Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.2 Diagnostická měření (pracovní listy) Kapitola 4 PL měření a určování odporu Ing. Igor Třaska 1.9.2013
Obsah ÚVOD... 1 BEZPEČNOSTNÍ PŘEDPISY PŘI DIAGNOSTICKÉM MĚŘENÍ... 2 OBSAH ELEKTROTECHNICKÉHO MĚŘICÍHO PANELU... 3 1 PL - MĚŘENÍ A URČOVÁNÍ ODPORU... 4 1.1 URČENÍ ODPORU NEPŘÍMOU METODOU (MĚŘENÍM NAPĚTÍ A PROUDU)... 4 1.2 URČENÍ HODNOTY ODPORŮ PROSTŘEDNICTVÍM BAREVNÝCH KÓDŮ... 6 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 8 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 9 4 SEZNAM OBRÁZKŮ... 10
Úvod Výukový materiál obsahuje pracovní list zaměřený na měření a určování elektrického odporu. Pracovní list obsahuje zadání, schéma zapojení, tabulku pro zápis naměřených hodnot a kontrolní otázky k procvičovanému tématu. Součástí pracovního listu jsou bezpečnostní předpisy při diagnostickém měření, obsah elektrotechnického měřicího panelu a kontrolní otázky k procvičovanému tématu. Výukový materiál je přednostně určen studentům 3. a 4. ročníku vzdělávacího oboru 3941-L/01 Autotronik. Vzdělávací materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů Diagnostická měření, Aplikovaná elektronika a Odborný výcvik. Pracovní list (dále jen PL) provede studenta probíranou tématikou ve formě praktického zapojování, měření a výpočtu, kdy si student sám ověří platnost fyzikálních a elektrotechnických zákonů. Při všech zapojeních se využívá elektrotechnický měřící panel, který v maximální míře napodobňuje činnost reálných komponentů ve vozidle a zároveň umožňuje jejich měření v podmínkách učebny. Pracovní listy pokrývají oblast analogové, digitální a měřící techniky, jejichž znalost je pro vzdělávací obor Autotronik nezbytná. Pro úspěšné zvládnutí měřicích úloh je nezbytná dostatečná teoretická příprava studentů v elektrotechnických odborných předmětech, zejména v předmětu Elektronika a elektrotechnika. 1
Bezpečnostní předpisy při diagnostickém měření Osoba, pracující s elektrickým zařízením a konávající práci na elektrickém zařízení musí dodržovat platné normy a předpisy, a to vše na vlastní zodpovědnost. Bezpečnostní předpisy jsou platné v průběhu celého měření. Osoby pracující s elektrickým zařízením zahrnujeme do třech skupin: Odborník Poučená osoba Nevyučený / laik Během výuky je každá osoba považována za neškolenou (laika). Z bezpečnostního hlediska se od každého vyučujícího očekává, že před praktickým měřením žáky dostatečně teoreticky připraví Elektrotechnický měřící panel. 1. Zařízení pracuje s malým napájecím napětím, proto bezprostřední dotek s připojovacími body nemůže způsobit úraz elektrickým proudem. 2. Žáci mohou používat zařízení jen v přítomnosti vyučujícího. 3. Před zapnutím zařízení se musí pohledem zkontrolovat stav zařízení! Použití zařízení při jakémkoliv mechanickém poškození je přísně ZAKÁZÁNO! 4. Dotek otáčivých součástek může způsobit úraz, proto dotýkat se jich je přísně ZAKÁZÁNO! 5. Během měření používejte jen přiložené měřící kabely. Měřící kabely a přiložené prostředky na jiné účely je přísně ZAKÁZÁNO! Před začátkem měření je třeba zkontrolovat stav měřících kabelů! Použití měřících kabelů s poškozenou izolací je ZAKÁZÁNO! Použití jiných, popř. poškozených měřících kabelů může způsobit úraz, a nebo může vést k poškození přístroje! 6. Aby nedošlo k poškození zařízení, je při měření nezbytné postupovat opatrně! Během měření, je nezbytné dbát pokynů pro měření a z měřícím zařízením pracovat dle návodu na použití. Sestavovat elektrické obvody je možné jen při vypnutém měřícím panelu v beznapěťovém stavu! Před začátkem měření musí vyučující zkontrolovat zapojený obvod! 7. Před výměnou pojistky zařízení odpojte napájecí napětí od zařízení. Poškozené pojistky je možné nahradit jen pojistkami se shodnými vlastnostmi a charakteristikami! 2
Obsah elektrotechnického měřicího panelu Síťový adaptér. 230 V AC / 12V DC (2A) Digitální multimetr (Voltcraft VC120) Spojovací vodiče (15 ks bílý, 8 ks černý, 5 ks červený, 1 pár červený/černý banánek) Permanentní magnet zapuštěný do šroubu M5 Uvedení měřícího panelu do provozu Napájecí napětí měřícího panelu je U = 12-15 V DC (stejnosměrných). Maximální proud je 2A (jištěno přístrojovou pojistkou). Síťový adaptér se připojuje na dvojpólovou svorku nacházející se v pravém horním rohu měřícího panelu. Při zapojení dbejte na správnou polaritu! Správné zapojení signalizuje zelená LED, nesprávné zapojení červená LED. Po správném zapojení naměříme mezi svokou 30(kladná svorka) a svorku 31 (kostra) 12 V DC. Spínač K1, symbolizuje spínací skříňku. Jeho zapnutím se přivede napájecí napětí na svorku 15, přitom zapne i pomocné napájecí napětí (+5V DC, +10V DC). 3
PL - Měření a určování odporu 1 Účelem pracovního listu je naučit se zapojovat elektrický obvod, naučit se určovat a měřit elektrický odpor a ověřit si platnost Ohmova zákona. Zadání: Pomocí multimetru změřte elektrický odpor jednotlivých rezistorů. Pro dosažení co největší přesnosti používejte vždy nejnižší možný měřící rozsah, ale přepínejte rozsah vždy od nejvyššího. Naměřené hodnoty zapište do tabulky: 1.1 Rezistor Měřící body R1 15 24 R2 15 25 R3 15 26 R4 27 31 R5 28 31 Naměřená hodnota Určení odporu nepřímou metodou (měřením napětí a proudu) Obrázek 1. Měření odporu 4
Podle zapojení na obr.1 postupně zapojujte jednotlivé větve obvodu a změřte příslušné hodnoty napětí a proudu! Naměřené hodnoty zapište do tabulky: Rezistor Měřící body Napětí [V] Proud [A] Odpor [Ω] R1 R2 R3 R4 R5 Z naměřených hodnot napětí a proudu VYPOČÍTEJTE hodnoty jednotlivých odporů dle Ohmova zákona a výsledky zapište do tabulky. Zkontrolujte, zda jsou naměřené a vypočítané hodnoty odporů stejné. 5
1.2 Určení hodnoty odporů prostřednictvím barevných kódů Pomocí tabulky barevných kódů určete hodnoty odporů. Obrázek 2. Barevné značení rezistorů barva 1. proužek Černá Hnědá 1 Násobek Tolerance Teplotní 2. proužek 3. proužek 0 0 x 1Ω ± 20% ± 250 10 /K 1 1 x 10 Ω ± 1% ± 100 10 /K součinitel Červená 2 2 2 x 100 Ω Oranžová 3 3 3 x 1 KΩ ± 25 10 /K Žlutá 4 4 4 x 10 KΩ ± 20 10 /K Zelená 5 5 5 x 100 KΩ ± 15 10 /K Modrá 6 6 6 x 1 MΩ ± 10 10 /K Fialová 7 7 7 x 10 MΩ ± 5 10 /K Šedá 8 8 8 x 100 MΩ ± 30% Bíla 9 9 9 Stříbrná x 0,01 Ω ± 10% Zlatá x 0,1 Ω ± 5% ± 2% ± 50 10 /K ± 1 10 /K Vyplňte tabulku zjištěnými hodnotami a porovnejte je s naměřenými hodnotami. Odpor R1 R2 R3 R4 R5 6 Vypočítaná hodnota Naměřená hodnota
Kontrolní otázky: Jak zapojíte ohmmetr do elektrického obvodu? a) Sériově b) Paralelně c) Kaskádovitě Jsou naměřené hodnoty shodné s hodnotami zjištěnými pomocí barevných kódů? Pokud ne zdůvodněte... Co znamená tolerance 20%? Vypočítejte krajní hodnoty rezistoru 220 Ω při toleranci 20%............... 7
Doporučená literatura 2 1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-13-1. 3. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 4. Maťátko, Ján. ELEKTRONIKA, Praha : IDEA SERVIS., 2007. ISBN 978-80-859704-7. 8
3 Použitá literatura a zdroje 1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-13-1. 3. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2. 9
4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1. MĚŘENÍ ODPORU... 4 OBRÁZEK 2. BAREVNÉ ZNAČENÍ REZISTORŮ... 6 10