Διευκρινήσεις για τα Στοιχεία Ηλεκτρολογίας

1256/03-10-2007, Γραφείο Σχολικών Συμβούλων Π/κή Δ/νση ΠΕ και ΔΕ Κεντρικής Μακεδονίας

Νικόλαος Θ. Συμεωνίδης, Σχολικός ΣύμβουλοςΠΕ12 Ηλεκτρολόγος

                                                      Στοιχεία Ηλεκτρολογίας  (2Θ+3Ε)

(Β΄ ΕΠΑΛ - Μηχανολογικός Τομέας)

Βιβλία

Για τη θεωρία

α) «Στοιχεία Ηλεκτρολογίας» των Σ. Πάγκαλου, Φ. Δημόπουλου, Χ. Παγιάτη (Α΄Τάξη ΤΕΕ-Μηχανολογικός τομέας) και «Λύσεις» των ασκήσεων.

Για το Εργαστήριο

β) «Ηλεκτρολογικό Εργαστήριο» των Φ. Τοπαλή, Ν. Χαραλαμπάκη, Θ. Χριστοδούλου, (Α΄Τάξη ΤΕΕ-Ηλεκτρολογικός τομέας)

γ) «Τετράδιο εργαστηριακών ασκήσεων για το Εργαστήριο Αυτοματισμού» των Ν.Ζούλη, Π.Καφφετζάκη, Α. Νικολόπουλου, (Β΄Τάξη ΤΕΕ-Ηλεκτρολογικός τομέας)

(Τα βιβλία που ακολουθούν χρησιμοποιούνται ως βοηθήματα. Δεν προβλέπεται η διανομή τους στους μαθητές)

δ) «Συστήματα Αυτοματισμών Α΄ τόμος» των Ν.Ζούλη, Π.Καφφετζάκη, Γ.Σούλτη, (Β΄Τάξη ΤΕΕ-Ηλεκτρολογικός τομέας)

ε) «Εργαστήριο Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων» των Θ.Γεωργάκη, Μ.Κοτζάμπαση,  Ι.Σταθόπουλου, (Β΄Τάξη ΤΕΕ-Ηλεκτρολογικός τομέας)

στ) «Εργαστήριο Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων» των Σ.Αντωνόπουλου, Χ. Ιωάννου,  Ε. Κυρανόπουλου, (2ος Κύκλος ΤΕΕ-Ηλεκτρολογικός τομέας)

ζ) «Ηλεκτρολογία – Αυτοματισμοί. Εργαστηριακός οδηγός» των Κ. Διακουμάκου, Μ. Ιωαννίδου, Ν.Πανταζή, Ι. Παπαδάκη (Β΄Τάξη ΤΕΕ- ειδικότητα Ψυκτικών Εγκαταστάσεων & Κλιματισμού ).

Α. Γενικά:

1.    Το μάθημα στην ουσία είναι το παλαιό μάθημα «Στοιχεία Ηλεκτρολογίας» της Α΄ Τάξης των ΤΕΕ (Μηχανολογικός Τομέας) το οποίο διδασκόταν μόνο ως θεωρία (2ω). Προστέθηκε όμως και εργαστηριακό μέρος (3ω). Οι σκοποί του μαθήματος περιγράφονται στο νέο Αναλυτικό Πρόγραμμα.

2.    Η ιδιαιτερότητα του μαθήματος (μοναδικό ηλεκτρολογικό μάθημα του Τομέα, μεγάλο πλήθος θεμάτων, ανάγκη να συμβαδίζει κατά το δυνατόν η Θεωρία με το Εργαστήριο, κλπ.) επιβάλλει ο εκπαιδευτικός ηλεκτρολόγος που θα αναλάβει το θεωρητικό μέρος να συμμετέχει και στο Εργαστήριο.

3.    Καλό είναι - εφ όσον υπάρχει σχετική δυνατότητα και διαθεσιμότητα του Εργαστηρίου - το θεωρητικό μέρος του μαθήματος να διεξάγεται και αυτό στο χώρο του Εργαστηρίου, όπου θα μπορεί να γίνεται επίδειξη υλικών και συσκευών, απαραίτητη για την υποστήριξη της διδασκαλίας πολλών θεωρητικών ενοτήτων.

4.    Το εργαστηριακό μέρος  του μαθήματος περιλαμβάνει σειρά εργαστηριακών ασκήσεων οι οποίες έχουν επιλεγεί από το πρόγραμμα και των τριών Εργαστηρίων του Ηλεκτρολογικού Τομέα του ΕΠΑΛ (Εργαστήρια: «Ηλεκτροτεχνία Ι», «Ηλεκτρικοί Αυτοματισμοί & Στοιχεία Ηλεκτρονικής» και «Ε.Η.Ε.»).  Κατά συνέπεια, το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος θα πρέπει να διεξάγεται είτε στα αντίστοιχα εργαστήρια του Ηλεκτρολογικού τομέα (ανάλογα με το αντικείμενο) , είτε σε ξεχωριστό Εργαστήριο κατάλληλα εξοπλισμένο, είτε με συνδυασμό των δύο λύσεων, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες του κάθε σχολείου (ύπαρξη ή μη ηλεκτρολογικού τομέα, χωρική κατανομή και διαθεσιμότητα των αιθουσών του ΣΕΚ ή του Σχ. Εργαστηρίου, κ.ά.).

Β. Θεωρία:

Θα διδαχθεί από το βιβλίο (α) με τις εξής παρατηρήσεις:

Τα Κεφάλαια 1 έως 5 του βιβλίου θα διδαχθούν κανονικά.

Το Κεφ. 6 (Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις) θα διδαχθεί συνοπτικά. Τα περιγραφικά στοιχεία που αφορούν αγωγούς, σωλήνες, διακόπτες, ασφάλειες, ρευματοδότες, πίνακες, κλπ. θα αναλυθούν περισσότερο στην αντίστοιχη ενότητα του εργαστηριακού μέρους (βλέπε παρακάτω), όπου προβλέπεται και επίδειξή τους.

Από το Κεφ. 7 (Κίνδυνοι από το ηλεκτρικό ρεύμα) θα παραληφθούν οι παράγρ. 7.4.2 έως το τέλος του Κεφαλαίου.

Το Κεφ. 8 (Ηλεκτρικές μηχανές) θα διδαχθεί συνοπτικά. Περισσότερα στοιχεία θα δοθούν στις ασκήσεις του εργαστηριακού μέρους που αναφέρονται σε ηλεκτρικούς κινητήρες και τους αυτοματισμούς τους.

Το Κεφ. 9  (Αυτοματισμοί) του βιβλίου δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις των σχετικών εργαστηριακών ασκήσεων. Από το Κεφ.9 του βιβλίου (α) σχετικές είναι οι ενότητες 9.3 και 9.4 και από το Κεφ.8  η ενότητα 8.5.  Προτείνεται, δεδομένου ότι η διδακτέα ύλη του μαθήματος είναι εκτεταμένη και είναι δύσκολο να καλυφθεί με διδασκαλία 2ώρες/εβδομάδα, η ενότητα των αυτοματισμών να διδαχθεί τις ώρες των εργαστηριακών  ασκήσεων με φύλλα πληροφοριών. Παρακάτω, στις εργαστηριακές ασκήσεις αυτοματισμών γίνεται παραπομπή σε συγκεκριμένα σχολικά βιβλία για πληροφορίες.

Το Κεφ. 10  δεν θα διδαχθεί.

Γ. Εργαστήριο

Ο διδάσκων, με βάση το Αναλυτικό Πρόγραμμα του μαθήματος, θα πρέπει να κάνει έναν προγραμματισμό των εργαστηριακών ασκήσεων για όλη τη διάρκεια του σχολικού έτους. Επειδή το Α.Π. είναι πολύ εκτεταμένο σε σχέση με το διαθέσιμο χρόνο, θα πρέπει να γίνει μια επιλογή των ασκήσεων. Παράλληλα θα πρέπει να προστεθούν κάποιες πρακτικές ασκήσεις, όπως π.χ. στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, οι οποίες δεν αναφέρονται στο Α.Π.

Με βάση αυτές τις διαπιστώσεις, προτείνεται παρακάτω ενδεικτικό πρόγραμμα ανά τρίωρη διδακτική ενότητα, το οποίο μπορεί να τροποποιηθεί ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες κάθε σχολείου (διαθέσιμος εξοπλισμός, αριθμός μαθητών, κλπ.). Σε κάθε ενότητα σημειώνεται σχετικό πληροφοριακό υλικό (κεφάλαια και ασκήσεις από σχολικά βοηθήματα του τομέα Ηλεκτρολογίας των ΤΕΕ), το οποίο είναι συμβατό με το Α.Π. του μαθήματος, όπου ο διδάσκων μπορεί να αναζητήσει περισσότερες πληροφορίες για τη σύνταξη σημειώσεων και φύλλων έργου που αντιστοιχούν στην ενότητα.

Ενδεικτικό πρόγραμμα εργαστηριακών ασκήσεων.

1^ο τρίωρο.

Γενική παρουσίαση του Εργαστηρίου, κανόνες ασφάλειας, διαδικασία εκτέλεσης των ασκήσεων. Παρουσίαση των οργάνων μέτρησης, των υλικών και των συσκευών. Συμβολισμοί ηλεκτρικών κυκλωμάτων και οργάνων. Κλίμακες οργάνων. Συνοπτική αναφορά στα σφάλματα και στην ακρίβεια των οργάνων.

Πληροφοριακό υλικό:

βιβλίο (β), ασκήσεις 1 έως 3.

2^ο – 3^ο τρίωρο.

Περιγραφή και οδηγίες χρήσης βολτομέτρων, αμπερομέτρων (και αμπεροτσιμπίδας) και πολυμέτρων. Μέτρηση τάσης και έντασης του ρεύματος.

Πληροφοριακό υλικό:

βιβλίο (β), ασκήσεις 5 και 6.

4^ο τρίωρο.

Μέτρηση αντίστασης με βολτόμετρο και αμπερόμετρο. Μέτρηση αντίστασης με ωμόμετρο. Επαλήθευση του νόμου του Ωμ.

Πληροφοριακό υλικό:

βιβλίο (β), ασκήσεις 7 και 8.

5^ο τρίωρο.

Συνδεσμολογία αντιστάσεων σε σειρά. Συνδεσμολογία αντιστάσεων παράλληλα.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (β), ασκήσεις 9 και 10.

6^ο τρίωρο.

Μέτρηση της ισχύος στο συνεχές και εναλλασσόμενο ρεύμα. Υπολογισμός του συνφ (χωρίς χρήση συνημιτόμετρου).

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (β), ασκήσεις 17 και 29.

7^ο – 8^ο – 9^ο τρίωρο

Παρουσίαση βασικού υλικού εσωτερικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων (αγωγοί, σωλήνες, διακόπτες, ασφάλειες, πίνακες). Τυποποίηση υλικών. Διαμόρφωση άκρων αγωγών (βασικές δεξιότητες). Κατασκευή Ε.Η.Ε. με ένα απλό φωτιστικό και ρευματοδότη.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (ε), ασκήσεις 3, 4 και 6.

10^ο τρίωρο.

Άσκηση στους μονοφασικούς μετασχηματιστές. Μέτρηση τάσης στο πρωτεύον και δευτερεύον. Έλεγχος της συνέχειας των τυλιγμάτων. Μέτρηση της αντίστασης των τυλιγμάτων με ωμόμετρο. Μέτρηση της αντίστασης μόνωσης με μέγγερ.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (στ), θέμα 7.

§  βιβλίο (ζ), άσκηση 3.10.

11^ο – 12^ο τρίωρο.

Παρουσίαση τριφασικών κινητήρων. Αναγνώριση ακροδεκτών. Συνδεσμολογία αστέρα και τριγώνου. Αποσυναρμολόγηση ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα (επίδειξη). Έλεγχος της συνέχειας των τυλιγμάτων. Μέτρηση της μόνωσης με μέγγερ

Παρουσίαση μονοφασικών κινητήρων. Κύριο και βοηθητικό τύλιγμα. Αναγνώριση ακροδεκτών. Έλεγχος της συνέχειας των τυλιγμάτων. Αναγνώριση – χαρακτηριστικά πυκνωτών λειτουργίας και εκκίνησης. Έλεγχος των πυκνωτών με ωμόμετρο (για βραχυκύκλωμα και διαρροή προς γη).

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (στ), θέματα 4, 5 και 6

§  βιβλίο (ζ), άσκηση 3.1

13^ο - 14^ο τρίωρο

Παρουσίαση, αρχή λειτουργίας, σύμβολα και τεχνικά χαρακτηριστικά  των υλικών αυτοματισμού: ηλεκτρονόμοι, θερμικά, μπουτόνς, λυχνίες ένδειξης.

Εκκίνηση ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα με αυτόματο διακόπτη.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (δ), κεφ.1 (ενότητα1.3), κεφ. 3 ( βασικά στοιχεία από τις ενότητες 3.1.2, 3.1.3, 3.1.6, 3.2.3), κεφ.4  (βασικά στοιχεία από την ενότητα  4.1.2 και ολόκληρη η ενότητα 4.2).

§  βιβλίο (α), σελίδες 311-315, 281-284

§  βιβλίο (γ), άσκηση 15

15^ο – 16^ο τρίωρο

Εκκίνηση μονοφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα με αυτόματο διακόπτη.

Σύνδεση και έλεγχος των ρελέ έντασης και ρελέ τάσης σε ηλεκτροκινητήρες συμπιεστών ψυκτικών εγκαταστάσεων.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (δ), κεφ. 4 ( ενότητα 4.3 )

§  βιβλίο (ζ), επιλογή - σύνθεση από τις ασκήσεις 3.2 έως 3.7.

17^ο – 18^ο τρίωρο

Αυτόματη αλλαγή φοράς περιστροφής τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (δ), κεφ. 5 ( ενότητα 5.1, σελίδες 154 -159 )

§  βιβλίο (γ), άσκηση 16.

19^ο τρίωρο

Επίδειξη, μελέτη και έλεγχος της λειτουργίας διαφόρων τύπων θερμοστατών (διμεταλλικοί, ψύξης, θέρμανσης), χωρίς αυτοί να είναι συνδεδεμένοι στα πραγματικά κυκλώματα ψύξης ή θέρμανσης.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (ζ), άσκηση 2.1 και 2.2

20^ο τρίωρο

Επίδειξη και τεχνικά χαρακτηριστικά τερματικών διακοπτών.

Επίδειξη, τρόπος λειτουργίας και  τεχνικά χαρακτηριστικά φωτοκυττάρων.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (δ), κεφ. 5 (ενότητες 5.4, 5.6.2, βασικά στοιχεία των 5.6.3 και 5.6.4)

21^ο – 22^ο  τρίωρο

Χρονική λειτουργία καθυστέρησης στην ενεργοποίηση (delay on). Αυτόματος διακόπτης τριφασικού ηλεκτρικού κινητήρα με καθυστέρηση στην εκκίνηση.

Πληροφοριακό υλικό:

§  βιβλίο (δ), κεφ.6 (ενότητες 6.1.5, 6.1.6, 6.1.7)

§  βιβλίο (γ), άσκηση 20.