Scenariusz lekcji z podstaw elektrotechniki i elektroniki prowadzonej

Scenariusz lekcji z podstaw elektrotechniki i elektroniki prowadzonej

Szkolnictwo zawodowe
Scenariusz lekcji z podstaw elektrotechniki
i elektroniki prowadzonej w klasie I zasadniczej
szkoły zawodowej w zawodzie monter
elektronik
Mariusz Wojciechowski
Zespół Szkół im. prof. J. Groszkowskiego w Mielcu
Temat lekcji: Jak działa akumulator?
Cele operacyjne:
Uczeń potrafi:
− opisać budowę akumulatora;
− scharakteryzować właściwości akumulatorów;
− omówić zasadę działania akumulatora ołowiowego;
− opisać proces ładowania akumulatora;
− posługiwać się areometrem;
− właściwie wykonywać polecenia zawarte w instrukcji;
− rozróżniać odmiany akumulatorów zasadowych.
Standardy osiągnięć:
− charakteryzowanie właściwości akumulatorów;
− rozumienie istoty procesu ładowania i rozładowania akumulatora;
− czytanie ze zrozumieniem;
− sprawna praca na lekcji.
Wskaźniki osiągnięć standardów:
− Czy uczeń rozumie różnicę pomiędzy ogniwem galwanicznym a akumulatorem?
− Czy uczeń potrafi wyjaśnić pojęcia: ładowanie akumulatora, wyładowanie
akumulatora i masa czynna akumulatora?
− Czy uczeń potrafi opisać sposób dołączenia akumulatora do prostownika
podczas ładowania?
101
Mariusz Wojciechowski – Scenariusz lekcji z podstaw elektrotechniki i elektroniki...
−
−
−
−
−
−
Czy uczeń potrafi opisać zjawiska zachodzące w akumulatorze podczas
ładowania i rozładowania?
Czy uczeń potrafi wyjaśnić zastosowane areometru?
Czy uczeń potrafi odpowiedzieć na pytania dotyczące akumulatorów
zawarte w instrukcji do samodzielnej pracy?
Czy uczeń rozumie polecenia nauczyciela i czy pracuje wg tych poleceń?
Czy uczeń przestrzega limitów czasu pracy?
Czy uczeń nie dezorganizuje pracy kolegów?
Metody pracy:
− pogadanka heurystyczna;
− wykład.
Formy pracy:
− zbiorowa;
− indywidualna.
Środki dydaktyczne:
− instrukcja pracy indywidualnej dla ucznia;
− informacje o akumulatorach do wklejenia w zeszycie;
− areometr.
Przebieg lekcji:
I. Część wstępna:
1. Czynności porządkowe.
2. Wprowadzenie do tematu:
a) przypomnienie uczniom właściwości ogniw chemicznych;
b) zwrócenie uwagi uczniów na różne rodzaje chemicznych źródeł
napięcia.
II. Część właściwa:
1. Zapisanie tematu lekcji: Jak działa akumulator?
2. Wprowadzenie pojęć: ładowanie i rozładowanie akumulatora, masa czynna akumulatora.
3. Przedstawienie przez nauczyciela różnych rodzajów akumulatorów i narysowanie na tablicy poglądowego rysunku wyjaśniającego zasadę działania
akumulatora ołowiowego.
4. Prezentacja areometru i wyjaśnienie jego zastosowania.
5. Porównanie akumulatorów kwasowych i zasadowych.
6. Zredagowanie notatki o akumulatorach i zapisanie jej w zeszycie
(załącznik nr 1).
102
CKPiDN w Mielcu – Zeszyty nauczycielskie – Nr 1/2004
7.
Indywidualna praca uczniów polegająca na wykonywaniu poleceń
zawartych w otrzymanej instrukcji (załącznik nr 2).
8. Zebranie przez nauczyciela prac uczniowskich do oceny.
III. Zakończenie lekcji:
1. Podsumowanie: Odpowiedź na pytanie: Jakie zalety i jakie wady mają
poznane akumulatory?
2. Zadanie domowe: Jakich znasz producentów akumulatorów w Polsce?
Załącznik nr 1
Informacje o akumulatorach – propozycja notatki do zapisania w zeszycie:
Akumulator jest ogniwem wtórnym, czyli odwracalnym, w którym można
odnawiać zapas energii elektrycznej.
Gromadzenie energii w akumulatorze nazywa się ładowaniem akumulatora
a proces pobierania prądu z akumulatora nazywa się wyładowaniem akumulatora.
Warstwa elektrod akumulatora ulegająca zmianom chemicznym przy ładowaniu
i wyładowaniu nazywa się masą czynna akumulatora.
Akumulator można po wyładowaniu ponownie doprowadzić do stanu całkowitego naładowania. Proces ładowania i rozładowania akumulatora może być powtarzany wielokrotnie.
Podczas ładowania akumulator jest zasilany z innego źródła napięcia (prostownika), przy czym energia elektryczna jest zamieniana na energię chemiczną. W tej
postaci energia może być magazynowana. Akumulator podłączamy do prostownika
łącząc „+” z „+” i „–„ z „–”.
Podział akumulatorów:
1. Kwasowe (ołowiowe).
2. Zasadowe:
a) żelazowo – niklowe;
b) kadmowo – niklowe.
Rys. Akumulator ołowiowy
103
Mariusz Wojciechowski – Scenariusz lekcji z podstaw elektrotechniki i elektroniki...
I
Elektrodą „–” jest gąbczasty ołów (Pb), elektrodą „+” jest dwutlenek ołowiu
(PbO2), a elektrolitem wodny roztwór kwasu siarkowego (H2SO4 +H2O).
Podczas wyładowania elektroda „–”(Pb) zamienia się w siarczan ołowiu
(PbSO4), a wolne jony wodoru wędrują do elektrody „+” (PbO2) tworząc tu również
siarczan ołowiu (PbSO4) i dodatkowo wodę. Tak więc podczas wyładowywania
akumulatora na obu elektrodach tworzy się siarczan ołowiu, a na skutek tworzenia
się wody, gęstość elektrolitu maleje.
Podczas ładowania akumulatora reakcje są odwrotne – zmniejsza się ilość
cząsteczek wody i gęstość elektrolitu wzrasta. Gęstość tę mierzy się za pomocą
areometru. W stanie naładowanym elektroda ujemna jest szara, a elektroda dodatnia
brunatna.
Ładowanie dobiega końca, gdy masa czynna płyt ulegnie całkowitej przemianie
chemicznej. Wówczas akumulator zaczyna gazować – na płycie „+” pojawiają się
pęcherzyki tlenu a na płycie „–” pęcherzyki wodoru. Jest to zjawisko niekorzystne,
bo wydzielające się w porach masy czynnej pęcherzyki gazów mechanicznie ją
uszkadzają.
Napięcie naładowanego akumulatora ołowiowego wynosi ok. 2V i nie zależy od
wymiarów elektrod.
Akumulatory zasadowe:
W akumulatorach zasadowych elektrolitem jest roztwór wodorotlenku potasu.
W akumulatorze żelazowo – niklowym elektroda „–” jest zbudowana z żelaza,
a elektroda „+” z wodorotlenku niklu.
W akumulatorze kadmowo – niklowym elektroda „–” jest zbudowana z kadmu,
a elektroda „+” również z wodorotlenku niklu.
Akumulatory zasadowe są bardziej odporne na wstrząsy mechaniczne i przeciążenia elektryczne oraz są bardziej trwałe.
Załącznik nr 2
Instrukcja pracy indywidualnej dla ucznia:
1. Uzupełnij zdanie:
Akumulator jest ogniwem ………………………….. czyli odwracalnym,
w który można po ……………………………… ponownie doprowadzić
do stanu całkowitego naładowania.
2. Na poniższym rysunku zaznacz biegunowość elektrod akumulatora:
104
CKPiDN w Mielcu – Zeszyty nauczycielskie – Nr 1/2004
3.
4.
5.
Uzupełnij zdanie:
Akumulatory ……………… są bardziej odporne na wstrząsy mechaniczne
i przeciążenia elektryczne niż akumulatory …………………….
Które stwierdzenie jest prawdziwe? (właściwą odpowiedź zakreśl
kółkiem):
A Podczas ładowania akumulatora energia chemiczna jest zamieniana na
energię elektryczną.
B Masa czynna akumulatora to warstwa elektrod ulegająca zmianom
chemicznym.
C W stanie naładowanym elektroda ujemna jest brunatna, a elektroda
dodatnia szara.
D Gdy akumulator zaczyna gazować należy zwiększyć prąd ładowania.
Podłącz prawidłowo akumulator do prostownika w celu naładowania.
+
+
Bibliografia:
1. Bolkowski S.: Elektrotechnika. WSiP, Warszawa 1993.
2. Masewicz T.: Podstawy elektrotechniki. WSiP, Warszawa 1974.
3. Wlazło S.: Mierzenie jakości pracy szkoły. MarMar, Wrocław 1999.
105