ở thí nghiệm với mạch đứt một dây (giả sử đứt dây A) lúc này khoá KA ở vị trí ngắt, tất cả các bóng đèn đợc dùng là bóng đèn loại 220 V - 75W, mỗi pha gồm 3 bóng mắc song song với nhau chỉ có pha BC làm việc bình thờng, còn hai pha AB và AC trở thành mắc nối tiếp nhau. Mạch điện trở thành mạch một pha gồm hai nhánh mắc song song. Ta điều chỉnh điện áp nguồn ở 200 V thì các giá trị đo đợc của IAB, IAC, IBC, IB, IC, P3p đợc hiển thị trên đồng hồ đo IA = 0. Từ các số liệu này ta có thể tính đợc công suất của các pha PBC, PAC , PAB và P3p từ đó so sánh với giá trị P3p đạt đợc (đợc tính toán ở phần xử lý số liệu)
4.7. Một số hình ảnh chơng trình xử lý số liệu thí nghiệm.
200 45,5 186 46,5 1,38 0,93 1,38 0,00 0,46 0,46 272,70
Sơ đồ hoạt động của chơng trình xử lý số liệu thí nghiệm Nhập số liệu Lặp lại Chương trình chính Tính toán Vẽ đồ thị Kết thúc
4.7.1. Hình ảnh xử lý số liệu mạch không đối xứng
ở đây ta tiến hành xử lý số liệu thí nghiệm đợc mô phỏng ở phần mạch không đối xứng. Qua đối chiếu với thí nghiệm thực ta nhận thấy giá trị điện áp các pha thay đổi không đáng kể so với điện áp nguồn. Do vậy ở đây ta nhập UAB=UAC=UBC = Un = 200 V.
Ta có bảng số liệu Số liệu đo IA IB IC P3p 1,6 1,96 1,98 628,60 0,92 1,34 0,93 1,61 1,96 1,97 217,39 149,25 215,05 184 268 186 638
Trong thí nghiệm này các kết quả đo đợc của dòng điện dây và kết quả tính toán lệch nhau không đáng kể. Công suất tổng còn có sự sai lệch, ta có sai số tơng đối
% p P ∆ = , 100% 638 6 628 638− ≈ 1,47 %
Qua kết quả trên ta nhận thấy sai số tơng đối là không đáng kể ( % p
P
∆
)<10%. Đây là sai số hoàn toàn có thể chấp nhận đợc trong kỹ thuật đo đạc.
4.7.2. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đối xứng.
ở đây ta tiến hành xử lý số liệu thí nghiệm đợc mô phỏng ở phần mạch đối xứng. Qua đối chiếu với thí nghiệm thực ta nhận thấy giá trị điện áp các pha thay đổi không đáng kể so với điện áp nguồn. Do vậy ở đây ta nhập UAB=UAC=UBC = Un = 200 V.
Ta có bảng số liệu Số liệu đo
IA IB IC P3p
1,6 1,6 1,63 546,35
Trong thí nghiệm này các kết quả đo đợc của dòng điện dây và kết quả tính toán lệch nhau không đáng kể và ta có IA≈ IB≈ IC≈ 3IP ( 3.0,93 ≈ 1,6) . ở thí nghiệm này mặc dầu điện áp các pha gần nh nhau, các bóng đèn đợc sử dụng là giống nhau, tuy nhiên dòng điện các pha vẫn còn sự chênh lệch. Đây là sự mô phỏng gần giống với thí nghiệm thực.Công suất tổng còn có sự sai lệch, ta có sai số tơng đối
% p P ∆ = , 100% 546 35 546 546− ≈ 1,68 %
Qua kết quả trên ta nhận thấy sai số tơng đối là không đáng kể ( % p
P
∆
)<10%. Đây là sai số hoàn toàn có thể chấp nhận đợc trong kỹ thuật đo đạc.
0,92 0,93 0,93 1,61 1,61 1,62 217,39 215,05 215,05 184 168 186 556 0,92 0,93 0,93 1,61 1,61 1,62 217,39 215,05 215,05 184 186 186 556
4.7.3. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đứt một pha.
ở đây ta tiến hành xử lý số liệu thí nghiệm đợc mô phỏng ở phần đứt một pha. Qua đối chiếu với thí nghiệm thực ta nhận thấy giá trị điện áp các pha thay đổi không đáng kể so với điện áp nguồn. Do vậy ở đây ta nhập UAC=UBC = Un = 200 V còn UAB =0.
Ta có bảng số liệu Số liệu đo
IA IB IC P3p
0,93 0,93 1,62 363,44
Trong thí nghiệm này các kết quả đo đợc của dòng điện dây và kết quả tính toán lệch nhau không đáng kể. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Công suất tổng còn có sự sai lệch, ta có sai số tơng đối
% p P ∆ = , 100% 372 44 363 372− ≈ 2,3 %
Qua kết quả trên ta nhận thấy sai số tơng đối là không đáng kể % p
P
∆
<10%. Đây là sai số hoàn toàn có thể chấp nhận đợc trong kỹ thuật đo đạc.
0,92 0,93 0,93 1,61 1,61 1,62 217,39 215,05 215,05 184 168 186 556 0,00 0,93 0,93 0,93 0,93 1,62 **** 215,05 215,05 0,00 186 186 372 0,00
4.7.4. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đứt hai pha.
ở đây ta tiến hành xử lý số liệu thí nghiệm đợc mô phỏng ở phần đứt hai pha. Qua đối chiếu với thí nghiệm thực ta nhận thấy giá trị điện áp các pha thay đổi không đáng kể so với điện áp nguồn. Do vậy ở đây ta nhập UBC = Un = 200 V còn UAB =0, UAC=0.
Ta có bảng số liệu Số liệu đo
IA IB IC P3p
0,00 0,94 0,94 185,2
Trong thí nghiệm này các kết quả đo đợc của dòng điện dây và kết quả tính toán lệch nhau không đáng kể.
Công suất tổng còn có sự sai lệch, ta có sai số tơng đối
% p P ∆ = , 100% 188 2 185 188− ≈ 1,49 %
Qua kết quả trên ta nhận thấy sai số tơng đối là không đáng kể ( % p
P
∆
)<10%. Đây là sai số hoàn toàn có thể chấp nhận đợc trong kỹ thuật đo đạc.
0,92 0,93 0,93 1,61 1,64 1,62 217,39 215,05 215,05 184 168 186 556 0,00 0,94 0,00 0,00 0,93 0,94 **** 212,77 **** 0,00 188 0,00 188 200 0
4.7.5. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đứt một dây
ở đây ta tiến hành xử lý số liệu thí nghiệm đợc mô phỏng ở phần đứt một dây. Qua đối chiếu với thí nghiệm thực ta thấy UBC thay đổi không đáng kể so với Un do vậy ta nhập UBC= Un còn hai pha AB và AC mắc nối tiếp nhau và điện áp UBC, chúng có tổng trở là tơng đơng nhau,tuy nhiên vẫn có sự lệch nhau giữa điện áp phân bố trên chúng. Vì vậy ta tiến hành lập trình các điện áp này lệch nhau. Ta có bảng số liệu Số liệu đo IA IB IC P3p 0,00 1,38 1,38 272,70 0,46 0,93 0,00 1,39 1,39 124,56 215,05 220,22 45,5 186 46,5 278 98,7 101,3
Trong thí nghiệm này các kết quả đo đợc của dòng điện dây và kết quả tính toán lệch nhau không đáng kể.
Công suất tổng còn có sự sai lệch, ta có sai số tơng đối
% p P ∆ = , 100% 278 7 272 278− ≈ 1,91 %
Qua kết quả trên ta nhận thấy sai số tơng đối là không đáng kể ( % p
P
∆
)<10%. Đây là sai số hoàn toàn có thể chấp nhận đợc trong chơng trình mô phỏng.
Chơng V:Kết luận (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đề tài này chúng tôi đã nghiên cứu những cơ sở lý luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình dạy học nói chung và sử dụng máy tính vào dạy học vật lý nói riêng. Từ các chức năng hỗ trợ của máy tính trong dạy học, chúng tôi đã nghiên cứu sự thâm nhập của máy tính vào quá trình dạy học dới nhiều dạng khác nhau, cũng nh các quan điểm trong việc thiết kế các phần mềm hỗ trợ dạy học vật lý. Những vấn đề đã đợc trình bày trong phần cơ sở lý luận có thể tóm tắt các điểm chính sau:
Công nghệ thông tin mà đại diện là máy tính có một số chức năng hỗ trợ dạy học tất cả các môn học. Đó là: Thông tin, điều khiển, định hớng, luyện tập, minh hoạ, trực quan hóa, mô phỏng, kiểm tra đánh giá. Các chức năng này có đ- ợc nhờ khả năng tính toán cực nhanh lu trữ với khối lợng lớn và khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa các dạng dữ liệu khác nhau của máy tính. Trong dạy học ngời giáo viên phải khai thác các chức năng này của máy tính để nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học.
Các ứng dụng của máy tính trong nhà trờng gồm ba hình thức chủ yếu là: Dạy học, quản lý, kiểm tra đánh giá với sự giúp đỡ của máy tính.
Riêng đối với môn vật lý, là môn học thực nghiệm có nhiều khả năng để ứng dụng các tành tựu của công nghệ thông tin vào quá trình dạy học. Trong dạy học vật lý ngời ta sử dụng máy tính để minh hoạ và trình bày các kiến thức, xây dựng các mô hình cho các quá trình vật lý, mô phỏng các quá trình vật lý, các thí nghiệm vật lý, đặc biệt là xây dựng tổ hợp các thí nghiệm dới sự hỗ trợ của máy tính. Trong đó máy tính tham gia vào các thí nghiệm với vai trò là một công cụ thu thập và xử lý số liệu với tốc độ cao, đa dạng và linh hoạt.
Các yêu cầu của việc thiết kế, xây dựng các phơng tiện, các phần mềm dạy học phải đảm bảo về mặt kỹ thuật, mặt s phạm, nội dung chính xác và phù hợp, tiện lợi cho ngời sử dụng.
Việc sử dụng các phơng tiện dạy học nói chung và các phần mềm dạy học nòi riêng, yêu cầu phải có một đội ngũ giáo viên thành thạo về máy tính và đa vào sử dụng với nội dung và phơng thức hợp lý phù hợp với các đội tợng học sinh.
Những hạn chế của việc sử dụng các phơng tiện của công nghệ thông tin nói chung và máy tính nói riêng sẽ đợc khắc phục theo thời gian và sự phát triển của công nghệ trong tơng lai.
Trong đề tài này chúng tôi đã tập trung nghiên cứu việc xây dựng các tổ hợp các thí nghiệm hỗ trợ cho việc dạy học vật lý. Tuy nhiên do hạn chế về thời gian chúng tôi mới chỉ xây dựng đợc một chơng trình thí nghiệm mô phỏng và xử lý số liệu thực nghiệm mạch điện xoay chiều ba pha nối tam giác.
Thí nghiệm mô phỏng này có thể sử dụng làm thí nghiệm biểu diễn cho học sinh, hoặc dùng cho học sinh tự nghiên cứu làm quen trớc khi bắt tay vào làm thí nghiệm thực, cũng có thể dùng cho học sinh làm thí nghiệm cũng cố hệ thống hóa các phần kiến thức đã học. Sau khi tiến hành đo đạc trên thí nghiệm thực, chơng trình xử lý số liệu sẽ giúp cho học sinh tính toán các kết quả và vẽ giản đồ một cách chính xác, nhanh chóng và trực quan hơn. Qua đó giúp học sinh hiểu sâu hơn các kiến thức đã học. Chúng tôi đã đa các số liệu thu đợc từ chơng trình xử lý số liệu của thí nghiệm thực sang chơng trình mô phỏng (mạch lý tởng) thì thấy các kết quả đo từ thí nghiệm thực sai lệch không đang kể.
Trong thời gian tới chúng tôi sẽ tiếp tục hoàn thiện các chơng trình này và thiết kế xây dựng thêm các chơng trình hỗ trợ cho việc giảng dạy không những kỹ thuật điện mà cả các thí nghiệm ở các môn học khác trong chơng trình vật lý. Đồng thời lắp ráp các thí nghiệm ghép nối máy tính để có thể thực hiện song song cả thí nghiệm thực và các thí nghiệm mô phỏng góp phần hiện đại hóa và nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học vật lý.
tài liệu tham khảo
1 Kỹ thuật điện. Đặng văn Đào, Lê văn Doanh
2 Tài liệu hớng dẫn thí nghiệm Kỹ thuật điện. Dơng Kháng.
3 Đo lờng các đại lợng vật lý. Tập 1,2. Phạm Thợng Hàn.
4 Đo lờng và điều khiển. Ngô Diên Tập.
5 Lập trình Visual Basic . Nguyễn Tiến.
Mục lục
Nội dung Trang
Chơng I: Mở đầu 1
1.1. Lý do chọn đề tài………. 1
1.2. Mục đích nghiên cứu ………... 2
1.3. Nhiệm vụ nghiên cứu………... 3
1.4. Phơng pháp nghiên cứu ………. 3
Chơng II: Vai trò của thí nghiệm trong giảng dạy vật lý 4 2.1. Đặc điểm của thí nghiệm vật lý trong giảng dạy………….. 4
2.2. Những đặc điểm khách quan……… 6
Chơng III: Cơ sở lý luận của việc sử dụng máy tính làm phơng tiện dạy học 8 3.1. Các cơ sở khoa học của việc sử dụng máy tính làm phơng tiện dạy học ……… 8
3.1.1. Cơ sở tâm lý học ……….. 8
3.1.2. Cơ sở lý dạy học……… 9
3.1.3. Cơ sở thực tiễn ………. 13
3.2. Các chức năng hỗ trợ của máy tính trong quá trình dạy - học . ……… 15 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2.1. Cung cấp thông tin ………... 16
3.2.2. Điều chỉnh hoạt động học tập ………... 17
3.2.3. Rèn luyện kỹ năng ……… 17
3.2.4. Minh hoạ kiến thức ………... 18
3.2.5. Trực quan hoá ………... 18
3.2.6. Thiết kế ………. 19
3.2.7. Mô phỏng ………. 19
3.2.8. Chức năng kiểm tra đánh giá ……… 20
3.3. Thuận lợi và một số yêu cầu khi sử dụng máy tính làm PTDH vật lý ……… 20
3.3.1.1. Minh hoạ và trình bày kiến thức ………... 20
3.3.1.2. Xây dựng mô hình cho các quá trình ……… 21
3.3.1.3. Mô phỏng các qúa trình ………. 21
3.3.1.4. Thí nghiệm đợc sự hỗ trợ của máy tính ……….. 22
3.3.2. Một số yêu cầu khi thiết kế phần mềnm dạy học ………. 24
Chơng IV: Thiết kế và xây dựng chơng trình mô phỏng và xử lý số liệu thí nghiệm mạch điện xoay chiều ba pha nối tam giác 26 4.1. Cơ sở lý thuyết mạch điện xoay chiều ba pha ………. 27
4.2. Đo công suất mạch ba pha ………... 29
4.3. Cơ sở lý thuyết mạch điện xoay chiều ba pha nối tam giác. 30 4.4. Cấu trúc của chơng trình ………... 37
4.5. Hoạt động của chơng trình ……… 37
4.6. Một số hình ảnh của chơng trình mô phỏng hoạt động .… 38 4.6.1. Chơng trình mô phỏng mạch điện không đối xứng …… 39
4.6.2. Chơng trình mô phỏng mạch điện đối xứng …………... 40
4.6.3. Chơng trình mô phỏng mạch điện đứt một pha ……….. 41
4.6.4. Chơng trình mô phỏng mạch điện đứt hai pha ………... 42
4.6.5. Chơng trình mô phỏng mạch điện đứt một dây ………. 43
4.7. Một số hình ảnh chơng trình xử lý số liệu thực nghiệm . .… 44
4.7.1. Hình ảnh xử lý số liệu mạch không đối xứng …………. 45
4.7.2 Hình ảnh xử lý số liệu mạch đối xứng ……….. 46
4.7.3. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đứt một pha ……… 47
4.7.4. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đứt hai pha ………. 48
4.7.5. Hình ảnh xử lý số liệu mạch đứt một dây ……… 49
Chơng V: Kết luận 50 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});