównaj wartość zmierzoną i obliczoną ze
wzoru na RL.
Uczeń powinien:
1) zgromadzić następujące przyrządy pomiarowe sprzęt i materiały: transformator,
przewody połączeniowe, mierniki uniwersalne, oscyloskop, generator rezystor dekadowy,
2) połączyć wyżej wymienione elementy według schematu,
3) ustawić odpowiednie zakresy na miernikach uniwersalnych,
4) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
5) wykonać pomiary,
6) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
7) wykonać potrzebne obliczenia końcowe.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- metoda przewodniego tekstu.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- transformator badany,
- dwa mierniki uniwersalne, oscyloskop, generator sinusoidalny,
- przewody połączeniowe,
- katalog transformatorów.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Ćwiczenie 3
Pomiary mocy i współczynnika mocy prądu jednofazowego.
Zmierz wszystkie moce w poniższym obwodzie prądu jednofazowego, zmieniając
konfigurację obwodu oraz napięcie zasilające. Wyniki pomiarów zapisz w tabeli 1. Wykonaj
potrzebne obliczenia, a ich wyniki również zapisz w tabeli 1. Połącz układ według poniższego
schematu. Wykonaj pomiary wynikajÄ…ce z tabeli1.
Wskazówki do realizacji
Przed przystąpieniem do ćwiczenia nauczyciel powinien omówić jego zakres i techniki
wykonania. Zapoznać uczniów z zasadami bezpiecznej pracy, zwracając szczególną uwagę na
pracę z autotransformatorem. Stanowiska pracy muszą być zabezpieczone wyłącznikami
różnicowo-prądowymi. Można wykorzystać uprzednio przygotowany zestaw ćwiczeniowy
lub złożyć układ z pojedynczych elementów wg schematu. Wyboru należy dokonać przed
rozpoczęciem ćwiczenia.
Rys.1. Schemat układu.
Tabela 1. Tabela wyników pomiarów i obliczeń do ćwiczenia 1.
Lp. U I P cosĆ S Q stan wyłącznika
-- V A W -- VA VAr W1 W2 W3
1. 50 +
2. 100 +
3. 230 +
4. 50 +
5. 100 +
6. 230 +
7. 50 +
8. 100 +
9. 230 +
10. 50 + +
11. 100 + +
12. 230 + +
13. 50 + +
14. 100 + +
15. 230 + +
16. 50 + +
17. 100 + +
18. 230 + +
19. 50 + + +
20. 100 + + +
21. 230 + + +
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) zgromadzić zestaw ćwiczeniowy (zawierający: dławik, żarówkę, kondensator,
wyłączniki), watomierz, woltomierz i amperomierz prądu przemiennego,
autotransformator,
2) połączyć układ według schematu,
3) sprawdzić ustawienia: wyłącznika (wyłączony) i autotransformatora (zerowe napięcie
wyjściowe),
4) pokazać nauczycielowi układ gotowy do podłączenia w celu sprawdzenia prawidłowości
połączeń i nastaw,
5) wykonać pomiary,
6) zapisać wyniki pomiarów w tabeli,
7) wykonać obliczenia mocy: S, Q, cosĆ,
8) wykonać wykresy wektorowe dla punktów: 3, 6, 9, 21 tabeli,
9) dokonać podsumowania i oceny wykonanej pracy.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia laboratoryjne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia,
- zestaw ćwiczeniowy (zawierający: dławik, żarówkę, kondensator, wyłączniki),
- watomierz,
- woltomierz i amperomierz prÄ…du przemiennego,
- autotransformator.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
5.6. Wykrywanie usterek w obwodach prÄ…du przemiennego
5.6.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie poniższego schematu określ prawdopodobną przyczynę nieświecenia
żarówki.
Rys.1. Schemat układu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wypisać w punktach przynajmniej trzy możliwe przyczyny.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia praktyczne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Schemat jak w ćwiczeniu 1, ale dławik, żarówka i kondensator są niewidoczne.
Wszystkie wyłączniki są zamknięte. Amperomierz i woltomierz wskazują poprawne wartości.
Wskazówka watomierza nie wychyliła się. Jaka jest jedyna możliwa przyczyna?
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
2) prawidłowo wskazać uszkodzony element,
3) podać prawdopodobną przyczynę uszkodzenia elementu,
4) podać algorytm określenia usterki,
5) podać sposób eliminacji przyczyny uszkodzenia,
6) podać sposób naprawy z uwzględnieniem przepisów bhp.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia praktyczne.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
5.7. Oddziaływanie prądu na organizm ludzki
5.7.1. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Podaj sposób postępowania w przypadku wystąpienia następującej sytuacji:
czteroosobowy zespół uczniów wykonuje ćwiczenie laboratoryjne. W trakcie wykonywania
ćwiczenia jeden z członków zespołu uległ porażeniu prądem elektrycznym. Prąd rażeniowy
jest na tyle duży, że porażony nie może się uwolnić spod działania prądu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wypisać w punktach czynności, które powinni wykonać pozostali uczniowie, w wyniku
zaistniałej sytuacji.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Człowiek został porażony, ponieważ była uszkodzona izolacja przewodu elektrycznego.
Skutkiem tego płynął przez porażonego prąd rażeniowy o wartości 30mA. Poszkodowany
został uwolniony po około 3s. Podaj, jakie skutki w organizmie i odczucia wystąpią w wyniku
tego zdarzenia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Uczeń powinien:
1) wymienić w punktach skutki porażenia, korzystając z nabytych wiadomości,
2) wyszukać w tekście rozdziału skutki i objawy przy takim porażeniu.
Zalecane metody nauczania uczenia siÄ™:
- ćwiczenia.
Åšrodki dydaktyczne:
- poradnik dla ucznia.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
6. EWALUACJA OSI
GNI
Ć UCZNIA
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
Test jednostopniowy do jednostki modułowej  Badanie i pomiary obwodów
prÄ…du przemiennego .
Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 sÄ… z poziomu
podstawowego,
- zadania 2, 4, 8 sÄ… z poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za każdą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:
- dopuszczającą  za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,
- dostateczny  z rozwiązanie co najmniej 13 zadań z poziomu podstawowego,
- dobry  za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 1 z poziomu ponadpodstawowego,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu
ponadpodstawowego.
Klucz odpowiedzi: 1. c, 2. a, 3. a, 4. a, 5. b, 6. c, 7. a, 8. d, 9. a, 10. a, 11. a,
12. a, 13. a, 14. b, 15. a, 16. c, 17. a, 18. a, 19. a, 20. a.
Plan testu
Nr Cel operacyjny Kategoria Poziom Poprawna
zad. (mierzone osiągnięcia ucznia) celu wymagań odpowiedz

Zinterpretować podstawowe zjawiska
1. A P c
z zakresu elektrotechniki
Obliczyć i oszacować podstawowe
2. wielkości elektryczne w układach prądu B PP a
przemiennego
Obliczyć i oszacować podstawowe
3. wielkości elektryczne w układach prądu B P a
przemiennego
Obliczyć i oszacować podstawowe
4. wielkości elektryczne w układach prądu D PP a
przemiennego
5. Obsłużyć oscyloskop B P b
Przewidzieć zagrożenia dla życia
6. i zdrowia w czasie realizacji ćwiczeń A P c
z prÄ…dem przemiennym
Zlokalizować zwarcia i przerwy
7. B P a
w prostych układach
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
Zanalizować i zinterpretować wyniki
8. pomiarów oraz wyciągać wnioski B PP d
praktyczne
Rozróżnić parametry charakteryzujące
9. A P a
przebieg prÄ…du przemiennego
Rozróżnić parametry charakteryzujące
10. A P a
przebieg prÄ…du przemiennego
Rozróżnić parametry charakteryzujące
11. B P a
przebieg prÄ…du przemiennego
Narysować wykresy wektorowe dla
12. A P a
zadanego elementu R, L, C
Zinterpretować podstawowe zjawiska
13. A P a
z zakresu elektrotechniki
Dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru
14. wielkości elektrycznych w obwodach A P b
prÄ…du przemiennego
15. Sklasyfikować i scharakteryzować filtry A P a
Udzielić pierwszej pomocy
16. w przypadkach porażenia prądem B P c
elektrycznym
Udzielić pierwszej pomocy
17. w przypadkach porażenia prądem B P a
elektrycznym
Udzielić pierwszej pomocy
18. w przypadkach porażenia prądem A P a
elektrycznym
19. Rozróżnić stany pracy transformatora A P a
Sklasyfikować i scharakteryzować
20. A P a
transformatory
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. Przeprowadz
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. Sprawdz
wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
12. Przeprowadz
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.
2. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
3. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.
4. Test składa się z 20 pytań.
5. Za każde poprawnie rozwiązane zadanie uzyskasz 1 punkt.
6. Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi: a, b, c, d.
7. Tylko jedna odpowiedz
jest poprawna.
8. WybranÄ… odpowiedz zaznacz X.
9. Staraj siÄ™ wyraz
nie zaznaczać odpowiedzi. Jeżeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz
odpowiedz
, otocz ją kółkiem i zaznacz odpowiedz
, którą uważasz za prawdziwą.
10. Przed wykonaniem każdego zadania przeczytaj bardzo uważnie polecenie.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
- zestaw zadań testowych,
- karta odpowiedzi.
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Które z niżej wymienionych praw elektrotechniki zastosujesz do wyjaśnienia zjawiska
odpychania się naelektryzowanych ciał?
a) Ohma,
b) Kirchhoffa,
c) Coulomba,
d) Faraday´a.
2. W obwodzie elektrycznym przedstawionym na rysunku podane sÄ…: U = 230V, P1 = 75W,
P2 = 40W, P3 = 115W. Jaki prąd pobiera układ ze z
ródła zasilania?
a) 1,00A,
b) 0,25A,
c) 1,25A,
d) 0,478A.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
3. Wartość pojemności zastępczej dwóch kondensatorów C1=200pF i C2=800pF
połączonych szeregowo wynosi:
a) 160pF,
b) 1nF,
c) 500pF,
d) 1000pF.
4. Cewka indukcyjna ma 100 zwojów, a jej indukcyjność L=100mH. Na już istniejące
zwoje dowinięto tyle samo zwojów. Ile wynosi indukcyjność nowej cewki:
a) 400mH,
b) 200mH,
c) 50mH,
d) 250mH.
5. Chcesz poprawnie zmierzyć wartość międzyszczytową przebiegu zawierającego również
składową stałą. Jak ustawisz sprzężenie wejścia oscyloskopu:
a) AC,
b) DC,
c) GND,
d) Auto.
6. Korzystając z autotransformatora jesteś narażony na porażenie prądem elektrycznym.
Aby uniknąć porażenia:
a) zastosujesz wyłącznik 1- biegunowy,
b) zastosujesz przełącznik 1- biegunowy,
c) zastosujesz wyłącznik 2 - biegunowy,
d) ustawisz napięcie wyjściowe na 0V.
7. Watomierz włączony do obwodu jak niżej wskazał 0W. Oznacza to, że:
a) żarówka ma przerwę,
b) kondensator ma zwarcie,
c) cewka nie ma rdzenia,
d) żarówka jest na inne napięcie.
8. Żarówkę o danych: U=230V, P=100W włączono pod napięcie 115V. Czy moc
wydzielona w żarówce będzie:
a) 2xmniejsza (50W),
b) 2x większa (200W),
c) taka sama (100W),
d) 4x mniejsza (25W).
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
9. Okres T przebiegu sinusoidalnego jest:
a) odwrotnością częstotliwości,
b) pierwiastkiem kwadratowym z pulsacji É,
c) iloczynem 2Ä„f,
d) ilorazem 2Ä„/f.
I
10. Wartość skuteczna przebiegu sinusoidalnego związana jest z wartością maksymalną Im
wzorem:
Im
a) I = ,
2
b) I = 0,707"Im ,
Im
c) I = ,
3
Im
d) I = .
T
11. Czy prawdą jest, że współczynnik kształtu kk napięcia sinusoidalnego wynosi:
a) 1,11,
b) 1,41,
c) 1,73
d) 2 .
12. W idealnym dwójniku L prąd:
a) opóz
nia się wobec napięcia o kąt Ą/2,
b) wyprzedza napięcie o kąt Ą/2,
c) jest w fazie z napięciem
d) zmienia fazę wobec napięcia.
13. Rezonans prądów zachodzi:
a) w równoległym obwodzie LC,
b) w szeregowym obwodzie LC,
c) w obwodzie RLC łączonym w sposób mieszany,
d) w szeregowym obwodzie RLC.
14. Chcąc zmierzyć napięcie przemienne miernikiem cyfrowym ustawisz przełącznik
w mierniku na pozycjÄ™:
a) DC V,
b) AC V,
c) DC A,
d) AC A.
15. Filtr dolnoprzepustowy ma pasmo przepustowe w zakresie częstotliwości:
a) 0փr,
b) Ér÷",
c) Ér1÷ Ér2,
d) 0÷Ér1 i Ér2÷".
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
16. Monter uległ porażeniu prądem elektrycznym. Co powinna w pierwszej kolejności
uczynić osoba będąca świadkiem zdarzenia?
a) rozpoznać stan porażonego,
b) zastosować sztuczne oddychanie,
c) wyłączyć z
ródło zasilania, które spowodowało porażenie,
d) wezwać lekarza.
17. Prąd, samouwolnienia to prąd, przy którym:
a) człowiek jest jeszcze w stanie pokonać skurcz mięśni,
b) człowiek odczuwa jego przepływ,
c) występuje migotanie komór serca,
d) występuje fibrylacja.
18. Wartość prądu samouwolnienia przyjmuje się na:
a) 10mA,
b) 1mA,
c) 3mA,
d) 30mA.
19. Jeżeli transformator ma zwarte końcówki uzwojenia wtórnego, a uzwojenie pierwotne
jest zasilone napięciem znamionowym  to jest to stan:
a) zwarcia eksploatacyjnego,
b) próby zwarcia,
c) próby biegu jałowego,
d) próby obciążenia.
20. Przekładnia napięciowa transformatora zależy od:
a) ilości zwojów uzwojeń,
b) wartości napięcia znamionowego,
c) mocy transformatora,
d) napięcia zwarcia transformatora.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko........................................................
Badanie i pomiary obwodów prądu przemiennego
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
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
45
TEST 2
Przykłady narzędzi pomiaru dydaktycznego
Test jednostopniowy do jednostki modułowej  Badanie i pomiary obwodów
prÄ…du przemiennego
Test składa się z 20 zadań wielokrotnego wyboru, z których:
- zadania 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 19 sÄ… z poziomu podstawowego,
- zadania 5, 15, 18, 20 sÄ… z poziomu ponadpodstawowego.
Punktacja zadań: 0 lub 1 punkt
Za każdą prawidłową odpowiedz
uczeń otrzymuje 1 punkt. Za złą odpowiedz
lub jej brak
uczeń otrzymuje 0 punktów.
Proponuje się następujące normy wymagań  uczeń otrzyma następujące
oceny szkolne:
- dopuszczającą  za rozwiązanie co najmniej 11 zadań z poziomu podstawowego,
- dostateczny  z rozwiązanie co najmniej 13 zadań z poziomu podstawowego,
- dobry  za rozwiązanie 17 zadań, w tym co najmniej 2 z poziomu ponadpodstawowego,
- bardzo dobry  za rozwiązanie 18 zadań, w tym co najmniej 3 z poziomu
ponadpodstawowego.
Klucz odpowiedzi: 1. b, 2. c, 3. a, 4. b, 5. c, 6. b, 7. d, 8. d, 9. a, 10. a, 11. c,
12. a, 13. d, 14. b, 15. a, 16. c, 17. a, 18. c, 19. a, 20. a.
Plan testu
Nr Cel operacyjny Poziom Poprawna
Kategoria celu
zad. (mierzone osiągnięcia ucznia) wymagań odpowiedz

Rozróżnić parametry charakteryzujące
1. B P b
przebieg prÄ…du przemiennego
Rozróżnić różne typy kondensatorów
2. B P c
i cewek
Zanalizować proste układy prądu
3. B P a
przemiennego
Rozróżnić różne typy kondensatorów
4. B P b
i cewek
Zanalizować proste układy prądu
5. B PP c
przemiennego
Określić warunki rezonansu napięć lub
6. B P b
prądów
7. Sklasyfikować i scharakteryzować filtry B P d
Sklasyfikować i scharakteryzować
8. A P d
transformatory
9. Rozróżnić stany pracy transformatora B P a
10. Obsłużyć oscyloskop A P a
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Dobrać przyrządy pomiarowe do
11. pomiaru wielkości elektrycznych B P c
w obwodach prÄ…du przemiennego
Dokonać pomiarów w układach prądu
12. B P a
zmiennego w sposób bezpieczny
Sklasyfikować i scharakteryzować
13. A P d
filtry
Obliczyć i oszacować podstawowe
14. wielkości elektryczne w układach B P b
prÄ…du przemiennego
Oszacować podstawowe wielkości
15. elektryczne w układach prądu B PP a
przemiennego
Połączyć układ do pomiaru
16. podstawowych wielkości w układach A P c
prÄ…du przemiennego
Zastosować procedurę postępowania
17. A P a
w sytuacji zagrożenia
Obliczyć i oszacować podstawowe
18. wielkości elektryczne w układach B PP c
prÄ…du przemiennego
Dokonać pomiarów w układach prądu
19. A P a
zmiennego w sposób bezpieczny
Rozróżnić parametry charakteryzujące
20. D PP a
przebieg prÄ…du przemiennego
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. Przeprowadz
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. Sprawdz
wyniki i wpisz do arkusza zbiorczego.
12. Przeprowadz
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.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
3. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.
4. Test składa się z 20 pytań.
5. Za każde poprawnie rozwiązane zadanie uzyskasz 1 punkt.
6. Dla każdego zadania podane są cztery możliwe odpowiedzi: a, b, c, d.
7. Tylko jedna odpowiedz
jest poprawna.
8. WybranÄ… odpowiedz zaznacz X.
9. Staraj siÄ™ wyraz
nie zaznaczać odpowiedzi. Jeżeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz
odpowiedz
, otocz ją kółkiem i zaznacz odpowiedz
, którą uważasz za prawdziwą.
10. Przed wykonaniem każdego zadania przeczytaj bardzo uważnie polecenie.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
- instrukcja,
- zestaw zadań testowych,
- karta odpowiedzi.
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Częstotliwość i pulsacja przebiegu sinusoidalnego to:
a) wielkości oznaczające to samo,
b) częstotliwość jest mniejsza od pulsacji,
c) częstotliwość jest większa od pulsacji,
d) wielkości niezależne od siebie.
2. Kondensator elektrolityczny wymaga:
a) napięcia przemiennego,
b) napięcia stałego o dowolnej biegunowości,
c) napięcia stałego o określonej biegunowości,
d) napięcia o częstotliwości 50Hz.
3. W układzie zawierającym tylko kondensator nie ma:
a) mocy czynnej,
b) mocy biernej,
c) mocy pozornej,
d) mocy ujemnej.
4. Jeżeli napięcie wyprzedza w fazie prąd o 900 to obwód ma:
a) charakter pojemnościowy,
b) charakter indukcyjny,
c) charakter rezystancyjny,
d) charakter mieszany.
5. W układzie zasilanym napięciem 230V 50Hz płynie prąd o natężeniu 1A. Nie mając
innych informacji pewne jest, że:
a) moc bierna wynosi 230VAr,
b) moc czynna wynosi 230W,
c) moc pozorna wynosi 230VA,
d) cos Ć<1.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
6. JeÅ›li reaktancja pojemnoÅ›ciowa XC=120©, to warunkiem rezonansu jest, aby:
a) rezystancja ukÅ‚adu R=0©,
b) reaktancja indukcyjna XL=120©,
c) reaktancja indukcyjna XL<120©,
d) reaktancja indukcyjna XL>120©.
7. Filtr pasmowozaporowy ma pasmo przepustowe w zakresie częstotliwości:
a) 0փr,
b) Ér÷",
c) Ér1÷ Ér2,
d) 0÷Ér1 i Ér2÷".
8. Transformator powietrzny:
a) ma rdzeń z permaloju,
b) ma rdzeń ze stali transformatorowej,
c) ma rdzeń proszkowy,
d) nie ma rdzenia.
9. Transformator z zasilonym uzwojeniem pierwotnym i otwartym uzwojeniem wtórnym
jest:
a) w stanie biegu jałowego,
b) w stanie zwarcia,
c) w stanie próby zwarcia,
d) w stanie obciążenia.
10. Położenie kalibrowane w oscyloskopie wymaga, aby:
a) pokrętła płynnej regulacji były w prawym skrajnym położeniu,
b) pokrętła płynnej regulacji były w lewym skrajnym położeniu,
c) pokrętła płynnej regulacji były w środkowym położeniu,
d) pokrętła płynnej regulacji były w dowolnym położeniu.
11. Aby zmierzyć moc czynną obwodu prądu przemiennego wystarczy użyć:
a) woltomierza,
b) woltomierza i amperomierza,
c) watomierza ferrodynamicznego,
d) oscyloskopu dwukanałowego.
12. Aby bezpiecznie wykonać pomiar natężenia prądu w obwodzie, należy:
a) przed rozpoczęciem pomiaru wyłączyć napięcie,
b) w trakcie pomiaru wyłączyć napięcie,
c) po wykonaniu pomiaru wyłączyć napięcie,
d) niczego nie zmieniać.
13. Filtr zbudowany wyłącznie z rezystorów i kondensatorów to:
a) filtr czynny,
b) filtr LC,
c) filtr piezoceramiczny,
d) filtr RC.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
14. Jaki prąd pobiera lodówka, jeśli jej moc czynna P=460W, a cosĆH"1:
a) 2,2A,
b) 2,0A,
c) 1,8A,
d) 1,5A.
15. Wzrost dobroci Q filtra powoduje:
a) zwiększenie stromości charakterystyk,
b) zmniejszenie stromości charakterystyk,
c) pojawienie się drugiej częstotliwości charakterystycznej,
d) poszerzenie pasma przenoszenia w filtrze pasmowym.
16. Do pomiaru napięcia i natężenia prądu włączysz:
a) amperomierz równolegle a woltomierz szeregowo,
b) amperomierz i woltomierz równolegle,
c) amperomierz szeregowo a woltomierz równolegle,
d) amperomierz i woltomierz szeregowo.
17. Udzielając pierwszej pomocy porażonemu należy:
a) uwolnić porażonego spod działania prądu, określić jego stan, udzielić pomocy
przedmedycznej, wezwać pomoc,
b) najpierw przeprowadzić sztuczne oddychanie a potem masaż serca,
c) najpierw przeprowadzić masaż serca a potem sztuczne oddychanie,
d) najpierw wezwać pomoc z zewnątrz, a potem: uwolnić porażonego spod działania
prądu, określić jego stan, udzielić pomocy przedmedycznej.
18. W obwodzie z żarówką o mocy 75 W na napięcie 230V zmierzono moc watomierzem.
Zakresy watomierza są następujące: 200V, 1A. Podziałka watomierza ma 100 działek.
Czy poprawne wychylenie watomierza wynosi:
a) H"75 działek,
b) H"10 działek,
c) H"37 działek,
d) H"50 działek.
19. Do pomiaru wartości napięcia wtórnego transformatora podczas biegu jałowego użyjesz:
a) miernika cyfrowego z przełącznikiem ustawionym na VAC,
b) miernika cyfrowego z przełącznikiem ustawionym na VDC,
c) miernika cyfrowego z przełącznikiem ustawionym na AAC,
d) miernika cyfrowego z przełącznikiem ustawionym na ADC
20. Przebieg z generatora ma następujący kształt u=3+2,5sin314t. Woltomierz
magnetoelektryczny wskaże napięcie:
a) 3,0V,
b) 5,5V,
c) 2,5V,
d) 4,8V.
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko........................................................
Badanie i pomiary obwodów prądu przemiennego.
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
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
51
7. LITERATURA
1. Bolkowski S.: Podstawy elektrotechniki. WSiP 1995
2. Kammerer J., Oberthur W., Zastow P. (tłumaczenie Rodak A.): Pracownia podstaw
elektrotechniki i elektroniki. WSiP 2000
3. Kurdziel R.: Elektrotechnika dla szkoły zasadniczej. WSiP 1995
4. Latek W.: Maszyny elektryczne w pytaniach i odpowiedziach. WNT 1995
5. Mac St., Leowski J.: Bezpieczeństwo i higiena pracy dla szkół zasadniczych. WSiP
1999
6. Markiewicz A.: Zbiór zadań z elektrotechniki. WSiP wyd. czternaste
7. Okoniewski S.: Technologia dla elektroników. WSiP 2000
8. Pilawski M.: Pracownia elektryczna dla ZSE. WSiP 1999
9. Przybyłowska-A
omnicka P.: Pomiary elektryczne  obwody prÄ…du przemiennego. PWN
1999
10. http://www.eti.pg.gda.pl/katedry/kmse/dydaktyka/Laboratorium_Metrologii_i_Techniki
_Eksperymentu/cw3.pdf
11. http://elektron.pol.lublin.pl/users/keo/dydaktyk/Ins/Cw05pdf.pdf
12. http://matel.p.lodz.pl/wee/k23/instrukcje_doc/cw_2/CWICZENIE_2.doc
,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52