Cuối buổi học tôi cho các em làm bài kiểm tra để đánh giá mức độ sáng tạo và tiếp thu bài tại lớp : - Vẽ sơ đồ mạch điện gồm 2 cầu chì, 1 ổ cắm và 2 công tắc , trong đó 1 công tắc điều k[r]
Trang 1TỐI ƯU HÓA CÁCH VẼ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN
A ĐẶT VẤN ĐỀ :
I Lời mở đầu:
C«ng NghÖ- kỹ thuật điện là môn học thuộc khoa học tự nhiên Các kiến thức bộ môn tương đối khó, rất khô khan và có liên hệ với nhau Do đó người giáo viên phải có phương pháp giảng dạy đặc trưng của bộ môn để học sinh vừa hiểu được lý thuyết vừa có kỹ năng thực hành Giáo trình của bộ môn còn thiếu thốn, cơ sở vật chất và thiết bị giảng dạy còn nghèo nàn và lạc hậu Mặt khác vì quan niệm không đúng của các bậc phụ huynh, động cơ học tập của đa số học sinh chưa đúng đắn, không quan tâm đến việc học nghề Do đó việc giảng dạy các môn công nghệ nói chung và môn kỹ thuật điện nói riêng gặp rất nhiều khó khăn Tuy nhiên với suy nghĩ “tất cả vì học sinh thân yêu” tôi đã cố gắng học hỏi, tích luỹ các kinh nghiệm
để bài giảng của mình tạo cho các em sự thích thú học tập Tôi nhận thấy rằng phải hiểu bài các em mới thấy hứng thú trong học lý thuyết, từ đó mới sáng tạo trong thực hành
II Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu:
Trong nghề điện, một công việc không thể thiếu là vẽ các sơ đồ mạch điện Học sinh phải đọc và hiểu được nguyên lý làm việc của sơ đồ mạch điện Căn cứ vào sơ
đồ mạch điện để lắp đặt mạng điện, sử dụng, sửa chữa mạng điện và các thiết bị điện
Khi giảng dạy về vấn đề này, trước đây tôi cũng như đa số các giáo viên đều vẽ sẵn các sơ đồ lên giấy, lên bảng để học sinh vẽ vào vë, mỗi em vẽ một cách thường
là sao chép từng nét, miễn sao vẽ xong hình là được Do đó học sinh tiếp thu một cách rất thụ động, không đầu tư suy nghĩ, học xong là quên, giáo viên dạy sơ đồ nào thì vẽ sơ đồ đó, không sáng tạo để vẽ các sơ đồ mạch điện theo yêu cầu Từ
đó, khi thực hành thường không biết nguyên lý làm việc của mạch điện, không dựa theo sơ đồ để lắp đặt mạch điện mà chỉ chờ giáo viên “dắt tay chỉ việc”
Trong nhiều năm giảng dạy nghề điện cho học sinh tôi thấy rằng “vẽ sơ đồ mạch điện” là một trong những vấn đề mấu chốt của chương trình nghề điện Nếu
vẽ được sơ đồ mạch điện, đọc được sơ đồ mạch điện, học sinh sẽ rất hứng thú và có nhiều sáng tạo trong học tập cả về lý thuyết và thực hành Vì vậy tôi luôn trăn trở :
“ Làm thế nào đề học sinh vẽ sơ đồ mạch điện được tối ưu ?”
B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Phương pháp giảng dạy hiện nay là hướng tập trung vào học sinh, học sinh là chủ thể sáng tạo Giáo viên là người tổ chức ra những tình huống có vấn đề, nhằm
Trang 2kích thích óc tò mò và tư duy độc lập của học sinh, do đó mới phát huy được tính tích cực của học sinh trong học tập Khi dạy vẽ sơ đồ mạch điện thì phương pháp này lại càng phát huy được tác dụng
Để đạt được hiệu quả cao trong giảng dạy, tôi luôn vận dụng linh hoạt các phương pháp giảng dạy như: tạo tình huống có vấn đề, trực quan, đàm thoại… Trong từng loại sơ đồ mạch điện cụ thể, tôi đã sử dụng những biện pháp sau :
I Các giải pháp thực hiện :
Cung cấp cho học sinh những kiến thức cần thiết liên quan đến việc vẽ sơ đồ:
Sơ đồ mạch điện là hình vẽ biểu diễn quy ước của mạch điện và hệ thống điện Khi vẽ sơ đồ mạch điện người ta thường sử dụng các ký hiệu quy ước : là những hình vẽ đã được tiêu chuẩn hóa để biểu diễn dây dẫn, thiết bị điện, đồ dùng điện và cách đi dây
1 Các ký hiệu quy ước như trong trong sơ đồ mạch điện
Bảng 1-1
Đây là kiến thức rất quan trọng vì nó là nền tảng để học sinh vẽ sơ đồ, đọc được sơ đồ Trong những ký hiệu này tôi cũng lưu ý những ký hiệu mà học sinh vẽ hay bị sai như: hai dây nối nhau thì không đánh dấu nối, ổ cắm thì không vẽ dây
Trang 3dẫn vào đến chốt dẫn điện, cầu dao thỡ khụng vẽ tay cầm, cầu chỡ khụng vẽ dõy chảy …
2 Học sinh đó được học cỏc khớ cụ điện: biết sử dụng và biết cỏch mắc
chỳng trong mạch điện là: Cầu chỡ phải mắc nối tiếp với phụ tải trờn dõy pha ở đầu đường dõy, cụng tắc mắc nối tiếp với phụ tải sau cầu chỡ, ổ cắm phải mắc song song với nguồn điện Nguồn điện được mắc vào ngàm cầu dao cũn phụ tải mắc vào lưỡi dao
3 Học sinh phải biết được cỏc khỏi niệm về hai loại sơ đồ điện: là sơ đồ
nguyờn lý và sơ đồ lắp đặt
Khi dạy vấn đề này tụi vẽ lờn bảng sơ đồ 1 (nguyờn lý) và sơ đồ 2 (lắp đặt) của cựng một mạch điện Sau đú cho học sinh nhận xột điểm giống và khỏc nhau của chỳng Trong sơ đồ 1 cỏc em dễ thấy đường đi của dũng điện hơn vỡ cỏc dõy nối rất đơn giản, dễ nhỡn Ở sơ đồ 2 cỏc em dễ hỡnh dung ra cỏch lắp đặt mạch điện Cuối cựng tụi rỳt ra khỏi niệm sơ đồ 1 gọi là sơ đồ nguyờn lý, sơ đồ 2 gọi là sơ đồ lắp đặt.
a Sơ đồ nguyờn lý: Là sơ đồ biểu diễn mối quan hệ về điện giữa cỏc phần
tử trong mạch mà khụng thể hiện rừ vị trớ, cỏch sắp xếp của cỏc phần tử đú Sơ đồ nguyờn lý dựng để nghiờn cứu nguyờn lý làm việc của mạch điện
b Sơ đồ lắp đặt : Là bản vẽ thi cụng, cho biết cỏch bố trớ, thứ tự sắp xếp
cỏc phần tử trong mạch điện Sơ đồ lắp đặt dựng để lắp rỏp mạch điện
II Cỏc biện phỏp tổ chức thực hiện
II.1 Hướng dẫn học sinh liờn hệ với thực tế để vẽ sơ đồ mạch điện :
Trong tỡnh hỡnh kinh tế xó hội ở nước ta hiện nay, vấn đề điện khớ húa đó được thực hiện trờn toàn quốc Nhà học sinh nào cũng dựng điện, nờn cỏc mạch điện trong nhà khụng cũn quỏ mới mẻ với cỏc em Từ thực tế đú, tụi hướng dẫn để cỏc
em xõy dựng cỏc sơ đồ mạch điện thụng qua cỏc cõu hỏi gợi mở
D y h c sinh v s đ m ch đi n b ng đi n chớnh nh hỡnh 1 õy là s đ m ch đi n t ng đ i ạ ọ ẽ ơ ồ ạ ệ ả ệ ư Đ ơ ồ ạ ệ ươ ố
ph c t p, n u v hỡnh tr c trờn gi y r i gi ng nguyờn lý làm vi c thỡ cỏc em r t khú h c thu c s đ , khú ứ ạ ế ẽ ướ ấ ồ ả ệ ấ ọ ộ ơ ồ
nh nguyờn lý làm vi c c a m ch đi n Do đú tụi d n dũ cỏc em bu i h c tr c v nhà quan sỏt đ ng dõy ớ ệ ủ ạ ệ ặ ở ổ ọ ướ ề ườ chớnh, t m ng đi n chung vào nhà cỏc em V đó đ c quan sỏt, chu n b t tr c cho cỏc em nờn khi d y v ừ ạ ệ ỉ ượ ẩ ị ừ ướ ạ ẽ
s đ này tụi làm nh sau: ơ ồ ư
Sơ đồ lắp đặt
1/ Cầu chỡ tổng 2/ Cụng tơ điện 3,9,10 Cầu chỡ chớnh
Trang 4Hình 1
Các em đã biết mạng điện trong nhà gồm 2 phần là mạch chính và mạch nhánh Muốn đóng hoặc cắt điện ở toàn bộ ngôi nhà em làm sao? (Dùng cầu dao tổng) Cầu dao tổng được gắn ở đâu? (trên bảng gỗ) Cả lớp nhìn lên bảng, tôi hướng dẫn học sinh vẽ từng phần, vừa vẽ vừa đặt câu hỏi từ thực tế ở nhà các em Tôi dùng phấn màu để phân biệt dây pha và dây trung hòa, bắt đầu vẽ từ 2 dây nguồn ở mạng điện chung Mạng điện dẫn vào nhà đến thiết bị nào đầu tiên? (cầu chì trời) Cầu chì trời gắn ở dây nào? (dây pha) (G/V-Vẽ) Từ nóc nhà vào trong nhà thì dây dẫn nối vào thiết bị nào? (công tơ điện), sau công tơ điện đến thiết bị nào? (cầu dao đóng cắt,) Tôi vẽ cầu dao 1 chiều với nguồn điện nối vào ngàm cầu dao, đường dây chính được nối vào lưỡi dao, trên đường dây chính đặt một số bảng điện nhánh như hình 1 - a Vì cầu dao đóng cắt đã có cầu chì nên tôi không vẽ cầu chì 3 Đó là một bảng điện chính đơn giản và thông dụng nhất mà nhà em nào cũng có
Hình 1 - a Sau đó tôi nêu vấn đề :
1/ Cầu chì tổng 2/ Công tơ điện 11,12/ Bảng điện nhánh
Trang 5Vào giờ cao điểm điện áp nguồn bị giảm xuống ta phải làm sao? (Tăng điện lên nhờ máy biến áp) Làm cách nào để lúc điện mạnh thì mạch chính lấy điện ở mạng điện chung còn lúc điện yếu thì lấy điện qua máy biến áp một cách thuận tiện? (Dùng cầu dao đảo chiều) Tôi cho học sinh quan sát cầu dao đảo rồi hướng dẫn cách vẽ : chỉ cần vẽ thêm ngàm thứ 2 phía dưới lưỡi dao của cầu dao đóng cắt là ta
có cầu dao đảo trên hình Đầu ra của máy biến áp đặt ở ngàm thứ 2 của cầu dao đảo (tôi vẽ ngược từ đầu ra mới đến đầu vào của máy biến áp) Muốn lấy được điện áp ở đầu ra của máy biến áp ta phải đặt điện áp nguồn vào 2 đầu cuộn sơ cấp của máy biến áp Tôi vẽ điện áp đặt trực tiếp vào my biến áp rồi nêu vấn đề : Khi qua giờ cao điểm , điện áp của nguồn trở lại bình thường bằng định mức, ta lại sử dụng điện áp từ mạng điện chung bằng cách đóng cầu dao đảo lên phía trên Như vậy vẫn còn điện vào máy biến áp mặc dù ta không sử dụng, làm cách nào để cắt điện ra khỏi máy biến áp một cách thuận tiện khi ta không sử dụng nữa? (tắt máy biến áp ) Tôi phân tích để các em thấy trong một số trướng hợp khi tắt máy biến áp rồi thì vẫn không an toàn cho người sử dụng vì máy biến áp gia đình có liên hệ trực tiếp về điện giữa đầu vào và đầu ra Đến đây các em biết là phải gắn 1 cầu dao đóng cắt ở đầu vào (tôi xoá bảng để vẽ cầu dao đóng cắt)
Vì cầu dao đảo không có chế tạo thêm cầu chì như ở cầu dao đóng cắt, do đó ta phải gắn thêm cầu chì 3 ở cả đầu vào và cầu chì 9, 10 ở đầu ra của máy biến áp Như vậy mạch bảng điện chính được hoàn thành như hình 1 Vẽ hình trên bảng xong tôi giảng lại nguyên lý làm việc, nêu công dụng của từng thiết bị trên bảng điện và cho các em ghi bài học Sau đó cho các em vẽ hình vào vở với từng bước
vẽ như khi tôi vẽ mẫu trên bảng
Nhờ phát huy được tính tích cực của học sinh nên lớp học rất sinh động, không nặng nề Các em được liên hệ thực tế ở mạng điện nhà mình nên dễ tham gia vào việc vẽ sơ đồ, do đó dễ nhớ cách vẽ sơ đồ dựa trên sự suy nghĩ chứ không sao chép từng nét Từ đó các em giải thích được nguyên lý làm việc của mạch, một số em giỏi có thể thuộc sơ đồ ngay tại lớp
II.2 Hướng dẫn học sinh vẽ từ sơ đồ mạch điện đơn giản đến phức tạp:
Mức độ tư duy của học sinh bao giờ cũng đi từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp, từ cụ thể đến trừu tượng Nếu ta biết cách hướng dẫn các em thì sẽ đạt hiệu quả giảng dạy theo yêu cầu Trong việc học vẽ sơ đồ tôi đã thực hiện biện pháp này để dạy vẽ sơ đồ một số mạch đèn chiếu sáng
Trong phân phối chương trình yêu cầu học sinh vẽ được 2 mạch điện cơ bản là :
- Mạch điện gồm 1 cầu chì, 1 ổ cắm và 1 công tắc điều khiển 1 đèn sợi đốt
- Mạch điện gồm 2 cầu chì, 1 ổ cắm và 2 công tắc điều khiển 2 đèn sợi đốt Nếu chỉ hướng dẫn các em vẽ 2 mạch điện này thì các em khó tiếp thu bài vì phải thụ động tiếp thu liền một mạch điện phức tạp Từ đó, các em khó có thể sáng
Trang 6tạo để vẽ những mạch điện khác theo yêu cầu sử dụng Khi học xong các em rất khó thuộc sơ đồ
Tôi chia mạch điện trên thành các mạch điện từ đơn giản đến phức tạp Hướng dẫn các em vẽ sơ đồ nguyên lý và lắp đặt của mạch điện đơn giản nhất, sau đó nâng dần mức độ phức tạp cho đến mạch điện theo yêu cầu của chương trình Như vậy, các em có thể tự vẽ được sơ đồ mạch điện dưới sự gợi mở của giáo viên Với một mạch điện cụ thể tôi gọi 2 em lên bảng vẽ sơ đồ nguyên lý trước, còn
cả lớp thì vẽ trong giấy nháp Những em lên bảng vẽ đều được điểm thay cho kiểm tra miệng nên cả lớp em nào cũng phải động não để vẽ, không ngồi thụ động nhìn lên bảng chờ đợi Với những sơ đồ đơn giản tôi gọi các em học trung bình và yếu
để động viên và khuyến khích các em tham gia xây dựng bài, những sơ đồ phức tạp hơn tôi cho các em xung phong Sau đó tôi hướng dẫn các em phân tích nguyên lý làm việc của mạch, nêu vấn đề để các em tranh luận, phân biệt được sơ đồ đúng hay sai Từ sơ đồ nguyên lý đúng tôi cho các em vẽ sơ đồ lắp đặt
1 Sơ đồ mạch điện gồm 1 công tắc điều khiển một đèn sợi đốt :
Đây là sơ đồ đơn giản nhất, tôi vẽ mẫu lên bảng sơ đồ nguyên lý như hình 1 -1, phân tích nguyên lý làm việc của mạch điện, sau đó hướng dẫn các em vẽ sơ đồ lắp đặt bằng cách: B trí các ph n t c a m ch tr c sau đó c n c theo s đ nguyên lý đ n i dây ố ầ ử ủ ạ ướ ă ứ ơ ồ ể ố
2 Sơ đồ mạch điện gồm 1 cầu chì, 1 công tắc điều khiển một đèn sợi đốt :
So v i m ch 1 thì m ch đi n này ch khác ch có thêm m t c u chì, đã bi t cách m c c u chì bài ớ ạ ạ ệ ỉ ở ỗ ộ ầ ế ắ ầ ở khí c đi n nên các em đ u v đ c s đ m ch đi n 2 nh hình 2 - 1 và 2 - 2 ụ ệ ề ẽ ượ ơ ồ ạ ệ ư
Sơ đồ lắp đặt
Sơ đồ lắp đặt
Sơ đồ nguyên lý
Trang 7Hình 2 – 1 Hình 2 – 2
3 Sơ đồ mạch điện gồm 1 cầu chì, 1 công tắc điều khiển 2 đèn sợi đốt:
Từ mạch 2 các em vẽ thêm 1 bóng đèn song song với bóng đèn đã có là được sơ đồ nguyên lý của mạch điện 3 Tuy nhiên khi vẽ sơ đồ lắp đặt thì 2 bóng đèn mắc song song đa số các em lại vẽ thành nối tiếp Để khắc phục nhược điểm này tôi cho các em vẽ riêng 2 bóng đèn ở dạng sơ đồ nguyên lý rồi hướng dẫn để các em vẽ 2 bóng đèn song song dưới dạng sơ đồ lắp đặt, như hình 3-1 :
Hình 3 –1
sau đó m c vào m ch đi n nh hình 3-2 và 3-3 ắ ạ ệ ư
4 Sơ đồ mạch điện gồm 1 cầu chì, 1 ổ cắm và 1 công tắc điều khiển một đèn sợi đốt:
M ch đi n này khác m ch đi n 2 ch là có thêm 1 c m Trong 3 m ch trên h c sinh đã ạ ệ ạ ệ ở ỗ ổ ắ ạ ọ
n m v ng cách m c c u chì và công t c M ch này các em h c cách m c c m Tôi cho các em ắ ữ ắ ầ ắ ạ ọ ắ ổ ắ xung phong lên b ng v s đ nguyên lý, đa s các em v c m m c n i ti p v i ph t i nh ả ẽ ơ ồ ố ẽ ổ ắ ắ ố ế ớ ụ ả ư hình 4 -1.
Sơ đồ lắp đặt
Trang 8Hình 4 – 1 Hình 4 - 2
Tôi hướng dẫn các em nghiên cứu nguyên lý làm việc của mạch xem đã đúng chưa: Khi bật công tắc đèn có sáng không ? Các em phát hiện ra điều vô lý là: bật công tắc nhưng đèn không sáng vì mạch bị hở chỗ ổ cắm Lúc này các em sửa lại mạch là mắc ổ cắm mắc song song với nguồn điện nhưng ở 2 trường hợp khác nhau như hình 4-2 và 4-3 Tôi cũng nêu vấn đề để các em tranh luận và đã phát hiện ra sơ đồ 4 -2 sai vì: Nếu cắm đồ dùng điện vào ổ cắm thì đèn cũng sáng mà không cần bật công tắc Đèn có sáng bình thường không ? (Không vì đèn đã bị mắc nối tiếp với đồ dùng điện ở ổ cắm nên điện áp đặt vào đèn không bằng với điện áp định mức trên đèn)
Như vậy chỉ có sơ đồ nguyên lý ở hình 4 – 3 là đảm bảo nguyên lý làm việc của mạch là: Công tắc điều khiển được bóng đèn và ổ cắm có điện, cầu chì bảo vệ cho các phụ tải trong mạch Tôi cho các em vẽ vào vở và căn cứ trên sơ đồ nguyên
lý hướng dẫn các em vẽ sơ đồ lắp đặt nh hình 4 - 4 ư
Hình 4 –3 Hình 4- 4
5 Sơ đồ mạch điện gồm 2 cầu chì, 1ổ cắm và 1 công tắc điều khiển một đèn sợi
đốt:
Để các em suy nghĩ và tự vẽ thì đa số em vẽ như hình 5-3, nhưng cũng có vài
em vẽ như hình 5-1 và 5-2 Tôi cho các em phân tích nguyên lý làm việc của sơ đồ mạch điện 5-1 để tìm ra điều vô lý: Nếu đèn bị chập thì cầu chì 1 đứt, ổ cắm có
Sơ đồ lắp đặt
Trang 9điện không ? (không) Ngược lại nếu ổ cắm có sự cố thì cầu chì 2 đứt, cầu chì 1 cũng bị đứt (nếu 2 cầu chì cùng cỡ dây chảy) làm mạch đèn không có điện, như vậy cầu chì 1 là thừa Ở sơ đồ hình 5–2 cũng vậy Tôi chỉ cần gợi ý: Ở mạch điện 4
vì chỉ có 1 cầu chì nên cầu chì này phải bảo vệ chung cho công tắc và ổ cắm Nếu
có sự cố ở đèn thì cầu chì đứt do đó ổ cắm không có điện và ngược lại Mạch điện này có thêm một cầu chì nữa thì ta phải làm sao để khắc phục nhược điểm trên? (mỗi cầu chì bảo vệ riêng cho từng khí cụ) Từ đó các em chọn được sơ đồ mạch điện như hình 5-3, căn cứ vào sơ đồ nguyên lý các em tự vẽ được sơ đồ lắp đặt như hình 5 – 4
6/ Sơ đồ mạch điện gồm 2 cầu chì, 1ổ cắm và 1công tắc điều khiển 2 đèn sợi đốt:
Mạch điện này đa số các em đều vẽ được như hình 6-1 và hình 6-2 vì tham khảo từ mạch 5-3 và mạch 5-4
Sơ đồ lắp đặt
Trang 10Hình 6 - 1 Hình 6 - 2
7 Sơ đồ mạch điện gồm 2 cầu chì, 1ổ cắm và 2 công tắc điều khiển 2 đèn sợi đốt:
Mạch điện này tổng hợp các kiến thức của các mạch trên, các em có thể vẽ 2 sơ
đồ nguyên lý như hình 7-1 và 7-2 Tôi giải thích thêm để các em thấy rằng sơ đồ 7 –2 thì hợp lý hơn sơ đồ 7-1 vì cầu chì bảo vệ chung cho 2 đèn do công suất của đèn
là tương đương Dựa theo sơ đồ nguyên lý các em tự vẽ được sơ đồ lắp đặt nh ư ở hình 7 - 2
Hình 7 – 1
Sơ đồ lắp đặt
Sơ đồ lắp đặt