Разработка урока на тему "Аккумуляторная батарея"

1. Дидактический и методический анализ учебного плана, программы и темы.

Предмет «Устройство автомобилей» изучается на трех курсах в количестве 180 часов. Данные часы делятся на теоретические и лабораторно-практические занятия. Раздел «Электрооборудование» изучается на втором курсе. Тема «Аккумуляторная батарея» является одной из тем раздела «Электрооборудование автомобилей» и изучается на втором курсе.

Основной задачей изучения предмета является формирование у студентов системы глубоких и прочных знаний основ современной техники, технологий производства необходимых для прочного овладения профессией и творческого отношения к труду.

На предмете «Устройство автомобилей» изучаются грузовые автомобили семейств ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, а также современные легковые автомобили.

Колледж является основной школой подготовки высоко квалифицированных рабочих. Среди рабочих профессий – слесарь по ремонту автомобилей является одной из самых распространенных. В основу подготовки студентов наряду с теоретическим обучением положено участие в производственном труде.

Занятия по дисциплине «Устройство автомобилей» проводятся в форме теоретических и практических занятий.

На теоретических занятиях изучаются детали, сборочные единицы, приборы и агрегаты автомобиля. Изучение работы агрегатов, механизмов и приборов автомобиля сопровождается показом на действующих моделях и агрегатах, при объяснении материала применяются схемы, плакаты, слайды, презентации в программе «Power Point», диафильмы и кино и видеофильмы, интернет-технологии.

После теоретического курса учащиеся закрепляют полученные знания и приобретают практические навыки работы на изучаемых автомобилях на лабораторно-практических занятиях.

Основная литература по курсу:

- для учащихся:

Калисский А.В. Автомобиль категории «С» М.. Высшая школа 1987г

Калисский А.В. Автомобиль учебник водителя третьего класса

Роговцев Устройство и эксплуатация автотранспортных средств М., Высшая школа 1990г.

- для преподавателя:

Н.Н. Вишняков «Основы конструкции» М., «Машиностроение» 1986

Материалы из интернета и курсов повышения квалификации

Тема «Аккумуляторная батарея» рассчитана на 4 часа. До того была изучена следующая тема «Основные сведения по электротехнике», на которую тоже отведено 4 часа. Открытый урок проводится в форме урока для усвоения новых знаний с использованием технологии проблемного обучения. Перед студентами ставятся проблемные ситуации и задачи, которые в ходе урока совместными усилиями студентов и преподавателя находят свое решение.

Для реализации индивидуальной методической темы «Внедрение системы оценивания результатов обучения через развитие механизмов контроля качества в курсе преподавания предмета «Устройство автомобилей»

и темы колледжа в течение урока будут использованы следующие формы контроля знаний: терминологический диктант, представленный в виде презентации; вопросы на входе и выходе, для оценивания знаний студентов в начале изучения темы и по завершению урока, и самостоятельная работа студентов на рабочих листах с самопроверкой задания.

Все дополнительные материалы используемые на уроке представлены в виде приложений:

Приложение1. Презентация к уроку.

Приложение 2. Терминологическй диктант.

Приложение 3. Вопросы на входе и выходе.

Приложение 4. Раздаточный материал к уроку.

Приложение 5. Практическое задание к уроку.

Приложение 6. Рефлексия. Для меня сегодняшний урок....

ПЛАН ОТКРЫТОГО УРОКА

Специальность:	ТОРА	Группа:		Курс:	2	Дата проведения:
Предметы		Устройство автомобилей
Тема раздела/модуля:		Электрооборудование
Тема урока:		Назначение, устройство и принцип работы аккумуляторов. Соединение аккумуляторов в батареи. Напряжение и емкость аккумулятора батареи. Типы и обозначение аккумуляторных батарей
Цель		Обеспечить усвоение студентами следующих знаний: назначение, устройство и принцип работы аккумуляторов, маркировка АКБ.
Задачи:		1.Обучающая: Дать понятие обучающимся о назначении, устройстве и принципе работы аккумуляторов, маркировке АКБ.
		2.Воспитательная: Воспитывать интерес к выбранной профессии, самостоятельность, внимательность
		3. Развивающая: Развивать умение анализировать, логически мыслить, развивать память, навыки самоконтроля
Тип		урок усвоения новых знаний
Методы		Технология проблемного обучения, словесные (беседа, фронтальный опрос, конспектирование), наглядные(компьютерная презентация), практические (работа
Ожидаемый результат		1.Студенты должны знать: устройство аккумулятора 2. Студенты должны уметь: расшифровывать маркировку АКБ
Межпредметные связи		физика «Источники тока», химия «Цветные металлы» « Электролиз», электротехника «Источники тока», материаловедение «Электроизоляционные материалы», каз.язык «Термины», английский язык, производственное обучение
Комплексное учебно-методическое обеспечение (КУМО)		компьютер, проектор, интерактивная доска, учебный модуль «Аккумуляторная батарея, устройство и принцип действия», вопросники, лист практического задания, презентации Power Point, краткий конспект

Ход урока

№	Этапы	Время	Действия	Метод	Объект
1	Организационный момент	2 мин	Проверка посещаемости, готовность к уроку, наличие наглядностей	беседа	Рапортичка, тетради, ручки, компьютер, проектор, интерактивная доска,
2	Введение	5 мин	Сообщение темы и цели урока, мотивация обучающихся	презентация Постановка проблемной ситуации при сообщении цели урока.	компьютер, проектор, интерактивная доска, жетоны, тетради, эпиграф, термины,
3	Актуализация и проверка знаний, умений, навыков обучающихся	5 мин	Терминологический диктант	Презентация
4	Объяснение нового материала	53 мин -5м	1.Вопросы на входе 2.Объяснение нового материала 1) назначение аккумуляторной батареи 2) процесс заряда и разряда аккумулятора; 3) общее устройство аккумуляторной батареи: 4) классификация свинцово-кислотных автомобильных АКБ 5) устройство и материал моноблока; 6) устройство и материал пластин 7) устройство и материал сепаратора; 8) напряжение аккумулятора; 9) соединение аккумуляторов в батареи; 10) емкость аккумулятора; 11) типы и обозначения АКБ.	Презентация, постановка перед студентами задач и способы их решения совместными усилиями преподавателей и студентов	вопросник, компьютер, проектор, интерактивная доска, тетради, ручки, презентации Power Point, краткий конспект
4	Закрепление пройденного материала	15мин -10мин -5 мин	-Работа обучающихся на рабочих листах (проверка выполнения задания на интерактивной доске) -Ответы на вопросы (выход)	Самостоятельная работа, самоконтроль	Рабочий лист, компьютер, проектор, интерактивная доска, учебный модуль «Устройство аккумуляторной батареи (практическая работа)» вопросники
4	Заключение	5 мин	Cамоанализ (рефлексия), оценивание студентов, домашнее задание (составить кроссворд по теме «Аккумулятор»)	беседа	журнал Т.О.

Проблемная ситуация: при повороте ключа в положение «Стартер» (при рабочем стартере) двигателе не запускается. Какова причина? На что обратим свой взор?

1.Назначение аккумуляторной батареи

Потребители электроэнергии на автомобиле должны питаться током при работающим и неработающем двигателе. Во время работы двигателя источником тока служит генератор, превращающий механическую энергию в электрическую, При неработающем двигателе, когда генератор не вырабатывает электроэнергию, необходим другой источник тока.

Для питания потребителей тока при неработающем двигателе используют химический источник постоянного тока - аккумуляторную батарею, в которой химическая энергия превращается в электрическую.

Аккумуляторы бывают двух видов - кислотные (свинцовые) и щелочные (железо-кадмиево-литиевые).

Кислотный аккумулятор представляет собой стеклянный или эбонитовый сосуд с налитым туда водным раствором серной кислоты (Н₂SO₄). Электродами аккумулятора служат свинцовые, специально подготовленные пластины.

2) Процесс заряда и разряда аккумулятора

При заряде и разряде аккумулятора в нем происходит ряд сложных химических реакций.

В заряженном аккумуляторе в результате произошедших при заряде реакций положительная пластина будет состоять из перекиси свинца (РbO₂), а отрицательная из губчатого свинца (Рb). Напряжение на выводах заряженного аккумулятора равно 2-2. 1 В. Если замкнуть выводы аккумулятора на сопротивление (на потребителя), то внутри аккумулятора ток пойдет от отрицательной пластаны к положительной, т.е. молекулы и H₂SО₄ распались на положительные ионы водорода H₂ и отрицательные ионы сернокислого остатка SО₄, то при разрядке аккумулятора ионы водорода направляются к положительной пластине, а ионы сернокислого остатка - к отрицательной.

Реакции происходящие при этом будут таковы:

на положительной пластине

PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O

на отрицательной пластине

Pb + SO₄ = PbSO₄

Складывая почленно обе части этих одно уравнение разряда аккумулятора:

РbО + 2H₂SO₄ + Pb = PbSo₄ + 2H₂O + PbSo₄

Следовательно при разряде аккумуляторной батареи на обоих концах образуется сернокислый свинец РbSO₄ и выделяется вода, т.е. уменьшается плотность электролита Полный разряд свинцового аккумулятора недопустим и его можно доводить только до 1,8 В. Во время разряда химическая энергия аккумулятора переходит в электрическую энергию.

При разряде свинцового аккумулятора напряжение, которое к нему подводится изменяется от величины около 2В в начале заряда до 2,5 - 2,7 В. в конце заряда. Ток от внешнего источника будет протекать внутри аккумулятора от положительной пластины к отрицательной.

Положительные ионы водорода будут перемешаться к отрицательной пластине, а
отрицательные ионы сернокислого остатка - к положительной пластине . При этом
происходят следующие реакции:

на положительной пластине

PbSO₄ + SO₄ + 2H₂O = PbO₂ + 2H₂SO₄

на отрицательной пластине

PbSO₄ + H₂ = Pb + H₂SO₄

Складывая почленно обе части уравнений, получим: РbSO₄ + 2H₂O + PbSO₄ = PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb

Таким образом, после заряда на положительной пластине образуется перекись свинца РbO₂ (коричневого цвета),а на отрицательной пластине губчатый (пористый) свинец РЬ т.е. пластины аккумулятора возвращаются к своему первоначальному состоянию РbО₂ и Рb , плотность электролита увеличивается.

3) Общее устройство аккумуляторной батареи

На автомобиле устанавливают не один аккумулятор, а батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов, соединенных между собой. Стартерная аккумуляторная батарея состоит из моноблока положительных и отрицательных пластин, сепараторов, крышек и соединительных перемычек.

4) Классификация свинцово-кислотных автомобильных АКБ

4) Устройство и материал моноблока

Моноблок (бак) аккумуляторной батареи изготовлен из кислотоупорной пластмассы, термопласта, эбонита Он разделен перегородками, образующими отсеки для отдельных аккумуляторов. На дне моноблока имеются ребра, на которые опираются пластины; этим пластины предохраняются от короткого замыкания осадками, собирающимся на дне.

5) Устройство и материал пластин

Положительные и отрицательные пластины аккумулятора отливают в виде решетки из сплава, содержащего 92 -94 % свинца, 6-8 % сурьмы с добавлением мышьяка. Сурьма увеличивает механическую прочность пластин, коррозионную стойкость и облегчает их отливку, Для увлечения емкости аккумулятора ячейки решеток заполняют активной массой ( для положительных пластин - перекись свинца, а для отрицательных пластин губчатый свинец). Для увеличения площади соприкосновения активной массы с электролитом ее делают пористой. Чтобы увеличить количество активной массы , одновременно принимающей участие в химических процессах и увеличить внутреннее сопротивление батареи изготавливает несколько одноименных пластин, соединенных между собой параллельно в полублоки. Полублоки собирают в блоки. Положительных пластин в полублоке должно быть на одну меньше, чем отрицательных, с тем чтобы в блоках положительные пластины были размешены между отрицательными. Такое взаимное расположение обеспечивает использование обеих сторон положительных пластин. Если в химической реакции будет принимать участие только одна сторона положительной пластины, то пластина будет быстро разрушатся.

6) Устройство и материал сепаратора

Чтобы предотвратить замыкание разноименных пластин, их отделяют друг от друга тонкими прокладками - сепараторами. Сепараторы должны быть тонкими и пористыми, чтобы не препятствовать циркуляции электролита и прохождению электрического тока Материалом для сепараторов служит минор (микропористый эбонит), стекловолокно, мипласт. Для облегчения циркуляции электролита сторона окрашенная к положительной пластине, делается ребристой.

Аккумуляторы соединяют между собой последовательно в батарею, с помощью свинцовой перемычки. Полюсные штыри обозначают метками «+» и «~«. Диаметр положительного полюса несколько больше диаметра отрицательного что исключает неправильное включение батареи в цепь.

Аккумуляторы закрывают сверху крышками, предохраняющими от попадания в них грязи и различных веществ, а также от выплескивания электролита В крышке сделаны отверстия для заполнения аккумулятора электролитом, контроля его уровня и для вывода штырей. Контрольно - заливное отверстие закрыто пробкой с вентиляционным отверстием. В некоторых аккумуляторах вентиляционное отверстие, выполнено в крышке отдельно. По краям крышка уплотнена мастикой, предохраняющей от попадания в аккумулятор грязи и от вьплескивания электролита.

7) Напряжение аккумулятора Напряжение на клеммах свинцовых аккумуляторов независимо от их размеров и количества пластин. В заряженном состоянии напряжение одного аккумулятора равно 2 В: при разрядке напряжение снижается. Во время пользования аккумулятором нельзя допускать снижение напряжения ниже 1,7 В т.к. это приводит к его порчи.

8) Соединение аккумуляторов в батареи

На современных автомобилях применяют приборы
электрооборудования рассчитанные на напряжение 12 В, Что бы получить такое
напряжение, необходимо иметь шесть, аккумуляторов соединить последовательно
свинцовыми перемычками.

9) Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора определяется количеством электричества, которое может дать заряженный аккумулятор при разряде до допустимого предела ( снижение напряжения до 1,7 В).

Измеряется емкость - ампер часами.

Ампер- часом- называется емкость такого аккумулятора, который может давать ток силой в 1 А в течении 1 часа Емкость зависит от размера пластин и их количества активной массы, силы разрядного тока и температуры электролита. Чем больше сила разрядного тока , тем меньше становится емкость батареи (стартер -300-800 А). Снижение температуры электролита на 1*С ( от температуры +30* С) снижает емкость примерно на 1%.

10) Типы и обозначения АКБ

На автомобилях устанавливают стартерные кислотные (свинцовые) аккумуляторные батареи (сухозаряженные т.е. батареи поступающие с завода в заряженном виде без электролита.

На автомобилях устанавливаются батареи следующих марок:
ЗИЛ-130 6СТ-90ЭМС
ГАЗ-53 6СТ-75
КамАЗ 2х6СТ-190ТР
где : 6 - число аккумуляторов в батарее

С Т - тип батареи ( стартерная)

90,75 ,190 -номинальная емкость батареи в А. ч.;

Э - эбонит;

Т - полиэтилен; материал бака

П- кислотоупорная пластмасса;

М – мипласт;

Р ~ мипор; материал сепаратора

С - стекловолокно,

Пробег - 60 тыс.км.

Гарантийный срок использования аккумулятора - 24 месяца.

Приложение 3

ВОПРОСЫ НА ВХОДЕ

1. Для чего используется аккумуляторная батарея на автомобиле?

2. Как соединяются аккумуляторы в батарее?

3. Из каких основных деталей аккумулятор?

4. Что происходит в аккумуляторе во время процесса заряда?

5. Что обозначают буквы СТ в маркировке АКБ?

1. ______________________________________________________________________________________________________________________________

3.

4.

5.

ВОПРОСЫ НА ВЫХОДЕ

1. Для чего используется аккумуляторная батарея на автомобиле?

2. Как соединяются аккумуляторы в батарее?

3. Из каких основных деталей аккумулятор?

4. Что происходит в аккумуляторе во время процесса заряда?

5. Что обозначают буквы СТ в маркировке АКБ?

1. ______________________________________________________________________________________________________________________________

3.

4.

5.

№ группы______________ Фамилия_____

Приложение 4

Материалы к уроку по теме «Аккумуляторная батарея»

Аккумуляторная батарея состоит из моноблока, крышки, клемм, баретки, заливной горловины с пробкой, сепараторов, положительных и отрицательных пластин, индикатора для проверки уровня электролита

Положительные и отрицательные пластины отливают в виде решетки из сплава 92-94% свинца, 6-8% сурьмы.

Решетка положительных пластин заполняется активной массой из перекиси свинца, а у отрицательных пластин – из губчатого свинца.

Пластины собираются в полублоки.

Положительных пластин в полублоке должно быть на одну меньше, чем отрицательных.

Толщина положительной пластины больше отрицательной.

Сепараторы размещены между разноименными пластинами и предохраняют и от непосредственного соприкосновения.

Сепаратор представляет собой прокладку, изготовленную из микропористой пластмассы (мипласта), стекловолокна или микропористого эбонита (мипор).

Сепаратор, изготовленный из мипора или мипласта имеет ребристую поверхность, которой обращен к положительной пластине.

Напряжение на клеммах свинцовых аккумуляторов независимо от их размеров и числа пластин одинаково – 2 В.

На современных автомобилях применяют приборы, рассчитанные на напряжение 12 и 24В, чтобы получить такое напряжение необходимо 6 аккумуляторов соединить последовательно перемычками.

Емкость аккумулятора определяется количеством электричества, которое может дать заряженный аккумулятор при разряде до допустимого предела (до 1,7В). Измеряется емкость ампер-часами.

Ампер-часом называется емкость такого аккумулятора, который может давать ток силой в 1 А в течение 1 ч.

Емкость зависит от размера пластин и их числа. От качества активной массы, силы разрядного тока, а также от температуры электролита.

Приложение 5

Устройство аккумуляторной батареи

Задание: Установите соответствие номера на рисунке с названием деталей.

- Положительный электрод;

- Отрицательный электрод;

- Решетка положительного электрода;

- Решетка отрицательного электрода;

- Сепаратор;

- Блок положительный пластин;

- Блок отрицательных пластин;

- Секция аккумуляторной батареи

1	Решетка положительного электрода
2	Положительный электрод
3	Сепаратор
4	Решетка отрицательного электрода
5	Отрицательный электрод
6	Блок отрицательных пластин
7	Секция аккумуляторной батареи
8	Блок положительный пластин

Приложение 6

«Для меня сегодняшний урок…»

Урок	Я на уроке	Итог
1. интересно	1. работал	1. понял материал
2. скучно	2. отдыхал	2. узнал больше, чем знал
3.безразлично	3.помогал другим	3.не понял