Методика организации по электротехническим работам

Содержание
Введение ………………………………………………………………………4

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ РАБОТАМ.
1.1. Цепи постоянного тока…………………………………………………5
1.2. Электромагнетизм………………………………………………………..7
1.3. Тепловые действия электрического тока………………………………..8
1.4. Приборы и арматура осветительных установок……………………….13
1.5. Бытовые электронагревательные приборы…………………………….15
1.6. Машины постоянного тока……………………………………………..16
1.8. Техника безопасности при проведении электромонтажных работ….17

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОРГАНИЗАЦИИ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ТРУДУ.
2.1 Занятие в шестом классе………………………………20
2.2 Занятие в седьмом классе……………………………..31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………….48
ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ РАБОТАМ

1.1 ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.

Понятие об электрическом токе. Если соединить оба шара металлической проволокой, то под действием разности потенциалов электрические заряды с шары, обладающего большим электрическим потенциалом, по соединительной проволоке нагнут переходить к шару с меньшим потенциалом до тех пор, пока потенциалы шаров не станут одинаковыми.
В металлических проводниках могут перемещаться только свободные электроны. Направленное движение электрических зарядов по проводнику носит название электрического тока.
Для поддержания в проводнике непрерывного тока необходимо обеспечить постоянную разность потенциалов, или напряжение. Между шарами А и В.
Практически электрический ток получают от специальных источников: гальванических элементов, аккумуляторов, генераторов.
Электрический ток непосредственно наблюдать нельзя. О прохождении тока можно судить только по тем действиям. Который он производить.
Отметим следующие признаки, по которым судят о наличии электрического тока:
-проводник, по которому проходит электрический ток, нагревается;
-электрический ток, проходя по проводнику, создает вокруг него магнитное поле;
-ток, проходя через растворы солей, щелочей, кислот, а также через расплавленные соли, разлагает их на составные части.
Ток в цепи измеряется электрическим прибором-амперметром.
Амперметр нужно включить так, чтобы через него прошел полный ток цепи. Для этого надо разорвать цепь в каком-либо месте и образованием концы подключить к зажимам амперметра, т.е. включить прибор последовательно.
Электрическая цепь и ее элементы. Простейшая электрическая установка состоит и источников электрической энергии (гальванического элементы, аккумуляторы, генератора и т.п.), потребителей электрической энергии (ламп покалывание, электродвигателей и т.п.) и соединительных поводов соединяющий источник электрической энергии с потребителем.
Совокупность соединенных между собою источников электрической энергии, приемников и соединяющих их проводов (линия передачи) называется электрической цепью. Последняя делится на внутреннюю и внешнюю части. К внутренней части цепи относится сам источник электрической энергии. Во внешнюю часть цепи входят соединительные провода, потребители, рубильники, выключатель, электроизмерительные приборы, т.е. все то что, присоединено к зажимам источника электрической энергии.
Электродвижущая сила источника. Чтобы электрический ток проходил по цепи продолжительное время, нужно непрерывно поддерживать разность потенциалов на полюсах источника напряжения, к которому присоединена электрическая цепь. Если соединить трубкой два сосуда с различными уровнями воды, то вода будет переходить из одного сосуда в другой до тех пор, пока уровни в сосудах не сравняются. Поддерживая разность уровней в этих сосудах, можно добиться того, что движения воды по трубке между сосудами будет продолжаться непрерывно.
Внутри источника электрической энергии действует сила, которая устанавливает и поддерживает разность потенциалов на зажимах источника, вызывает то в цепи, преодолевая ее внешнее и внутреннее сопротивления, называется электродвижущей силой Э.Д.С. и обозначается буквой Е.
Электродвижущая сила источников электрической энергии возникает под влиянием причин специфических ум каждого из них.
В химических источниках электрической энергии (гальванических элементах, аккумуляторах) Э.Д.С. получается в результате химических реакции, в генераторах Э.Д.С. возникает вследствие электромагнитной индукции, в термоэлементах за счет тепловой энергии.
Закон Ома. При постоянном напряжении ток в цепи будет тем больше, чем меньше сопротивление этой цепи, принцем ток в цепи увеличивается во сколько раз, во сколько раз уменьшается сопротивление цепи.
Как показывают опыта, ток на участке цепи прямо пропоционале сопротивлению того же участки. Эта зависимость известна под названием закона Ома.
Путь тока проходит не только по внешней части цепи, но также и по внутренней части цепи, т.е. внутри самого элемента, аккумулятора и другого источника энергии.
Электрический ток, проходит по внутренней части цепи, преодолевает ее внутреннее сопротивлением и потому внутри источника также происходит падение напряжения.
Соединение проводников между собой.
Отделение проводники электрической цепи могут быть соединены между собой последовательно, параллельно и смешанно.
Если проводники соединены таким образом, что по ним проходит один и тот же ток, то такое соединение проводников называются последовательным.
Общее сопротивление цепи, состоящей и нескольких последовательно соединенные сопротивлении, равно сумме этих сопротивлении.
Если два или большее число проводников присоединены к двум узловым точкам, то такое соединение, проводников называется параллельным. Напряжение на каждому из проводников равно напряжению U, приложенному к узловым точкам цепи А и В.

1.2 ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ.

Магнитное поле проводника с током. Если к прямолипейному проводник с током поднести магнитную стрелку, то она будет стремиться стать перпендикулярно плоскости, походящей через ось поводника и центр вращения стрелка. Это указывает на то, что на стрелку действуеют особые силы, которые называются магнитными. Если по поводнику проходит электрический ток, то вокруг поводника возникает магнитное поле.
Если подеть через картон толстый поводник и пропустить по нему электрический ток, то стальные опилки, наспанные на картон, расположатся вокруг проводника по концептрическим окружностям, представлющим собой в данном случае так называемые магнитные линии.
Магнитное поле есть одно из визинейших проявлений электрического тока и не может быть получено независимо и отдельно от тока.
В постоянных магнитах магнитое поле таке вызывается движением электронов, входящих в составе атоов и молекул магнита.
Интенсивность магнитного поля в каждой его точке определяется величиной магнитной индукции. Магнитная индукция явлется векторной величиной, она характеризуется не только определенным значением, но и определенным направлетям в каждой точке магнитного поля.
Электромагниты. Возьмем проводник, согнутый по кругу в виде витка, и пропустим по тему ток. Магнитные линии замыкаются вокруг проводника с током и имеют форму окружностей.
Магнитные линии с одной стороны входят в плоскость кругового поводника, с другой-выходит.
Направление поля кргового тока можно определить, пользуясь «правилом буравчика».
Буравчик нужно расположить по оси кругового тока перпендикулярно его плоскости. Если теперь вращить ручку буравчика по направлению тока в контуре, то поступательное движения буравчика покажет направления магнитного поля.
Получение переменного тока.
В начальной стадии развития электротехники применяли исключительно постоянный ток. В настоящее время преимущественное распространение получил переменный ток.
Постоянный ток, необходимый в промышленности на электрифицированном транспорте, в электросвязи, в большинстве случаев получают путем выпрямления переменного тока. Преимуществами переменного тока являются: возможность трансформации и передачи на далекие расстояния, боли простое устройстве и надежные в эксплуатации электродвигатели переменого тока.
Принцип получения переменного тока в результате проебразованные механической энергии в электрическую.
Имеется однородное магнитное поле, оброзование между полюсами N-S электромагнита. Внутри поля под действием посторонней силы вращается по окружности в сторону движения часовой стрелки металлический прямолипейный проводник. Пересечение поводником магнитных линии приведет к появлению в проводнике индуктированной э.д.с.
Величина этой э.д.с. как было указано ранее, зависит от твеличины магнитной индукции.
Для наглядного представления о ходе изменения индуктированной э.д.с. в проводнике воспользуемся графическим методом. Приведем две взаимно перпендикулярные оси. На горизонтальной оси в одном масштабе отложим углы поворота проводника, а на вертикальной в другом масштабе-величину э.д.с. индукрованную в поводнике в каждый момент времени.

1.3 ТЕПЛОВЫЕ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА.

Преобразование электрической энергии в тепловую. Как известно, все тела состоит из молекул, и эти молекулы не находятся в покое, а непрерывно движутся. Чем выше температура тела, тем быстрее движение молекул вещества этого тела. При похождении электрического тока по проводнику электроны сталкиваются с двигающимися молекулами проводника и усиливают их движения, что проводит к нагреву проводника.
Повышение температуры проводника происходит в результате преобразования электрической энергии в тепловую.
Таким образом, количество тепла, выделенного током при прохождении по проводнику, зависит от сопротивления самого проводника, квадрата тока и длительности его прохождения.
Нагрев проводников электрическим током. Все проводника при прохождении по ним электрического тока нагреваются и отдают тепло окружающей среде (воздуху, жидкости, твердому телу). Температура проводника будет повышаться до тех пор, пока количество тепла, получаемое проводником, не станет равным количеству тепла, отдаваемому проводником окружающей среде. При этом температура достигнет установившегося значения.
Температура нагрева проводники зависит от величины тока в проводнике. Сечения и материала проводника и условий охлаждения. Температура нагрева проводники не зависит от его длины, так как чем больше длина, тем больше поверхность охлаждения.
Однако не всегда нагрев проводника является нежелательным. Тепловые действия электрического тока имеют разнообразное практическое применения, и тепло, выделяемое током, проходящим по проводнику, часто стараются получить в большом количестве.
Электрические лампы. Принцип действия лампы накаливания основан на сильном нагревании проводника (типы накаливание) при прохождении по нему электрического тока. При этом проводник начинает испускать, кроме тепловой, еще и световую энергию. Чтобы нить накаливания не перегорала. И нужно поместить в стеклянную колбу, из которой выкачен воздух. Первоначально в качестве нити накаливания применялась угольная нить, полученья прокаливанием растительных волокон. Лампы с токаи нитью излучали слабой желтоватый свет, потребляя при этом большую мощность.
Наша промышленность выпускает осветительные лампы накаливания на напряжения 36, 110, 127 и 220 В. Для специальных целей лампы изготовляют и на другие напряжения.
Лампы накаливания имеют очень низкий коэффициент полезного действия. В них превращается в световую энергию только около 4-5% всей потребляемой лампой электрической энергии; остальная энергия превращается в тепло.
Электросварка. Электросварка бывает двух видов: дуговая и контрактная (Электросварка методом сопротивления).
При дуговой электросварке используют тепло, выделяемое электрической дугой. При сварке по способу Бенардоса один полюс источника напряжения присоединяют к угольному стержню, а другой – к деталям, которые необходимо сварить. В пламя электрической дуги вводится тонкий металлический стержень, который плавится, и капли расплавленного металла, стекая на детали и застывая, образуют сварочный шов.
Прежде чем сваривать деталь, ее нужно тщательно очистить от ржавчины, окалины, масло, грязи с помощью зубила, напильника, шкурки. Для создания устойчивой дуги с получения прочного шва металлические электроды обмазывают специальными составами.
Контактная электросварка. Если сложить вплотную два куска металла и пропустить по ним сильный электрический ток, то за счет выделения тепла в месте касания кусков (введу большого переходного сопротивления) последние нагреваются до высокой температуры и сварятся.
При замыкании и размыкании электрических цепей рубильником или выключателем, а также замыкании и размыкании контактов приборов и аппаратов электрическая искра, возникающая между контактами, и передок следующая за ней электрическая дуга плавят металл, и контакты обругают или свариваются, нарушая работу установки.
Электрические нагревательные приборы. Тепло, выделяемое током, используется в электрических печах сопротивления и аппаратах прямого нагрева для процесса гранифитизации электродов, в стекловаренной промышленности, при производстве карборунда в штамповально-ковочном производстве для нагрева прутков, труб и деталей цилиндрической формы.
Электрические нагревательные приборы получили очень большое распространение в домашнем быту (электроплитки, чайники, утюги, кипятильники и т.д.).
Основной частью каждого электронагревательного прибора является проводник, в котором выделяется тепло, когда по нему про один элекрический ток. Чаще всего проводник свивают спиралью, которую укладывают на жаростойкое или огнеупорное основание, например из керамики, асбеста, слюди и т.п. материалом для спиралей, нагревающихся на воздухе абычно служит нихро. Проволока для нагревателей, опускаемых в воду, чаще изготовляется из реотана или никилина. Если пропускать по таким нагревателям ток, вынув их из воды, то они перегорают, так как воздух, обладая меньшей теплопроводностью, чем вода, не может быстро уводить выделяющеся тепло.
Основу любого нагрева¬тельного прибора составляет его нагревательный элемент, то есть проводник, в котором выделяется тепло при протекании по нему тока. В электрических плитках, чайниках, утюгах и других при¬борах в качестве нагревательного элемента применяют проволоку или ленту из сплава высокого сопротивления. Наибольшее при¬менение имеет нихром и февраль, реже применяется никелин, обладающий менее продолжительным сроком службы. Указанные сплавы имеют большое удельное электрическое сопротивление, высокую температуру плавления, стойкость против окисления при сильном и продолжительном нагревании и способность переносить резкие и быстрые изменения температуры. Проводниковые мате¬риалы, то есть материалы, имеющие малое электрическое сопро-тивление, для изготовления нагревательных элементов не приме¬няются.
Нагревательный элемент изготовляется из проволоки или лен¬ты и обычно имеет форму спирали, для того чтобы он занимал меньше места. Он тщательно изолирован от корпуса прибора и всех металлических частей.
Нагревательные элементы бывают открытыми и закрытыми. В открытых нагревательных приборах спираль не ограждена, а лишь закреплена на опорах из электроизолирующего материа¬ла. В нагревательных элементах закрытого типа проводник поме¬щен в специальный защитный корпус, предохраняющий элемент от механических повреждений. В таких приборах проволока или лента нагревательного элемента наматывается на пластину из изоляционного материала, например слюды, такими же пласти¬нами прикрывается с двух сторон и для улучшения теплоотдачи зажимается между металлическими пластинами.
Электрический кипятильник с открытой спи¬ралью. Наиболее простым нагревательным прибором с открытой спиралью является кипятильник, состоящий из прямоугольной фарфоровой пластинки с продольными желобками, в которые уложена спираль, прикрытая сверху фарфоровой оболочкой. Та¬кой нагревательный прибор предназначен для нагревания неболь¬шого количества воды путем непосредственного погружения его в сосуд. Коэффициент полезного действия прибора составляет 95—97%, поэтому применение его очень выгодно. Однако приме¬нять такой кипятильник не рекомендуется ввиду очень большой его опасности, так как спираль в нем непосредственно касается воды, которая сама является проводником. Поэтому прикоснове¬ние к воде с находящимся в ней кипятильником крайне опасно.
Электрическая плитка открытого типа. Спираль укладывается в желобки изоляционного основания (керамический диск), которое служит не только изолятором, но вместе с тем и аккумулятором тепла. Диск помещается в корпусе круглой формы из листовой стали. Бывают корпуса чугунные, алюминиевые и из керамики — круглой, квадратной и восьми¬гранной формы. Диск закрепляется на корпусе посредством ме¬таллического кольца. К ножкам корпуса иногда прикрепляют теп-лоизолирующие прокладки. Концы спирали пропущены через диск внутрь плитки и прикреплены гайками к контактным штифтам, рас-положенным на боковой части кор¬пуса. На концах спирали, внутри плитки, должны быть надеты фар¬форовые бусы. Контактные штифты изолированы от корпуса фарфоро¬выми втулками и слюдяными шайба¬ми. На штифты надевают штепсель¬ную колодку соединительного съем¬ного шнура. Большое применение имеют плитки с несъемным шнуром.
Плитки выпускаются открытого и закрытого типа на напряжение 127 и 220 В, мощностью обычно 600— 1000 Вт. К. п. д. (коэффициент по-лезного действия) плитки открытого типа около 50%. Плитки с за¬крытым нагревательным элементом имеют большой к. п. д.
Последовательность операций по разборке плитки следующая. С кор-пуса плитки надо снять металличе¬ское кольцо, затем приподнять диск и отсоединить концы спирали от кон¬тактных штифтов. Снять диск и если необходимо нагревательный элемент спирали. Сборка выполняется в об-ратном порядке. Новую спираль прежде всего необходимо равномер¬но несколько растянуть, затем спи¬раль следует уложить в желоб кера-мического диска в натянутом состоя¬нии. Начинать укладывать спираль следует с ее середины. В таком слу¬чае она ляжет по своим канавкам с равномерным натяжением. Пол¬ностью растянутые концы спирали
пропустить через отверстия диска на внутреннюю сторону, надеть на них фарфоровые бусы и присоединить плотно к кон¬тактным штифтам. Керамический диск вставить в корпус и на¬деть металлическое кольцо.
Можно продлить срок службы слабой спивали соединив ее концы в месте разрыва (перегорания). Для этого перегоревшие концы надо хорошо зачистить, плотно скрутить и место скрутки обернуть кусочком тон¬кой латуни и плотно обжать плоскогуб¬цами, чтобы бал хороший контакт. Можно соединить концы болтом, для чего концы проволоки Оконцевать ко¬лечками и насадить их на болт. Болт должен быть небольшим, диаметром примерно 2 мм, чтобы он мог улечься вместе с новой гайкой в канавку нагре¬вательного элемента. После одной - двух починок спираль следует заменить но¬вой. Если обгорели штифты, их надо заменить новыми.....