Цель анкетирования и особенности его проведения. Разница между опытом и экспериментом

Научный прогресс на 99% обязан любознательности человека и на 1% — случайности. Опыт и эксперимент являются основными методами исследования, благодаря которым учёные находят ответы на самые трудные вопросы. И хотя в литературе данные понятия отождествляются, мы попробуем разобраться, есть ли между ними разница и насколько она существенна.

Определение

Опыт – основной метод исследования, научный процесс, целенаправленное действие, при успешной реализации которого подтверждается или опровергается гипотеза. Для реализации задач может использоваться специальное оборудование, при этом опытное пространство всегда ограничено.

Эксперимент – метод исследования, осуществляемый в управляемых условиях для подтверждения гипотезы. Экспериментатор активно взаимодействует с объектом и направляет его, что отличает данный процесс от наблюдения.

Сравнение

Таким образом, различия между указанными категориями действительно незначительны. Эксперимент проводится впервые, он призван подтвердить гипотезу, а опыт выполняется с заранее определённым результатом. И тот, и другой процесс протекает в управляемых условиях, при активном взаимодействии с объектом исследования.

Эксперимент преследует определённую цель, которая является для учёного основной. Это способ проверки идей, подтверждение гипотезы, уже возникшей в представлении исследователя. Опыт может выполняться без какой-то конкретной цели, а спонтанно, и перед учёным – «вилка» возможных исходов.

Впрочем, обозначенная нами разница не является существенной, и данные категории вполне могут использоваться в качестве синонимов. Ведь их главная цель – активное участие в процессе, не простое наблюдение, а взаимодействие с объектом, его направление в определённое русло.

Выводы сайт

1. Последовательность. Эксперимент призван подтвердить гипотезу, а опыт – закрепить её на практике.
2. Множественность. Единичное исследование, как правило, называют экспериментом, множественное – опытом.
3. Цели. При проведении эксперимента перед учёным уже возникла определённая цель, опыт может осуществляться спонтанно, наугад.

О́пыт

сущ. , м. , употр. часто

Морфология: (нет) чего? о́пыта , чему? о́пыту , (вижу) что? о́пыт , чем? о́пытом , о чём? об о́пыте ; мн. что? о́пыты , (нет) чего? о́пытов , чему? о́пытам , (вижу) что? о́пыты , чем? о́пытами , о чём? об о́пытах

1. Опыт - это знания, навыки и умения, которые человек или какое-либо сообщество людей приобрели в процессе жизни, практической деятельности в той или иной области.

Опыт работы. | Положительный, отрицательный опыт. | Приобретать, передавать опыт. | Делиться опытом. | Изучать, использовать чужой опыт. | Обмен опытом. | Полагаться на чей-либо опыт. | Учиться на опыте старших. | Убедиться в чём-либо на собственном опыте. | У подростка ещё нет опыта самостоятельной жизни. | За плечами директора - солидный опыт работы на родном предприятии.

2. Опытом вы называете знание жизни, основанное на том, что вы пережили и испытали.

Громадный личный опыт. | Житейский опыт. | Умудренные опытом люди. | Наученный горьким опытом.

3. В философии опытом называют совокупность чувственных восприятий, которые человек приобретает в процессе взаимодействия с внешним миром и которые составляют источник и основу его знаний об этом мире.

Опыт является источником всякого знания.

4. В науке опытом называют воспроизведение какого-либо явления или наблюдение нового явления в определённых условиях с целью их изучения и исследования.

Провести, поставить, проделать опыт. | Оригинальный, смелый, интересный опыт. | Удачный, неудачный опыт. | Лабораторные опыты. | Физические, химические, животноводческие опыты. | Каковы результаты опыта? | Опыты на животных и людях. | Первые успешные опыты по исправлению зрения с помощью лазера были проведены в начале 1980-х.

Эксперимент

5. Опыт - это ваша попытка сделать что-либо, пробное осуществление чего-либо.

Литературные, стихотворные опыты. | Ранние опыты молодого драматурга. | Опыты живописца в области книжной графики.

о́пытный прил.

Толковый словарь русского языка Дмитриева . Д. В. Дмитриев. 2003 .

Смотреть что такое "опыт" в других словарях:

опыт - опыт, а … Русский орфографический словарь

Основанное на практике чувств. эмпирич. познание действительности; в широком смысле единство умений и знаний. В истории философии широкое распространение получили воззрения эмпиризма и сенсуализма, согласно которым чувств. данные являются … Философская энциклопедия

Источник нашей мудрости наш опыт. Источник нашего опыта наша глупость. Саша Гитри Опыт есть совокупность наших разочарований. Поль Оже Опыт это утраченные иллюзии, а не обретенная мудрость. Жозеф Ру Учение это изучение правил; опыт изучение… … Сводная энциклопедия афоризмов

ОПЫТ, опыта, муж. 1. мн. редк.. Совокупность практически усвоенных знаний, уменья, навыков. «Для того, чтобы правильно руководить, необходимо опыт руководителей дополнить опытом партийной массы, оптом рабочего класса, опытом трудящихся, опытом… … Толковый словарь Ушакова

Попытка, эксперимент. Проба пера. Первый дебют. См. испытание.. наученный опытом, умудренный опытом... . Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. опыт испытание, проба,… … Словарь синонимов

Опыт - Опыт ♦ Expérience Способ постижения реальной действительности; все, что поступает к нам извне (внешний опыт) и даже изнутри (внутренний опыт) при условии, что в результате мы узнаем что то новое. Противостоит разуму, но одновременно… … Философский словарь Спонвиля

Эмпирическое познание действительности; единство знаний и умений. Опыт выступает как результат взаимодействия человека и мира и передается от поколения к поколению … Большой Энциклопедический словарь

опыт - ОПЫТ, эксперимент ОПЫТНЫЙ, пробный, экспериментальный … Словарь-тезаурус синонимов русской речи

опыт - способ познания действительности, основанный на его непосредственном, чувственном практическом освоении. О. служит важным источником информации как о внешнем объективном мире, так и о психической жизни субъекта. В психологии понятие об О.… … Большая психологическая энциклопедия

ОПЫТ, чувственно эмпирическое познание действительности; единство знаний и умений … Современная энциклопедия

L) философская категория, фиксирующая целостность и универсальность человеческой деятельности как единства знания, навыка, чувства, воли. Характеризует механизм социального, исторического, культурного наследования; 2) гносеологическая категория … История Философии: Энциклопедия

Книги

• Опыт истории Евразии. Звенья русской культуры , Г. В. Вернадский. Впервые в России публикуются две основополагающие книги крупнейшего историка русского зарубежья Г. В. Вернадского: "Опыт истории Евразии" и "Звенья русской культуры" . В них показано, что в…

Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы. Ознакомление с принципом работы, характеристиками и методами исследования однофазных трансформаторов.

Домашнее задание

Поясните назначение трансформатора.

Объясните устройство и принцип действия однофазного трансформатора.

Как и с какой целью проводится опыт холостого хода трансформатора?

Как и с какой целью проводится опыт короткого замыкания трансформатора?

Запишите полую систему уравнений трансформатора.

Дайте понятие электрической схемы замещения трансформатора, какие физические процессы, связанные с преобразованием электрической энергии в другие виды, учитывают ее элементы?

Краткие теоретические сведения

Трансформатор - статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Трансформатор состоит из стального сердечника, собранного из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга с целью снижения потерь мощности на гистерезис и вихревые токи.

На сердечнике однофазного трансформатора (рис. 1) в простейшем случае расположены две обмотки, выполненные из изолированного провода, содержащие различное число витков: первичная обмотка содержит витков, а вторичная обмотка -
витков.

К первичной обмотке подводится питающее напряжение . С вторичной его обмотки снимается напряжение
, которое подводится к потребителю электрической энергии.

Отношение напряжения
вторичной обмотки напряжения к напряжению
первичной обмотки называют коэффициентом трансформации по напряжению:

.

Отношение тока вторичной обмотки к токупервичной обмотки называют коэффициентом трансформации по току

.

Коэффициент передачи есть обратная величина коэффициенту трансформации, то есть коэффициент передачи по напряжению равен
, а коэффициент передачи по току
.

Во многих случаях трансформатор имеет не одну, а две или несколько вторичных обмоток, к каждой из которых подключается свой потребитель электроэнергии. Переменный ток, проходя по виткам первичной обмотки трансформатора, возбуждает в сердечнике магнитопровода переменный магнитный поток
. Изменяясь во времени по синусоидальному закону
, этот поток пронизывает витки как первичной, так и вторичной обмоток трансформатора. При этом в соответствии с законом электромагнитной индукции в обмотках будет наводиться ЭДС, мгновенные значения будут изменяться по синусоидальному закону:

,

где
и
- амплитудные значения ЭДС соответственно в первичной и вторичной обмотке.

Действующие значения ЭДС, наводимых соответственно в первичной и вторичной обмотке трансформатора, определяются по формулам:

,

Напряжение, подводимое в режиме холостого хода к трансформатору, в соответствии со вторым законом Кирхгофа для первичной обмотки, может быть представлено как сумма:

где =
- ток холостого хода трансформатора,
- комплексное сопротивление первичной обмотки, - ее активное сопротивление;
- ее индуктивное сопротивление, обусловленное потоками рассеяния
.

Ток во вторичной обмотке нагруженного трансформатора согласно закону Ома определяется выражением

В нагрузочном режиме трансформатора можно выделить три магнитных потока (рис.1): основной поток , сцепленный с витками первичной и вторичной обмоток, поток
рассеяния первичной обмотки и поток
рассеяния вторичной обмотки. ЭДС, индуктируемые в обмотках потоками
и
рассеяния, учитываются обычно при помощи соответственно индуктивных сопротивлений
и
рассеяния первичной и вторичной обмоток. Потоки
и
рассеяния обмоток пропорциональны соответ-ствующим токам в обмотках и совпадают с ними в фазе. Эти потоки рассеяния индуктируют в обмотках ЭДС
и
, отстающие по фазе от магнитных потоков, а следовательно, и токов и на угол .

ЭДС от магнитных потоков рассеяния уравновешиваются составляющими напряжения:

и
,

где
и
– комплексные сопротивления рассеяния обмоток;
и
– индуктивности рассеяния первичной и вторичной обмоток;
,
– потокосцепления рассеяния первичной и вторичной обмоток;
– угловая частота переменного тока. Составляющие напряжения
и
опережают токи и на угол .

В соответствии со вторым законом Кирхгофа для первичной и вторичной обмоток нагруженного трансформатора можно записать уравнения электрического состояния

,

,

где - ток первичной обмотки нагруженного трансформатора;

- комплексное полное сопротивление вторичной обмотки;

– активное сопротивление вторичной обмотки;

– индуктивное сопротивление вторичной обмотки, обусловленное потоками рассеяния
.

Падения напряжений
и
в обмотках трансформатора обычно не превышают 4-10 % от напряженийи
, поэтому можно считать, что в режиме нагрузки трансформатора сохраняются равенства
и
. Если напряжение на первичной обмотке
, то амплитуда магнитного потока будет постояннойпределах от холостого хода до номинальной нагрузки трансформатора, то есть

В режиме нагрузки выполняется уравнение равновесия намагничивающих сил обмоток трансформатора:

.

Исследование работы трансформатора при нагрузке удобно проводить на основе векторных диаграмм, построенных для приведенного трансформатора, заменяющего реальный трансформатор, у которого параметры вторичной обмотки приведены к числу витков первичной обмотки. В соответствии с этим приведенный трансформатор должен иметь коэффициент трансформации, равный единице
. В процессе определения параметров вторичной обмотки приведенного трансформатора все параметры первичной обмотки остаются неизменными. При замене реального трансформатора приведенным трансформатором активные, реактивные и полные мощности, а также коэффициент мощности вторичной обмотки трансформатора должны оставаться постоянными. Исходя из этого, расчетные соотношения для приведенного трансформатора имеют вид:

Через приведенные параметры трансформатора уравнение электрического равновесия вторичной обмотки имеет вид:

Из уравнения намагничивающих сил обмоток для приведенного трансформатора можно записать

.

Также как для катушки со стальным сердечником ЭДС , равную
, можно заменить векторной суммой активного и реактивного индуктивного падений напряжения

,

где
=
- активное сопротивление, обусловленное магнитными потерями мощности в магнитопроводе трансформатора в режиме холостого хода;
- индуктивное сопротивление, обусловленное основным магнитным потоком
трансформатора.

По уравнениям приведенного трансформатора можно составить схему замещения трансформатора (рис. 2) и построить векторную диаграмму. Векторная диаграмма трансформатора для случая активно-индуктивной нагрузки приведена на рис. 3.

Рис. 2 Рис. 3

При опыте холостого хода к первичной обмотке трансформатора подводится напряжение, равное номинальному его значению
. Вторичная обмотка трансформатора при этом разомкнута, так как в цепи ее отсутствует нагрузка. В результате этого ток во вторичной обмотке оказывается равным нулю, в то время как в цепи первичной обмотки трансформатора будет ток холостого хода
, значение которого невелико и составляет 4-10 % от номинального значения тока в первичной обмотке. При таком токе потерями в обмотках можно пренебречь и считать, что все потери трансформаторе являются магнитными потерями
в магнитопроводе, обусловленные действием вихревых токов и гистерезиса (перемагничивание стали).

Качественные рабочие характеристики трансформатора в нагрузочном режиме приведены на рис. 4.

Опыт короткого замыкания трансформатора проводится в процессе исследований трансформатора для определения электрических потерь мощности в проводах обмоток и параметров упрощенной схемы замещения трансформатора. Этот опыт проводится при пониженном напряжении на первичной обмотке, так чтобы при замкнутой накоротко вторичной обмотке ток во вторичной обмотке соответствовал номинальному значению
. При опыте короткого замыкания напряжение, подводимое к первичной обмотке, мало и равно. Отсюда следует, что магнитный поток
и магнитная индукция
трансформатора будут также малы. Как известно, магнитные потери в магнитопроводе пропорциональны квадрату магнитной индукции, поэтому в опыте короткого замыкания трансформатора ими можно пренебречь.

Рабочее задание

Ознакомиться с приборами, аппаратами и оборудованием съемной панели (рис. 5) лабораторного стенда, используемого для испытания однофазного трансформатора, и занести в таблицу 1 номинальные технические данные исследуемого трансформатора.

Таблица 1

Таблица 2

Для измерения потерь и тока холостого хода трансформатора проводят опыт холостого хода. Измерение потерь х.х. позволяет про­верить состояние магнитопровода. При его повреждении (нарушена изоляция между листами) потери х.х. увеличиваются. Резкое увеличе­ние тока х.х. и потерь х.х. являются показателем наличия замыкания между витками одной из обмоток, местного нагрева и повреждения обмоток.

Опыт х.х. проводится после испытания электрической прочности изо­ляции. Это делается с той целью, чтобы обнаружить возможные дефекты после данного испытания.

При опыте х.х к обмотке низкого напряжения НН при разомкну­той обмотке ВН подводят номинальное напряжение.

ВНИМАНИЕ ! На трансформаторе с выводов ВН необходимо снять концы кабеля. Для снятия характеристики х.х. не­обходимо собрать схему, показанную на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4- Схема для снятия характеристики холостого хода: 1- индукционный регулятор; 2 -ком­плект приборов K-50 или К-505; 3 - испытуемый трансформатор.

Подавая на обмотку НН напряжение в пределах от 0,5 до 1,1 U н, снять замеры величин напряжения, тока и потерь для каждой фазы. U а измерять комплектом К-505, Измерительный комплект К-505 измеряет фаз­ное напряжение, фазный ток и мощность фазы,a U ав, U вс, U ас вольтметром РV. Данные измерений занести в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 Опыт холостого хода

По данным измерений определяют расчетные величины U хх, Р хх, I xx

, (3.3)

где U ав, U вс, U са - линейные напряжения на низкой стороне трансформатора.

, (3.4)

где I a , I в, I с – фазные токи.

, (3.5)

где - номинальное значение тока той обмотки, к которой подводится напряжение.

Для трехфазного трансформатора

, (3.7)

где Р ст. - потери в стали;

R ф - фазное сопротивление обмотки постоянному току.

Мощность Р хх почти целиком расходуется на покрытие потерь в стали сердечника трансформатора Р ст , так как при х.х. потери в обмотках ничтожно малы по сравнению с потерями в стали, то можно принять Р ст » Р хх .

На основании измерений необходимо построить характеристики х.х. трансформатора I хх, P xx =f(U xx) . Для вновь вводимых в эксплуатацию трансформаторов значения Р хх не должны отличаться от заводских данных более, чем на 10% (Р хх = 340 Вт для трансформатора TM-63/10).

7 Опыт короткого замыкания.

Для измерения потерь и напряжения короткого замыкания проводят опыт короткого замыкания (к.з.). При опыте к.з. проверяют правильность соединения обмоток трансформатора и состояние контактных соединений.

Опыт к.з. проводится для трансформатора на номинальной ступеню регулирования напряжения по схеме, по­казанной на рисунке 3.5.

Плавно поднимая напряжение, устанавливают в обмотке НН пони­женный по сравнению с номинальным ток в пределах 20 % I н, т.е. I к =20 А.

ВНИМАНИЕ! Измерения производить как можно быстрее во избежание нагрева обмоток.

Таблица 3.7- Опыт короткого замыкания

По данным измерений определяют расчетные величины и приводят значения напряжения и потерь к действительному напряжению к.з. по формулам:

, (3.9)

где I A , I B , I C – фазные токи при опыте.

, (3.10)

где U AB , U BC , U AC - линейные напряжения на высокой стороне трансформатора, измеренные при опыте.

, (3.11)

где Р а, Р в, Р с - фазные мощности измеренные при опыте к.з.

, (3.12)

где U К % - напряжение короткого замыкания в процентах от номинального;

U Н - номинальное значение той обмотки, к которой подводится напряжение.

I Н - номинальное значение тока той обмотки, к которой подводится напряжение.

Мощность, подведенная к трансформатору в режиме короткого замыкания при номинальном напряжении:

, (3.13)

Согласно каталожных данных Р КН =1290 Вт для трансформатора TM-63/10. Потери короткого замыкания трансформаторов состоят из суммы потерь в обмотках åI 2 R, (R – активное сопротивление фазы обмотки трансформатора) и добавочных потерь Р доб. от про­хождения магнитных потоков рассеяния через стенки бака, металличе­ские детали крепления магнитопровода и проводники самих обмоток, а также потерь в магнитопроводе от намагничивания. Потерями от намагничивания пренебрегают ввиду их малой величины (менее со­тых долей процента). Тогда Р доб. = Р к - åI 2 R .

Полученные результаты расчетов следует привести к номинальной температуре обмотки 75° С (согласно ГОСТ II677-65) по форму­лам:

, (3.14)

где t изм - температура, при которой проводился опыт, 0 С;

Р н - номинальная мощность трансформатора (при соsj=1, Р н =соsj ×S=63 кВт).

, Вт; (3.15)

На основании измерений необходимо построить характеристики короткого замыкания. I k , P k =f(U k).

8 При измерении сопротивления обмоток трансформатора постоян­ному току могут выявиться следующие характерные дефекты:

а) недоброкачественная пайка и плохие контакты в обмотке и в присоединении вводов;

б) обрыв одного или нескольких параллельных проводников.

Измерение активного сопротивления обмоток в данном случае производится мостовым методом или методом амперметра и вольтметра. Измерение производится на всех ответвлениях и на всех фазах. Данные измерения следует занести в таблицу 3.8.

Таблица 3.8- Сопротивления обмоток трансформатора постоянному току

После проведения всех измерений составляется сводная таблица 3.9 результатов испытаний и дается заключение о техниче­ском состоянии трансформатора и пригодности его к эксплуатации.

Таблица 3.9- Сводная таблица результатов испытаний, приведенных к нормальным условиям (75° С)

Примечание:

Заключение:

Содержание отчета. В отчете привести цель работы, записать паспортные данные трансформатора, дать краткое описание контрольных испытаний трансформаторов, вычертить схемы для испытаний и измерений, представить таблицы с опытными и расчет­ными данными и дать их анализ, вычертить характеристики х.х., харак­теристики короткого замыкания, сделать заключение о пригодности трансформатора к эксплуатации.

Контрольные вопросы.

1 С какой целью проводится заземление обмоток трансформатора пе­ред началом измерения сопротивления изоляции?

2 Назовите основные характеристики изоляции трансформатора.

3 К каким последствиям приводит уменьшение сопротивления изоляции обмотки трансформатора?

4 Как изменяется коэффициент абсорбции в зависимости от степени увлажнения изоляции и чем это объясняется?

5 Как измерить сопротивление изоляции обмоток силовых двухобмо­точных трансформаторов?

6 С какой целью измеряется коэффициент трансформации трансформа­тора?

7 Какие методы проверки группы соединения обмоток трансформаторов исполь­зуются на практике? Почему метод двух вольтметров является наи­более распространенным?

8 При измерении коэффициента трансформации получены следующие дан­ные: К ав =25, К вс =25, К ас =30 .Определить неисправность в трансфор­маторе.

9 Как и с какой целью проводится испытание электрической прочности главной изоляции обмоток трансформатора?

10 С какой целью измеряют сопротивление обмоток трансформатора постоянному току и какими методами?

11 С какой целью проводится опыт холостого хода и почему он прово­дится после испытания электрической прочности изоляции?

12 С какой целью и как проводится опыт короткого замыкания?

13 Какие параметры трансформатора определяются из опытов холосто­го хода и короткого замыкания?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ДЕФЕКТАЦИЯ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ И ФАЗНЫМ РОТОРОМ

ПРИ РЕМОНТЕ

Цель работы: изучить основные неисправности асинхронных элек­тродвигателей и причины их возникновения, освоить методику обна­ружения неисправностей асинхронных электродвигателей.

Программа работы.

1 Провести внешний осмотр электродвигателя и записать паспорт­ные данные.

2 Провести дефектацию электродвигателя до разборки:

Измерить сопротивление обмоток постоянному току;

Измерить сопротивление изоляции обмоток статора относительно корпуса и относительно друг друга;

Проверить вращение ротора и отсутствие видимых повреждений, препятствующих дальнейшему проведению испытаний и проверок.

3 Разобрать электродвигатель.

4 Провести дефектацию электродвигателя в разобранном виде:

Проверить состояние механических деталей и узлов электродвигателя;

Измерить величину воздушного зазора между статором и ротором;

Проверить отсутствие короткозамкнутых витков (витковое замы­кание), обрыв в обмотке;

Определить места повреждения обмоток статора;

Определить, записать обмоточные данные и вычертить схему об­мотки;

Проверить состояние активной стали статора;

Проверить беличью клетку ротора на отсутствие обрывов в стержнях и кольцах.

Если имеется электродвигатель с фазным ротором, то дефектацию обмотки ротора проводят аналогично дефектации обмотки статора. Дополни­тельно проводят испытание прочности изоляции контактных колец и проверяют состояние активной стали ротора;

Все обнаруженные неисправности механических деталей, обмоток ротора и статора, данные электродвигателя занести в дефектовочную ведомость или технологическую карту ремонта.

1 Асинхронные электродвигатели, поступившие в ремонт, тщатель­но осматривают, а при необходимости испытывают и разбирают с це­лью полного выявления причин, характера и масштабов повреждения. Осмотр электродвигателя, ознакомление с объемом и характером пре­дыдущих ремонтов и эксплуатационными журналами, а также проведе­ние испытаний позволяют оценить состояние всех сборочных единиц и деталей электродвигателя и определить объемы и сроки ремонта, составить техническую документацию по ремонту.

Электродвигатели повреждаются чаще всего из-за недопустимо длительной работы без ремонта, плохого эксплуатационного обслужи­вания или нарушения режима работы, на который они рассчитаны.

Повреждения бывают механические и электриче­ские.

К механическим повреждениям относят: выплавку баббита в под­шипниках скольжения, разрушение сепаратора, кольца, шарика или ролика в подшипниках качения; деформацию или поломку вала ротора; ослабление крепления сердечника статора к станине, разрыв или сползание проволочных бандажей роторов; ослабление прессовки сер­дечника ротора и другие.

Электрическими повреждениями являются: обрыв проводников в обмотке, замыкание между витками обмотки, нарушение контактов и разрушение соединений, выполненных пайкой или сваркой, пробой изоляции на кор­пус, недопустимое снижение сопротивления изоляции вслед­ствие ее старения, разрушения или увлажнения и др.

Краткий перечень наиболее распространенных неисправностей и возможных причин их возникновения в асинхронных машинах приведен в таблице 4.1.

Неисправности и повреждения электрических двигателей не всегда удается обнаружить путем внешнего осмотра, так как некоторые из них (витковые замыкания в обмотках статоров, пробой изоляции на корпус, нарушение пайки в обмотках и др.) носят скрытый характер и могут быть определены только после соответствующих испытаний и измерений.

Таблица 4.1- Неисправности асинхронных машин и возможные причины их возникновения

2 Дефектация электродвигателя до разборки.

В число предремонтных операций по выявлению неисправностей электрических двигателей входят: измерение сопротивления изоляции обмоток, проверка целостности обмоток, испытание элек­трической прочности изоляции, проверка на холостом ходу подшипников, величины осевого разбега ротора, определение состояния крепежных деталей, отсутствие повреждений (трещин, сколов) у отдельных деталей электродвигателя:

а) измерение сопротивления обмоток постоянному току произво­дится с целью проверки отсутствия разрывов в обмотке, например из-за нарушения целостности мест соединений в результате некаче­ственной пайки. Измерение сопротивления производится с помощью моста постоянного тока УМВ, Р353 и другими с классом точности не ниже 0,5. Измеренные сопротивления обмоток не должны отличаться друг от друга более, чем на 2%;

б ) измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя осуществляется согласно методики, изложенной в общих указаниях (стр. 8-9).

в) ротор электродвигателя поворачивают для проверки его сво­бодного вращения и наличия выбега. Для малых машин эту операцию осуществляют вручную. Такая проверка обязательна перед первым пуском машины или после длительной ее стоянки в условиях, когда в машину могли попасть посторонние предметы

3 Разборку электродвигателя производят с помощью слесарных инструментов.

4. Дефектацию электродвигателя в разобранном виде осуществляют в следующем порядке:

4.1 Определяют состояние механических деталей и отдельных узлов внешним осмотром.

4.2 Проверяют величину воздушного зазора набором щупов не ме­нее чем в четырех точках, поворачивая ротор по часовой стрелке на угол 90°. Среднеарифметическое значение результатов измерений сравнивают с допустимыми значениями (таблица 4.2). Отклонение не должно превышать ±10%.

Таблица 4.2- Нормальные значения воздушных зазоров

асинхронных двигателей

4.3 Определяют повреждения изоляции в электродвигателе, которые приводят к коротким замыканиям.

В зависимости от вида повреждений изоляции возможны следующие замыкания:

Между витками одной катушки в пазу или лобовых частях (витковое замыкание) при повреждении межвитковой изоляции;

Между катушками или катушечными группами одной фазы при повреждении межсекционной изоляции;

Между катушками разных фаз при повреждении межфазовой изоляции;

Замыкание на корпус при повреждении пазовой изоляции.

Пропуская переменный ток пониженного напряжения через отдель­ные фазы обмотки, можно определить место виткового замыкания. Короткозамкнутые витки при включении фазы под напряжение являются как бы вторичной обмоткой автотрансформатора, замкнутой накоротко. Через короткозамкнутые витки протекают токи большой величины, кото­рые нагревают лобовую часть обмотки. По местному нагреву опреде­ляется место виткового замыкания.

Замкнутый виток легко определяется с помощью подковообразного электромагнита.

Рисунок 4.1- Нахождение замкнутого витка с помощью электро­магнита и стальной пластинки, где обозначено: а) замыкания витков нет; б) замыкание витков есть; 1 - проводник обмотки; 2 –электромагнит; 3 - стальная пластина; Ф - магнитный поток магнита; Ф пр - магнитный поток короткозамкнутого проводника с током.

Для нахождения короткозамкнутых витков в секциях обмоток элект­ромагнит устанавливается параллельно пазам статора. После вклю­чения обмотки электромагнита в электрическую сеть переменного то­ка (220 В при частоте 50 Гц) по обмотке потечет ток, который создаст магнитный поток Ф, замыкающийся через сердечник электромаг­нита и часть магнитопровода статора электродвигателя. Этот переменный магнитный поток будет индуктировать ЭДС в проводниках, охватываемых контуром.

При отсутствии витковых замыканий (рисунок 4.1-а) в обмотке ЭДС не вызывает появления тока (для него нет замкнутой цепи). При наличии короткозамкнутых витков ЭДС вызовет в них появление тока, причем значительной величины из-за малого сопротивления контура. Ток создаст магнитный поток Ф пр вокруг короткозамкнутых витков (рисунок 4.1-б). Последние легко обнаруживаются стальной пластиной, которая притягивается к зубцам статора над данным пазом. На производстве для определения витковых замыканий широко используют также прибор типа ЕЛ-1.

Замыкание на корпус (если мегаомметр показывает ноль) может быть определено с помощью милливольтметра. Этот метод связан с поочередной распайкой обмотки на отдельные катушки и проверкой каждой из них. Напряжение на оба конца поврежденной фазы подается с одного зажима аккумулятора напряжением до 2,5 В, а второй зажим соединяется с корпусом. При измерении напряжения на каждой катушке смена полярности показания прибора говорит о прохождении точки замыкания фазы на корпус. Этот метод из-за трудоемкости работ не всегда приемлем, особенно при большом числе катушек.

Лучше использовать магнитный метод (2), который основан на следующем. От источника пониженного напряжения (U до 36 В) од­нофазный переменный ток подводится к концу (или к началу) неис­правной фазы и через реостат и амперметр к корпусу электродвигате­ля. Так как ток переменный, то вокруг проводников с этим током образуется переменное электромагнитное поле. Поэтому пазы с про­водником, по которым течет ток, легко определяются с помощью тонкой стальной пластинки (щупа), которая слегка дребезжит. Последнее дает возможность выявить секции по которым протекает ток от конца фазной обмотки до места замыкания на корпус. Для проверки и уточ­нения найденного места замыкания обмотки ток подводится теперь к началу неисправной фазы. При однократном замыкании обмотки най­денные места замыканий в первом и во втором случае должны сойтись.

Найденную магнитным методом неисправную катушку отсоединяют от остальной обмотки и мегаомметром проверяют правильность установ­ленного места замыкания на корпус.

Этот же метод может быть применен для нахождения места замыка­ния между фазами.

В этом случае напряжение подается вначале к одним концам зам­кнувшихся фаз, а затем к другим. Это дает возможность выявить замкнувшиеся секции.

Внутренний обрыв одной из фаз.

Если обмотка имеет шесть выводов, то оборванная фаза опреде­ляется с помощью тестера или мегаомметром.

Если обмотка имеет только три вывода, то определяется обор­ванная фаза измерением токов или сопротивлений.

При соединении фаз в звезду, (рисунок4.2) ток оборванной фазы равен нулю, а сопротивление, измеренное относительно выхода оборванной фазы, равно “бесконечности”.

Рисунок 4.2- Определение внутреннего обрыва фазы при соединении фаз в звезду.

При соединении фаз в треугольник токи, подходящие к обор­ванной фазе (рисунок 4.3) будут равны и меньше токов в фазе (необорванной), а сопротивление, измеренное на оборванной фазе (C1-C3) будет вдвое больше, чем другие фазы (С1-С2, С2-СЗ).

Рисунок 4.3 - Определение внутреннего обрыва фазы при соединении фаз в треугольник.

После определения оборванной фазы место обрыва определяют с

Рисунок 4.4 - Определение места обрыва в оборванной фазе:

а) с помощью вольтметра; б) с помощью контрольной лампы.

Измеряют напряжение на концах каждой катушки или катушечной группы. В момент показания вольтметра определяется оборванная катушка (рисунок 4.4а). Касаясь щупом от лампы начала и конца каждой катушки, идя от потенциального конца сети, показа­ние лампы покажет на обрыв (лампа погасла, значит обрыв, если с другой стороны, то наоборот).

Для одного из рассматриваемых асинхронных двигателей (с неисправной катушкой) определить и записать обмоточные данные и вычертить схему обмотки.

Осматривают пакет активной стали статора. Пакет стали не должен иметь смещения, вмятин, ослабления прессовки листов желе­за, распушившихся зубцов, прогара.

Целостность стержней короткозамкнутого ротора определяют методом электромагнита переменного тока. При испытании ротор ус­танавливается на электромагнит, подключаемый к сети переменного тока (рисунок 4.5).

Стальная пластинка, перекрывающая паз с целым стержнем будет притягиваться и дребезжать. Если стержень оборван, пластинка не притягивается или притягивается очень слабо. Место разрыва обнаруживается с помощью листа бумаги с насыпанными на него сталь­ными опилками.

Обнаруженные неисправности механических деталей, обмоток статора и ротора, данные электродвигателей, представленных для дефектации занести в дефектовочную ведомость или техноло­гическую карту ремонта.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА №

Заказчик _________________________

I Техническая характеристика

II Обмоточные данные

Примечание_____________________________________________________

III Механическая часть

IV Контроль обмоток

Примечания___________________________________________________

V Стендовые испытания

Начальник ОТК____________________________________________

Содержание отчета. В отчете необходимо привести: цель рабо­ты, основные схемы и данные по выявлению неисправностей электродвигателей, представленных для дефектации, эскизы недостаю­щих и требующих изготовления деталей, заполненную технологиче­скую карту ремонта, развернутую схему обмотки статора дви­гателя, у которого требуется заменить обмотку, заключение о результатах дефектации электродвигателей.

Контрольные вопросы.

1 С какой целью проводится дефектация электродвигателя перед ремонтом?

2 В какой последовательности и как проводится дефектация электродвигателя до разборки?

3 К каким последствиям приводит снижение сопротивления изоляции обмотки статора и каким оно должно быть у двигателей с U < 500 В?

4 Как выявить витковое замыкание в обмотке статора при работающем электродвигателе?

5 В какой последовательности и как проводится дефектация электродвигателя после разборки?

6 Какие основные неисправности имеет обмотка статора и как их определить?

7 При включении электродвигателя с короткозамкнутым ротором в сеть наблюдается повышенный нагрев активной стали статора в режиме холостого хода. Какая неисправность электродвигателя?

8 При работе электродвигателя обмотка статора сильно нагрева­ется. Величина тока по фазам неодинакова. Электродвигатель сильно гудит и развивает пониженный крутящий момент. Какие могут быть неисправности в двигателе?

9 Электродвигатель плохо идет в ход и сильно гудит. Величина тока во всех фазах различна и при холостом ходе двигателя пре­вышает номинальную величину. Какая неисправность в электродвига­теле?

10 Двигатель с короткозамкнутым ротором не достигает нормальной скорости вращения, а "застревает" и начинает устойчиво работать при низкой скорости вращения, которая значительно меньше номинальной. Какая неисправность в электродвигателе?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Испытание асинхронного электродвигателя

с фазным ротором после ремонта

Цель работы: освоить методику испытаний электродвигателя с фазным ротором после ремонта.

Программа работы:

1 Осмотреть электродвигатель, проверить затяжку крепежных болтов, вращение ротора, записать паспортные данные.

2 Измерить сопротивление изоляции обмоток статора относи­тельно корпуса и относительно друг друга и сопротивление изоля­ции обмотки ротора относительно корпуса.

3 Выполнить маркировку вы­водных концов на постоянном и переменном токе.

4 Измерить сопротивление обмоток статора и ротора постоян­ному току.

5 Проверить коэффициент трансформации асинхронного электро­двигателя с фазным ротором.

6 Провести опыт холостого хода.

7 Провести испытание межвитковой изоляции.

8 Провести опыт короткого замыкания.

9 Провести испытание электрической прочности изоляции.

1 При внешнем осмотре электродвигателя проверяют затяжку крепежных болтов и вращение ротора. При вращении ротора вручную не должно быть его заеданий и люфта в подшипниках. Записываются паспортные данные электродвигателя.

2 Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвигателя осуществляется согласно методики, изложенной в общих указаниях (стр. 8-9). . Данные измерений записать в таблицу 5.1.

Таблица 5.1- Сопротивление изоляции обмоток электродвигателя

3 ГОСТом 183-66 предусмотрены обозначения выводов обмоток электрических машин трехфазного переменного тока (таблица 5.2).

Таблица 5.2 - Обозначение выводов обмоток электрических машин трехфазного переменного тока

Обычно выводы всех фаз обмотки статора присоединяют к зажимам, как указано на рисунке 5.1 а. В нек30,3оторых машинах обмотки статора наглухо соединены в звезду и на доску зажимов выведены только четыре вывода: фазы С1, С2, СЗ и нулевая точка 0.

Если маркировки выводов обмоток статора нет, то предварительно находят парные выводы фазы с помощью контрольной лампы один из выводов фазы принимается за начало обмотки и присоединяется к плюсу источника постоянного тока напряжением 4-6 В; один из выво­дов контрольной лампы присоединяется к минусу источника, а вто­рым выводом лампы отыскивается конец обмотки фазы. Или мегаомметр присоединяют зажимом "Линия" мегаомметра к предполагаемому началу фазы обмотки статора и проводом, присоединенным к зажиму "Земля" мегаомметра отыскивается конец фазы. При этом мегаомметр покажет ноль. На каждый вывод фазы надевают после этого бирку с маркировкой (С1,С2 ...).

Маркировка выводных концов проводится на постоянном или пере­менном токе. При постоянном токе наиболее распространены два варианта (рисунок 5.2)

Маркировку выводов проводят с помощью аккумулятора (U = 4 - 6 В) и милливольтметра (М104).

При первом варианте а) примем С1,С2,СЗ за начала фаз 1,2,3, а С4,С5,С6 - за концы этих фаз. Если начало фазы 1 присоединить к "плюсу" батареи аккумуляторов, а конец к «минусу» (рис.5.2,а), то в момент включения тока в обмотках других фаз (2 и 3) бу­дет индуктироваться ЭДС с полярностью "минус" на началах и " плюс" на концах фаз. Милливольтметр присоединяют к фазе 2, а потом к фазе 3. Если стрелка прибора в обоих случаях отклони­лась вправо, то значит все концы обмоток промаркированы правиль­но.

Рисунок 5.2- Схемы проверки маркировки выводов статора с помощью источника постоянного тока: а) - первый вариант; б) и в)- второй вариант; Н и К - соответственно начала и концы обмоток 1,2,3.

При втором варианте б) и в) две фазы соединяют последователь­но (попарно) между собой и импульсом включают на батарею. К третьей фазе присоединяют милливольтметр. Если первые две фазы соединены одноименными зажимами (рисунок 5.2.б.), милливольтметр ничего не покажет. При соединении фаз разноименными зажимами (рисунок 5.2."в") в момент включения батареи стрелка милливольт­метра отклонится вправо.

При переменном токе и с выведенными шестью концами фаз наиболее распространен индукционный метод маркировки выводов (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 - Схема индукционного метода маркировки выводов статора с помощью источника переменного тока:

Н и К - соответственно начала и концы обмоток 1,2,3;

Т V - трансформатор регулировоч­ный.

В методике проведения опыта можно выделить этапы:

1. Подготовка к опыту: подведение учащихся к необходимости узнать посредством опыта то или иное свойство, воспроизвести природное явление, выявить закономерности, понять сущность; подбор необходимого для опыта оборудования, установка его проверка.

2. Учитель до урока проделывает опыт, каким он простым бы ни казался. Многие опыты имеют определенные тонкости, без знания которых он просто не получится. Например, простой опыт, который должен доказать, что песок и глина пропускают во­ду по-разному, может не получиться, если глина будет сухой.

3. Проведение опыта: постановка цели и определение задачи опыта; проверка оборудования и материалов, необходимых для опыта; инструкция по технике выполнения опыта (устно, на инструкционных картах, в учебнике), определение порядка ведения опыта и наблюдений; непосредственное проведение опыта (самим учителем или учащимися); демонстрацион­ный опыт проделывается на столике, чтобы все действия учителя учащиеся с любого места могли одинаково хорошо наблюдать и видеть результаты опыта.

4. Контроль учителя за ходом проведения опыта, коррекция, диагностика.

5. Анализ полученных результатов, формулировка выводов.

6. Связь результатов опыта с процессами в природе, жизнью человека.

Общие замечания по методике проведения опытов: 1) рассматривать выявленное свойство в связи с его возможным влиянием на те или иные стороны жизни организмов; 2) категорически отказаться от объяснитель­но-иллюстративного метода, мотивируя ис­следовательскую деятельность учащихся проблемными вопросами; 3) наблюдать ме­ханизм влияния и его последствия на конк­ретных примерах с участием натуральных объектов; 4) побуждать учащихся к объясни­тельным умозаключениям и выводам (фак­тически к формулировке гипотезы), поиску дополнительных подтверждений, выдвину­тых предположений и выводов (фактически к подтверждению выдвинутой гипотезы).

Раскроем методику руко­водства мыслительной деятельностью учащихся при постановке некоторых опытов.

Изучение состава почвы. В теме «Почва» при про­ведении опытов доказываем нали­чие в почве различных составных частей, в частности воды, органических и мине­ральных веществ, воздуха. Цель работы: выяснить основные свойства поч­вы, определить состав почвы, выявить, какие свойства почвы наиболее важны в деятельности людей.

Выполнению работы предшествует беседа о том, что такое почва. В беседе устанавливает­ся, что плодородие - это основное свойство почвы. Плодородие - это способность почвы обеспечивать растения всем необходимым для их роста и развития. Далее учитель ставит перед учащимися ряд проблемных вопросов. Что же содержится в поч­ве, из чего она состоит, от чего зависит плодородие почвы?

Оборудование: стеклянные стаканы, вода, почва, спиртовка, стекло, жестяная банка. Можно придержи­ваться следующей последовательности: положите немного почвы на листочки бумаги, рассмотрите ее (можно использовать лупу).

Учащиеся рассматривают и почву и устанавливают, что в ней всегда можно найти мелкие камушки, части погибших растений и животных. После этого дается задание: в стакан с водой до­бавить почвы (обязательно с большим со­держанием органических веществ) и раз­мешать. Учащиеся наблюдают, как в стакане образуются два слоя: сверху слой органи­ческих веществ, а внизу медленно оседают песок и глина

Затем доказываем, что в почве есть воздух. С этой целью на каждую парту мы даем по стакану с водой и почву (комковатую). Уча­щиеся бросают по комочку почвы и наблю­дают выделение пузырьков воздуха. После этого учитель предла­гает отодвинуть стаканы и предупреждает, что они еще будут нужны чуть позже.

Следующая серия опытов проводится учи­телем демонстрационно. Учитель прокали­вает почву (предварительно увлажненную), и дети наблюдают, как капельки воды конден­сируют на стекло, тем самым доказывает­ся, что в почве есть вода. Учитель продолжает прокаливать почву, чтобы сгорели органические вещества. Их наличие в почве учащиеся определяют при сгорании еще и по запаху.

Прокаленную почву учитель высыпает во второй стакан с водой и перемешивает. Уча­щиеся видят, что в стакане только песок и глина, сравнивают почву в двух стаканах (первом и втором). Затем учащиеся отве­чают на следующие вопросы:

1. В чем раз­ница между почвой в первом и втором ста­канах?

2. Что произошло с органическими веществами? 3. Как вы это узнали?

Изучение свойств воды. По теме «Вода в природе» необходимы опыты и практические работы по выявлению свойств воды (три состояния воды, текучесть, растворимость, прозрачность, фильтрование), показывающие круговорот воды в природе, доказывающие, что вода при замерзании увеличивается в объеме.

Оборудование: стаканы, воронки, стеклянные палочки, колбы, стеклянная трубочка, вставленная в пробку, фильтровальная бумага, соль, сахар, спиртовка, плоское стекло, тарелка, кусочки льда.

1.Растворимые и нерастворимые в воде вещества.

Опустите в один стакан с водой немного соли, а в другой сахара. Наблюдайте за таянием веществ. Сделайте вывод. Определите свойство воды.

2.. Ознакомиться со свойством текучести воды дети могут в результате про­ведения следующего опыта. Возьмите два стакана, один из которых наполнен водой, блюдце. Перелейте воду из одного стакана в другой и немного в блюдце. Сделайте вывод. Определите свойство воды (вода льется, растекается). А есть ли форма у воды? Ответ на этот вопрос дети должны найти самостоятельно, переливая воду из одних предметов в другие (чашка, блюдце, пузырек, баночка и т. д.). В заключение обобщите результаты экспериментирова­ния детей: вода меняет форму, вода принимает форму предмета, в который ее наливают.

3. Определение цвета, запаха, прозрачности воды. Представление о воде как о жидкости без запаха сформировать у детей нетрудно. Дети устанавливают, что, чистая вода ничем не пахнет. Труднее дока­зать, что вода не имеет вкуса. Обычно дети свои вкусовые ощущения называют словами: «слад­кий», «соленый», «горький», «кислый». А можно ли про воду ска­зать, что она сладкая, соленая, горькая или кислая? В результате опыта у учащихся формируется представление о том, что чистая вода не имеет вкуса. Далее дети определяют цвет воды. Можно поставить рядом стакан воды и стакан молока. Так с помощью наглядности дети устанавливают, что чистая вода не имеет цвета - она бесцветная. С этим признаком воды непосредственно связан другой - прозрачность. Определить этот признак дети могут на практике. Приготовленные заранее карточки с рисунками дети рассматривают через стакан с водой. Учащиеся устанавливают, что чистая вода - прозрачная.

4. Фильтрование.

Приготовьте фильтр. Для этого возьмите лист фильтровальной бумаги, вложите ее в стеклянную воронку и всё опустите в стакан. Через приготовленные фильтры пропустите раствор соли и сахара. Исследуйте жидкость после фильтра на вкус. Наблюдайте, что будет происходить. Сравните отфильтрованную воду с неотфильтрованной.

Параллельно 2-3 группы учащихся могут наблюдать, профильтруется вода, если пропустить ее через вату или тряпочку. Вату и тряпочку хорошо смочить и вложить в воронку. Сравните, как очищается вода при пропускании ее через тряпочку, вату и фильтровальную бумагу. Сделайте вывод, какой фильтр лучше использовать для очистки воды.

5. Далее дети устанавливают, что вода расширяется при нагревании, и сжимается при охлаждении. Для этого колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опускает учитель в горячую воду. Учащиеся наблюдают, что вода поднимается. Ту же трубку опускают затем в тарелку со льдом, вода начинает опускаться. Учащие делают обобщенный вывод о свойствах воды.

Затем в беседе учитель помогает учащимся оконча­тельно установить связь между свойствами воды и ее значением в жизни человека и в при­роде. Значение прозрачности для животных и растений, обитающих в воде, роль воды как растворителя для питания растений, животных, человека, для хозяйственной деятельности лю­дей. Значение перехода воды в различные со­стояния для накопления ее в природе, для жиз­ни живых организмов.

Таким образом, получают окончательное раз­решение проблемные вопросы, поставленные пе­ред детьми в начале выполнения работы.

В теме «Круговорот воды в природе», демонстрируя опыт, который дает представ­ление учащимся о данном природном явле­нии, мы воду нагреваем в колбе или пробирке, чтобы учащиеся могли наблюдать процесс кипения воды. Капельки воды кон­денсируем не на дно тарелки, а на охлажден­ную стеклянную пластинку, что дает воз­можность учащимся наблюдать образование сначала капелек воды, а потом ручейков.

Тема «Свойства снега и льда». Для чего нужно знать свойства снега и льда?

Детям необходимо знать свой­ства снега и льда, чтобы понять, в каких ус­ловиях в течение долгих зимних месяцев живут в окружении снега и льда зимующие живые организмы: расте­ния и животные. Именно поэтому изу­чаются свойства снега и льда. Учитель должен до­нести до учащихся эту важную мысль в на­чале изучения темы.

При таком подходе каждое выявленное свойство необходимо рассматривать с точки зрения его влияния на живые организмы. Важно не только констатировать нали­чие того или иного свойства, записав ин­формацию о нем в таблицу, но и необходимо исследо­вать, какое значение для живых организмов оно имеет.

Ход изучения снега и льда можно пост­роить в соответствии со структурой научно­го познания, что позволяет развивать теоре­тическое мышление и формировать основы научного мировоззрения. В этом случае процесс познания включает эмпирический этап: исследование свойств снега и льда и их влияния на живые организмы; теоретиче­ский этап: выработку гипотезы о возможных путях использования этих свойств и адапта­ции к ним; подтверждение гипотезы на практике: поиск фактов, подтверждающих гипотезу, объяснение новых фактов с ис­пользованием гипотезы.

В начале урока можно поставить проблемный вопрос: «Откуда берется снег и при каких условиях это бывает?»

При поиске ответа на вопрос желатель­но анализировать записи в дневниках наб­людений за погодой. Учащиеся должны прийти к выводу, что, когда температура воздуха понижается ниже 0 градусов, на землю из облаков выпадает снег. Говорят: «Осадки в виде снега». Чтобы выпал снег, должны сочетаться два условия: низкая температура и облачность, при отсутствии хотя бы одного из них снег выпасть не мо­жет. Таким образом: снег - это твердые осадки, выпадающие из облаков, отрица­тельная температура не приводит к немед­ленному появлению снега.

В ходе обсуждения учащиеся приходят к следую­щим выводам: 1) первый тонкий лед мы мо­жем видеть на поверхности луж, как только температура воздуха и воды в лужах опус­тится ниже 0 градусов; 2) лед отличается от снега тем, что имеет другое происхожде­ние: он не выпадает из облака, а образуется из воды при ее замерзании; 3) для этого не­обходимы только низкая температура (ни­же 0, это материал изученной ранее темы «Термометр») и наличие воды.

Для изучения свойств снега и льда учитель раздает стаканы или другую посуду со снегом и льдом. Учитель предлагает детям отложить по небольшому кусочку льда и комочку снега на блюдце, чтобы через некоторое время понаблюдать за его состоянием. Далее следует перейти к непосредственному изучению свойств снега и льда. Для этого надо поставить целую серию опытов.

Цвет. Первое необходимое свойство - цвет. Вопрос: «Какого цвета снег?» Учащиеся приводят сравнение снега и льда по цвету. Учитель спрашивает, какого цвета снег. На этот вопрос дети отвечают безошибочно: «Снег белый». Какого цвета лед? Как правило, де­ти не могут определить цвет льда. Его они называют белым, серым, голубым и т. д. Не стоит сразу отвергать их ответы. Надо дать возможность путем дополнительных наблюдений убедиться, что это не так. Надо показать предметы белого, серого, голубого цвета, сравнить их по цвету со льдом. Дети убеждаются в оши­бочности своих выводов и определяют, что лед бесцветный. Далее следует выяснить «Оказывает ли белый цвет снега влияние на живые организмы?»

Для выяснения этого вопроса на белом фоне (белая доска, стена, большой белый лист бумаги) прикрепим листочки разного цвета, в том числе белого, и попросим уча­щихся ответить: листочки какого цвета ме­нее всего заметны издали? Каким нужно быть, чтобы на белом фоне тебя было труд­но заметить? (Белым.) (На белом снегу так же хорошо все видно, как на бумаге.) Значит, на белом снегу не спрятаться?

Вывод: снег белого цвета. На белом фоне темные и цветные предметы хорошо заметны, а белые - маскируются. Если нужно быть незаметным на белом снегу, лучше быть белого цвета.

На доске учитель заранее вычерчивает таблицу, в которую по мере изучения записывает свойства снега и льда.

Для определения прозрачности под комочек снега и тонкую пластинку льда учащиеся кладут цветную открытку. Они заме­чают, что через тонкую пластинку льда можно рассмотреть ри­сунок или буквы текста. Через снег этого не увидишь. Учащиеся приходят к выводу, что лед прозрачный, а снег непрозрачный. Какое это имеет значение в природе?

Вывод: снег непрозрачный, предмет под снегом не виден и может быть любого цвета. Значит, под снегом можно спрятаться.