Stredná priemyselná škola Poprad Výkonové štandardy v predmete TECHNICKÉ KRESLENIE odbor mechatronika – 1.ročník Žiak vie: TEÓRIA ELEKTRICKÉ POLE PRÚDOVÉ 1. Zapamätanie a porozumenie • vysvetliť príčinu elektrickej vodivosti v tuhých látkach • definovať vodiče, nevodiče a polovodiče • nakresliť pásmový model vodiča, izolantu a polovodiča • nakresliť jednoduchý elektrický obvod, definovať nevyhnutné podmienky pretekania prúdu obvodom • definovať el. prúd slovne a vzťahom, poznať jednotku el. prúdu • definovať jednosmerný zdroj napätia a nakresliť jeho schematickú značku • definovať elektrické prúdové pole • definovať slovne a vzťahom elektrický odpor, rezistivitu, elektrickú vodivosť, konduktivitu, vyjadriť jednotky el. odporu a el. vodivosti • opísať rezistor, kresliť jeho symbolickú značku • definovať vzťahom a graficky závislosť odporu na teplote • definovať slovne a vzťahom Ohmov zákon • definovať slovom a graficky lineárny a nelineárny odpor • definovať Kirchhoffove zákony slovne a vzťahmi • definovať uzol, slučku, vetvu el. obvodu • definovať sériové spojenie odporov slovne a graficky • definovať paralelné spojenie odporov slovne a graficky • definovať reálny zdroj napätia slovne, graficky a vzťahmi pre stav naprázdno, nakrátko a pre zaťažený prevádzkový stav • nakresliť a definovať vzťahmi spájanie reálnych zdrojov napätia • definovať prácu a výkon elektrického prúdu vzťahmi • definovať slovne a vzťahom Joule-Lencov zákon • definovať podmienky vedenia prúdu v kvapalinách • vysvetliť jav elektrolýzy a opísať jej využitie v praxi • definovať 1. Faradayov zákon vzťahom • definovať 1 A z elektrolytických účinkov jednosmerného prúdu • vysvetliť princíp galvanického článku • popísať chemické reakcie pri nabíjaní a vybíjaní akumulátora • popísať palivový článok 2. Aplikácia • rozlišovať pojem el. odpor a rezistor • vyhľadať rezistivitu materiálu v tabuľkách • vypočítať el. odpor a jeho zmenu pri zmene teploty • analyzovať možnosti využitia rezistorov ako snímačov • rozlíšiť sériové a paralelné radenie odporov v sérioparalelných obvodoch • aplikovať Ohmov zákon pri riešení úloh, zostaviť grafickú interpretáciu Ohmového zákona • aplikovať Kirhchoffove zákony pri riešení el. obvodov • aplikovať vlastnosti sériového a paralelného spojenia pri riešení úloh PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad • • •
vypočítať napätie na rezistore nezaťaženého aj zaťaženého deliča napätia vypočítať vnútorný odpor zdroja, pokles svorkového napätia pri zaťažení a prúd nakrátko zdroja vyhľadať v katalógu rezistory
ELEKTROSTATICKÉ POLE 1. Zapamätanie a porozumenie • opísať vlastnosti elektrického náboja- premiesťovanie v telese, deliteľnosť, druhy el. náboja, zákon zachovania el. náboja • definovať elektrostatické pole slovne • vysvetliť jav elektrostatická indukcia a jej praktické využitie • znázorniť elektrické pole radiálne a homogénne, silo čiarovým modelom a vektorovým poľom, znázorniť ekvipotenciálne hladiny • definovať slovne a vzťahom intenzitu el. poľa, elektrický potenciál, elektrické napätie • vysvetliť jav polarizácie dielektrika , posúdiť vplyv relatívnej permitivity na vonkajšie el. pole • opísať rovinný doskový kondenzátor, nakresliť ho, uviesť jeho charakteristické vlastnosti a použitie, nakresliť symbolické značky kondenzátorov • definovať vzťahmi základné vlastnosti sériového a paralelného spojenia kondenzátorov, nakresliť príslušné spojenia • uviesť vzťahy pre určenie energie elektrostatického poľa 2. Aplikácia • vypočítať veľkosť sily, ktorou pôsobia na seba dva el. náboje • vypočítať elektrickú pevnosť dielektrika • vypočítať kapacitu doskového rovinného kondenzátora • vypočítať kapacitu a veľkosť náboja na sérioparalelne spojených kondenzátoroch • vypočítať napätie na nezaťaženom kapacitnom deliči napätia • navrhnúť využitie kapacitných snímačov, analyzovať ich využitie ako snímačov • vyhľadať v katalógu rôzne typy kondenzátorov • určiť potenciály jednotlivých miest elektrického obvodu MAGNETICKÉ POLE 1. Zapamätanie a porozumenie • popísať a zdôvodniť magnetické účinky magnetického poľa • definovať magnetické pole slovne • definovať magnetickú siločiaru, určiť jej orientáciu • zdôvodniť vytvorenie a zakresliť magnetické pole tyčového permanentného magnetu, priameho a kruhového prúdovodiča /závitu/, magnetické pole cievky valcovej a toroidu • /prúdovodič = vodič, ktorým tečie el. prúd/ • definovať slovne a vzťahmi základné veličiny magnetického poľa-magnetické napätie, intenzitu magnetického poľa, • určiť vzťahom veľkosť sily, ktorou pôsobí homogénne magnetické pole na priamy prúdovodič • aplikáciou Ampérového pravidla pravej ruky /pravotočivej skrutky/ určiť smer magnetického poľa priameho prúdovodiča, pravidlom PR určiť severný pól valcovej cievky a smer • definovať slovne a vzťahmi magnetickú indukciu, permeabilitu a magnetický tok • definovať rozdelenie magnetických látok a popísať vlastnosti jednotlivých skupín • graficky znázorniť, vysvetliť a popísať proces prvotnej magnetizácie a pre magnetizácie materiálov – hysterézna slučka, zdôvodniť súvislosť veľkosti plochy HS a strát pri pre magnetizovaní PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad • • • • •
popísať silové pôsobenie homogénneho magnetického poľa na prúdovodič určiť vzťahom veľkosť sily MP pôsobiacej na prúdovodič a určiť jej smer odvodiť vzťah pre elektrodynamickú silu medzi dvoma priamymi prúdovodičmi, určiť smer silového pôsobenia definovať 1 A /elektrodynamická definícia 1 A/ určiť vzťahom veľkosť sily nosného magnetu definovať vzťahom energiu MP
2. Aplikácia • aplikovať Flemingovo pravidlo /pravidlo pravej ruky/ pre určenie smeru magnetickej sily, ktorou pôsobí MP na priamy prúdovodič • aplikovať vzťah pre magnetickú silu pôsobiacu na priamy prúdovodič v MP • vysvetliť princíp premeny elektrickej energie na mechanickú / princíp elektromotora/ • vypočítať veľkosť elektrodynamickej sily medzi rozvodnými zbernicami • aplikovať silový zákon na elektrón pohybujúci sa v MP • uviesť príklady využitia. prídržnej sily elektromagnetov • posúdiť z tvaru magnetizačnej krivky a hysteréznej slučky predurčenie materiálu pre použitie ELEKTROMAGNRTICKÉ POLE 1. Zapamätanie a porozumenie • opísať jav elektromagnetickej indukcie • vysloviť Lencovo pravidlo • vysloviť indukčný zákon pre obidve jeho formy o pre vznik indukovaného pohybového napätia o pre vznik transformačného napätia a určiť vzťahom veľkosť indukovaného napätia a určiť jeho smer • opísať cievku, charakterizovať jej základnú vlastnosť • opísať jav vlastnej indukcie slovne a vzťahom • definovať slovne a vzťahom vlastnú indukčnosť, rozobrať od čoho závisí • definovať slovne a vzťahom vzájomnú indukčnosť, rozobrať od čoho závisí • opísať vznik vírivých prúdov, rozobrať od čoho závisí ich veľkosť 2. Aplikácia • vypočítať veľkosť indukovaného napätia a aplikovať Lencovo pravidlo pre určenie smeru indukovaného napätia a prúdu pre obe formy indukčného zákona • aplikovať indukčný zákon ako základný princíp premeny mechanickej energie za spolupôsobenia MP na elektrickú energiu -princíp generátorov el. energie • vypočítať hodnotu vlastnej indukčnosti cievky • analyzovať možnosti použitia cievky ako snímača • vypočítať hodnotu vzájomnej indukčnosti cievky a činiteľ väzby • uviesť príklady využitia javu elektromagnetickej indukcie • uviesť charakteristické obvody s cievkami • uviesť spôsoby potláčania nežiaducich vírivých prúdov • uviesť príklady využitia vírivých prúdov STRIEDAVÉ PRÚDY 1. Zapamätanie a porozumenie • definovať striedavé priebehy slovne a graficky /harmonické, periodické, pulzujúce, kmitavé/ • opísať vznik striedavého harmonického prúdu • odvodiť vzťah pre veľkosť indukovaného striedavého napätia a prúdu
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad • • • •
definovať slovne, vzťahom a graficky základné pojmy stried. harmonických veličín /okamžitá hodnota, maximálna amplitúda, perióda, frekvencia, kruhová frekvencia, začiatočná fáza/ definovať strednú hodnotu striedavých veličín slovne a graficky, určiť jej závislosť na max. hodnote definovať efektívnu hodnotu striedavých veličín slovne a graficky, určiť jej závislosť na max. hodnote, vysvetliť jej fyzikálny význam transformovať časový priebeh striedavej veličiny na fázorové zobrazenie
2. Aplikácia • popísať výrobu striedavého prúdu v 2- pólovom generátore s otáčajúcim sa závitom • vypočítať frekvenciu, kruhovú frekvenciu • vypočítať okamžitú hodnotu striedavej veličiny so začiatočnou fázou • vypočítať strednú a efektívnu hodnotu striedavých veličín • zobraziť fázory veličín s nenulovou začiatočnou fázou • graficky spočítať a odpočítať fázory veličín s fázovými posuvmi OBVODY STRIEDAVÉHO PRÚDU 1. Zapamätanie a porozumenie • definovať ideálny rezistor obvode striedavého prúdu –fázorový diagram U a I, platnosť Ohmového zákona • definovať ideálnu cievku a ideálny kondenzátor v obvode stried. prúdu- fázorový diagram U a I, indukčná a kapacitná reaktancia, platnosť Ohmového zákona • graficky znázorniť fázorové riešenie sériového obvodu R-L-C • zostrojiť fázorový diagram impedancie • odvodiť matematické riešenie impedancie sériového obvodu R-L-C • graficky znázorniť fázorové riešenie paralelného obvodu R//L//C • zostrojiť admitančný trojuholník /obrazec/ • odvodiť matematické riešenie paralelného obvodu R//L//C- výsledná admitancia a impedancia • definovať stav rezonancie obvodu R-L-C: fázorový diagram, impedančný diagram, odvodiť Thomsonov vzorec a vzťah pre rezonančnú impedanciu • definovať stav rezonancie obvodu R//L//C: fázorový diagram, impedančný diagram, fo, Zo • vysvetliť princíp kompenzácie účinníka siete pripojením kondenzátora • opísať využitie rezonančných obvodov v rádioelektronike a televíznej technike /vznik oscilácií, vysielacia anténa – dipól a ladiaci obvod prijímača • znázorniť fázorový diagram striedavého výkonu, definovať matematické vzťahy pre zdanlivý výkon a jeho zložky, vysvetliť ich fyzikálny význam • vysvetliť pojem účinník 2. Aplikácia • analyzovať frekvenčnú závislosť prvkov R,L,C, vysvetliť použitie tlmivky a kondenzátora vo filtroch usmerňovačov • riešiť striedavý sériový obvod s prvkami R,L,C, určiť jeho charakter • určiť spôsob zistenia rezistencie reálnej cievky a jej indukčnosť meraním • riešiť striedavý paralelný obvod s prvkami R,L,C, určiť jeho charakter • aplikovať Thomsonov vzorec pre výpočet fo, L alebo C • zostaviť a nakresliť rezonančné krivky I, Z sériového a paralelného obvodu • vypočítať činný, jalový a zdanlivý výkon striedavého prúdu • vypočítať účinník
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad TROJFÁZOVÁ SÚSTAVA 1. Zapamätanie a porozumenie • opísať vznik 3-fázového napätia • odôvodniť opodstatnenosť 3f sústavy • opísať konštrukciu a princíp činnosti 3-fázového generátora • charakterizovať zapojenie v 3f do hviezdy, nakresliť schému zapojenia a analyzovať jeho výhody • definovať slovne a matematicky fázové a združené napätie • charakterizovať zapojenie v 3f do trojuholníka, nakresliť schému zapojenia a analyzovať jeho výhody • definovať slovne a matematicky fázové a združené prúdy • nakresliť 5-vodičové zapojenie s nesúmernou záťažou • vyjadriť vzťahy pre určenie 3f výkonu 2. Aplikácia • vypočítať veľkosť zduženého napätia • vypočítať veľkosť združeného napätia • rozlíšiť smer prúdov v zapojení generátora /zdroja/ a záťaže • zakresliť do 5-vodičovej sústavy jednofázové spotrebiče, zásuvky a 3f elektromotory • pomenovať a označiť podľa STN vodiče a svorky el. zariadení v 5-vodičovej sústave • vypočítať veľkosť činného, jalového a zdanlivého 3f výkonu pre súmernú i nesúmernú záťaž / z fázových i sieťových veličín/ ELEKTRICKÉ PRÍSTROJE 1. Zapamätanie a porozumenie • vymenovať druhy spínacích prístrojov • opísať problémy pri spínaní a ich elimináciu • charakterizovať istič, k čomu slúži • opísať stýkača jeho použitie • opísať relé a ich použitie 2. Aplikácia • rozlíšiť pojem vypínač a odpojovač, určiť postup pri zapnutí a odpájaní el. obvodov • vysvetliť fyzikálny princíp ističa el. obvodu • vysvetliť rozdiel a význam silových a ovládacích obvodov • určiť zapínacie a rozpínacie kontakty elektromechanických spínacích prístrojov • uviesť príklady použitia jednotlivých druhov spínacích obvodov X. TRANSFORMÁTORY 1. Zapamätanie a porozumenie • opísať konštrukciu, nakresliť schematickú značku, vysvetliť princíp a použitie 1-fázového transformátora • opísať konštrukciu, nakresliť schematickú značku, vysvetliť princíp a použitie, výhody a nevýhody 1-fázového auto transformátora • opísať konštrukciu, nakresliť schematickú značku a použitie 3-fázového transformátora 2. Aplikácia • určiť prevod transformátora • aplikovať prevodové rovnice PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad •
určiť straty v medi a v železe
CVIČENIA POUČENIE O BEZPEČNOSTI PRI PRÁCI a. Zapamätanie a porozumenie • opísať fyziologické účinky jednosmerného a striedavého prúdu na ľudský organizmus • osvojiť si zásady prvej pomoci pri úraze elektrickým prúdom • osvojiť si protipožiarne predpisy • dodržiavať laboratórny poriadok b. Aplikácia • dodržiavať bezpečnostné predpisy • adekvátne zareagovať pri vzniku nebezpečnej situácie v elektrickom prevádzkovom priestore • poskytnúť prvú pomoc pri úraze elektrickým prúdom, vrátane privolania požiarnej a lekárskej pohotovosti MERACIE PRÍSTROJE a. Zapamätanie a porozumenie • definovať merací prístroj • opísať základné časti meracích prístrojov • definovať rozsah MP, konštantu MP, triedu presnosti MP • zdôvodniť zapojenie ampérmetra a voltmetra a veľkosti ich vnútorných odporov • nakresliť zapojenie potenciometra a reostatu a vysvetliť ich úlohu v el. obvode b. Aplikácia • vysvetliť značky na stupnici MP, pomenovať systémy MP, určiť použite MP • správne zapojiť ampérmeter, voltmeter pre meranie jednosmerných aj striedavých veličín • správne zapojiť avomet pre meranie jednosmerného aj striedavého prúdu a napätia • určiť rozsah pre meranie v hornej tretine stupnice, určiť nameranú hodnotu a chybu MP / z triedy presnosti / • presne odčítať výchylku na ručičkovom, svetelnom a digitálnom MP MERANIE NAPATIA A PRÚDU c. Experiment • zapojiť obvod pre meranie charakteristiky napätia podľa predloženej schémy s dôrazom na zapájanie voltmetrov a ampérmetrov • odmerať regulačnú charakteristiku deliča napätia • graficky ju znázorniť • vypočítať účinnosť potenciometra ako regulač. prvku • posúdiť kvalitu a hospodárnosť regulácie napätia potenciometrom • vypracovať o meraní protokol s dôrazom na vyhodnotenie výsledkov merania • zostaviť schému zapojenia pre kontrolu voltmetra a zapojiť podľa nej obvod • zistiť meraním presnosť ciachovaného voltmetra • posúdiť, či voltmeter vyhovuje vyznačenej triede presnosti • zostrojiť korekčnú krivku voltmetra • vypracovať o meraní protokol s dôrazom na zhodnotenie výsledkov merania
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad MERANIE ODPOROV c. Experiment • zostaviť schému pre meranie odporu Ohmovou metódou pre malé odpory • zostaviť schému pre meranie odporu Ohmovou metódou pre veľké odpory • schému pre meranie odporu Ohmovou metódou pre malé odpory • zapojiť meracie obvody • určiť odpory meraných rezistorov a porovnať ich s menovitými hodnotami • zostaviť obvod pre meranie odporov metódou porovnávania napätia • určiť hodnotu meraného odporu a porovnať ho s katalógovým údajom • nakresliť schému pre meranie malých odporov porovnávaním prúdu • vypracovať protokol o meraní MERANIE NA SERIOPARALELNÝCH OBVODOCH b. Aplikácia • aplikovať teoretické vedomosti z riešenia jednosmerných obvodov z reálnym zdrojom : o určiť prúdový rozsah pre známu kombináciu odporov o vypočítať celkový odpor záťaže o určiť vnútorný odpor napäťového zdroja a prúd nakrátko c. Experiment • meraním zistiť napätie naprázdno zdroja, svorkové napätie a vypočítať Ri a Ik zdroja • zapojiť rôzne sério-paralelné kombinácie rezistorov a meraním zistiť celkový odpor záťaže • analyzovať vplyv záťaže na svorkové napätie • vyhotoviť protokol o meraní MERANIE JEDNOSMERNÉHO VÝKONU b. Aplikácia • navrhnúť schému zapojenia pre meranie jednosmerného výkonu V a A • navrhnúť zapojenie prúdovej a napäťovej cievky elektrodynamického wattmetra • určiť konštantu wattmetra • odvodiť vzťahy pre určenie vlastnej spotreby V a A c. Experiment • odmerať jednosmerný výkon voltmetrom a ampérmetrom • odmerať výkon elektrodynamickým wattmetrom • určiť korigovaný výkon výpočtom • graficky znázorniť výkony a prúd v závislosti na napätí • vyhotoviť protokol o meraní MERANIE INDUKČNOSTI A KAPACITY b. Aplikácia • aplikovať vzťahy pre výpočet indukčnosti cievky a kapacity kondenzátora • z nameranej impedancie prvkov • popísať zostavy obvodu mostíkových MP a vysvetliť princíp činnosti • vysvetliť nulovú metódu merania c. Experiment • odmerať indukčnosť cievky, určiť jej jednosmerný odpor o VA metódou o mostíkovým MP PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
Stredná priemyselná škola Poprad • • • •
odmerať kapacitu kondenzátora o VA metódou o mostíkovým MP výpočtom určiť výslednú kapacitu rôznych sério-paralelných zapojení kondenzátorov zistiť meraním správanie sa cievky a kondenzátorov v obvode striedavého a jednosmerného prúdu vyhotoviť protokol o meraní
MERANIE NA TRANSFORMÁTORE b. Aplikácia • navrhnúť schému zapojenia pre meranie prevodu a výkonu transformátora naprázdno a nakrátko • vypočítať prevod transformátora • určiť stratový výkon transformátora naprázdno • určiť stratový výkon transformátora nakrátko • vypočítať činnú a jalovú zložku prúdu • vypočítať cos • určiť napätie nakrátko • zostrojiť fázorový diagram transformátora • zobraziť charakteristiky transformátora naprázdno a nakrátko c. Experiment • meraním zistiť izolačné odpory transformátora • meraním zistiť prevod transformátora • odmerať činné odpory vinutí a overiť ich súvislosť s prevodom • meraním zistiť straty naprázdno transformátora a prúd Io • meraním zistiť straty nakrátko transformátora, prúd IK a napätie nakrátko uK • vypracovať protokol o meraní
PDF vytvorené pomocou súšobnej verzie pdfFactory www.pdffactory.com
