Podstawowe rozwiązywanie problemów z obwodami

Fizyka - Obwody prądu przemiennego (część I - RL oraz RC) (Lipiec 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Podstawowe rozwiązywanie problemów z obwodami

Podstawowa energia elektryczna


Pytanie 1

Ustal, czy żarówka nie będzie się wyłączać przy każdym z kolejnych przerw w obwodzie. Zastanów się tylko jedną przerwę naraz:

Wybierz jedną opcję dla każdego punktu:
• A: brak zasilania / brak efektu
• B: brak zasilania / brak efektu
• C: brak zasilania / brak efektu
• D: brak zasilania / brak efektu
• E: brak zasilania / brak efektu
• F: brak zasilania / brak efektu
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

• A: wyłączenie zasilania
• B: brak efektu
• C: brak efektu
• D: brak efektu
• E: wyłączenie zasilania
• F: brak efektu

Uwagi:

To pytanie jest ważne w procesie uczenia się rozwiązywania problemów przez uczniów. Podkreśl znaczenie myślenia indukcyjnego: wyprowadzanie ogólnych zasad z określonych przypadków. Jakie zachowanie tego obwodu mówi nam o elektrycznej ciągłości "panelu panelu roboczego - domyślnie" itemscope>

pytanie 2

Zbadaj poniższą ilustrację prostego obwodu przełącznika baterii, połączonego ze sobą za pomocą zacisków śrubowych, z każdego punktu połączenia na każdym bloku zacisków oznaczonym unikalnym numerem:

Określ, czy napięcie powinno znajdować się między następującymi parami punktów bloku z przełącznikiem w pozycji ON:

• Punkty 1 i 5:
• Punkty 6 i 7:
• Punkty 4 i 10:
• Punkty 9 i 12:
• Punkty 6 i 12:
• Punkty 9 i 10:
• Punkty 4 i 7:

Teraz należy ustalić, czy napięcie powinno znajdować się między następującymi parami punktów bloku z przełącznikiem w pozycji OFF:

• Punkty 1 i 5:
• Punkty 6 i 7:
• Punkty 4 i 10:
• Punkty 9 i 12:
• Punkty 6 i 12:
• Punkty 9 i 10:
• Punkty 4 i 7:
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Włączać:

• Punkty 1 i 5: Napięcie!
• Punkty 6 i 7: Brak napięcia
• Punkty 4 i 10: Brak napięcia
• Punkty 9 i 12: Napięcie!
• Punkty 6 i 12: Brak napięcia
• Punkty 9 i 10: Brak napięcia
• Punkty 4 i 7: Napięcie!

Wyłączyć:

• Punkty 1 i 5: Napięcie!
• Punkty 6 i 7: Brak napięcia
• Punkty 4 i 10: Brak napięcia
• Punkty 9 i 12: Brak napięcia
• Punkty 6 i 12: Napięcie!
• Punkty 9 i 10: Brak napięcia
• Punkty 4 i 7: Napięcie!

Pytanie uzupełniające: wyjaśnij, dlaczego pomiędzy dwoma parami punktów dla obu warunków obwodu wystąpi napięcie lub brak napięcia (włącz i wyłącz).

Uwagi:

To pytanie nie jest tak naprawdę pytaniem diagnostycznym jako takim, ale zasady związane z pomyślnym określeniem obecności lub braku napięcia są niezwykle ważne, aby móc rozwiązywać proste obwody za pomocą woltomierza.

Odkryłem, że koncepcja punktów wspólnych elektrycznie jest najbardziej pomocna, gdy uczniowie po raz pierwszy nauczą się powiązać spadek napięcia z ciągłością (przerwy lub przerwy) w obwodzie. Możesz chcieć określić, które punkty w tym obwodzie są elektrycznie wspólne dla siebie (w jednej lub obu pozycjach przełącznika).

pytanie 3

Problem dotyczy następującego obwodu przełącznika akumulatora. Z biegiem czasu rozwinęła się korozja między końcówką przewodu a zaciskiem śrubowym oznaczonym "4" na górnej stronie górnego bloku zacisków. To skorodowane połączenie ma teraz wysoką odporność, a nie niski opór, jak powinien. W rezultacie żarówka nie włącza się, gdy przełącznik jest włączony:

Podejmując pomiary napięcia za pomocą woltomierza, jak myślisz, w jaki sposób ten problem z korozją ujawni się za pomocą przełącznika w pozycji ON "# 3"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Ze skorodowanym połączeniem na zacisku # 4, następujące pomiary napięcia powinny być odczytywane nienormalnie wysokie (prawie pełne napięcie baterii, podczas gdy powinny rejestrować zero woltów, jeśli wszystkie połączenia w obwodzie są dobre):

• Punkty 1 i 4
• Punkty 1 i 10

niska w wyniku skorodowanego połączenia w punkcie # 4. Zidentyfikuj, które pary punktów będą mierzyć między nienormalnie niskim napięciem.

Uwagi:

Wyjaśnij uczniom, jakie czynniki środowiskowe przyczyniają się do korozji (woda, kwasy, substancje żrące itp.) Oraz w jaki sposób skorodowane połączenie elektryczne zwykle nie jest równoważne z całkowitą "otwartą" przerwą w obwodzie. Dość często skorodowane połączenie jest znacznym oporem o niestabilnej wartości, co prowadzi do sporadycznych problemów w obwodzie.

Pytanie 4

W tym obwodzie przełącznika akumulatora lampa metalowa w środku lampy uległa spaleniu, dzięki czemu nie tworzy już elektrycznie ciągłego połączenia. Innymi słowy, żarnik zawiodł "otwarty".

Oczywiście oznacza to, że lampa się nie włącza, niezależnie od tego, co robi przełącznik. Oznacza to również, że większość pomiarów napięcia w obwodzie będzie taka sama, jak w przypadku prawidłowo działającego obwodu. Istnieje jednak jeden pomiar napięcia, który będzie różny w obwodzie z wypalonym włóknem niż w prawidłowo działającym obwodzie. Określ, z której pary lub par punktów zacisków będzie mierzone napięcie o różnych wartościach, jaki stan przełącznika (WŁ. Lub WYŁ.) Pojawi się i jaki będzie ten inny pomiar napięcia w stosunku do napięcia akumulatora.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Gdy żarnik jest spalony, jedynym pomiarem napięcia, który zmieni się w obwodzie, jest napięcie na przełączniku, gdy jest on w stanie WYŁĄCZONYM. Normalnie napięcie na przełączniku w stanie WYŁĄCZONYM będzie pełnym napięciem baterii, ale teraz (przy otwartym żarniku) będzie to zero. Pozwolę ci określić, które punkty w obwodzie mierzysz napięcie przełącznika pomiędzy.

Uwagi:

Pamiętaj, aby zapytać swoich uczniów, dlaczego sądzą, że nie spadnie napięcie na przełączniku, gdy jest WYŁĄCZONY, gdy żarnik zostanie otwarty. Pomocne może być narysowanie schematu (bez wszystkich wskazanych punktów bloku) podczas omawiania argumentów z uczniami.

Pytanie 5

W tym obwodzie, gdzie należy mierzyć pełne napięcie akumulatora (między parami punktów testowych) "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00119x01.png">

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Powinieneś oczekiwać pomiaru pełnego napięcia baterii za pomocą jednego przewodu pomiarowego woltomierza dotykającego dowolnego punktu wzdłuż górnego przewodu obwodu (punkty od A do E), a drugi przewód pomiarowy dotyka dowolnego punktu wzdłuż dolnego przewodu obwód (punkty od F do J).

Uwagi:

Obwód ten stanowi doskonałą okazję do omówienia pojęcia "elektrycznie wspólnych" punktów. Wszelkie punkty w obwodzie bezpośrednio połączonym z przewodem są uważane za "wspólne elektrycznie" względem siebie: pomiar napięcia wskazany w którymkolwiek z tych punktów powinien być identyczny, jeśli odniesiono się do któregokolwiek z pozostałych punktów.

Pytanie 6

W tym obwodzie, gdzie nie spodziewałbyś się zmierzyć znacznego napięcia (między parami punktów testowych)?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Nie należy mierzyć żadnego znaczącego napięcia między którymkolwiek z punktów testowych wzdłuż górnego drutu (od A do B, od A do C, od A do D itd.) Ani od żadnego z punktów testowych wzdłuż dolnego drutu (od F do G, Od F do H, od F do I itd.). Zasadniczo punkty w obwodzie elektrycznie wspólnym dla siebie nie powinny mieć napięcia między nimi.

Uwagi:

Odpowiedź zawiera koncepcję, która okazała się bardzo pomocna w zrozumieniu obwodów elektrycznych: koncepcja punktów w obwodzie elektrycznie wspólnym dla siebie. Mówiąc najprościej, oznacza to, że punkty są połączone ze sobą przewodami o znikomym oporze. Mając prawie 0 omów rezystancji między punktami zapewnia nieznaczny spadek napięcia, nawet przy dużych prądach.

I odwrotnie, jeśli znaczące napięcie jest mierzone pomiędzy punktami w obwodzie, możesz mieć pewność, że te punkty nie są elektrycznie wspólne dla siebie. Zaangażuj uczniów w dyskusję na temat elektrycznej wspólności i spodziewanych spadków napięcia:

• Jeśli napięcie mierzone jest pomiędzy dwoma punktami w obwodzie, są to dwa punkty elektrycznie wspólne dla siebie "panel z panelem roboczym - domyślny" panel przedmiotów>

Pytanie 7

Załóżmy, że ten obwód baterii i żarówki nie działa. Korzystając tylko z woltomierza, w jaki sposób sprawdzisz obwód, aby ustalić, gdzie znajduje się problem? Uwaga: litery wskazują "punkty testowe" wzdłuż okablowania, gdzie można sondować obwód za pomocą woltomierza.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Istnieje kilka strategii, które można zastosować w celu zlokalizowania problemu w tym obwodzie. Popularną techniką jest "dzielenie obwodu na pół", najpierw sprawdzając napięcie między punktami C i H. Obecność braku napięcia między tymi dwoma punktami wskaże, czy problem leży między tymi punktami a akumulatorem, czy między tymi punktami a żarówką (zakładając, że istnieje tylko jeden problem w obwodzie - duże założenie!).

Uwagi:

Obwód taki jak ten jest bardzo łatwy do skonstruowania i stanowi doskonały element demonstracyjny w klasie. Użyłem takiego obwodu, zbudowanego na kawałku pegboard 2 stopy na 4 stopy, z metalowymi śrubami działającymi jako punkty testowe, aby uczniowie mogli rozwijać swoje umiejętności rozwiązywania problemów przed klasą, gdzie wszyscy mogą obserwować i uczyć się razem.

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​studenci, którzy mają problemy z rozwiązywaniem problemów w obwodach, zwykle doświadczają trudności w rozwiązywaniu problemów w tym prostym obwodzie. Chociaż sam obwód nie może być prostszy, podstawowa koncepcja napięcia jako wielkości mierzalnej tylko między 2 punktami jest dla wielu myląca. Poświęcenie dużej ilości czasu na naukę rozwiązywania problemów z obwodem takim jak ten będzie bardzo korzystne w przyszłości!

Pytanie 8

Załóżmy, że obwód baterii i żarówki nie działa:

Za pomocą woltomierza technik mierzy pełne napięcie akumulatora między punktami C i H. Co ten pojedynczy pomiar wskazuje na stan obwodu "# 8"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Bazując na tym jednym pomiarze, jesteśmy w stanie stwierdzić, że bateria wyprowadza pełne napięcie i że okablowanie obwodu jest ciągłe od ujemnej końcówki akumulatora do punktu C, a od dodatniej końcówki akumulatora do punktu H. Błąd jest öpen "Gdzieś na prawo od punktów C i H - prawdopodobnie więcej niż jeden.

Uwagi:

Niektóre pomiary zawierały określone odpowiedzi, podczas gdy inne tylko nieokreślone. W tym konkretnym pytaniu pojedynczy pomiar napięcia mówi nam jednoznacznie o lewej stronie obwodu, ale mało o prawej stronie. Bardzo ważne jest, aby uczniowie rozwinęli logiczną umiejętność odróżniania niezbędnych wniosków od możliwych wniosków w rozwiązywaniu problemów. Umiejętność taka jak ta wymaga czasu i ćwiczeń, aby się rozwinąć, więc pamiętaj, aby spędzić odpowiedni czas w trakcie kursu ze swoimi uczniami szlifującymi to!

Pytanie 9

Załóżmy, że obwód baterii i żarówki nie działa:

Za pomocą woltomierza technik mierzy pełne napięcie akumulatora między punktami C i H. Wynik tego pojedynczego pomiaru wskazuje, w której połowie obwodu wystąpił określony problem. Co poleciłbyś jako następny pomiar woltomierza do rozwiązania problemu obwód, zgodnie z tą samą strategią "dzielenie na pół" "# 9"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Aby "podzielić obwód na pół" ponownie, zmierz napięcie między punktami D i I.

Uwagi:

Niektóre narzędzia do rozwiązywania problemów odnoszą się do tej strategii jako "dziel i rządź", ponieważ dzieli ona z każdym krokiem możliwości lokalizacji błędu przez współczynnik 2. Upewnij się, że uczniowie rozumieją, że możliwość natychmiastowego określenia, która część systemu nie jest uszkodzona, jest cennym zaoszczędzeniem czasu.

Pytanie 10

Załóżmy, że obwód baterii i żarówki nie działa:

Za pomocą woltomierza technik mierzy 0 V między punktami C i H. Co ten pojedynczy pomiar wskazuje na stan obwodu "# 10"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Bazując na tym jednym pomiarze, jesteśmy w stanie stwierdzić, że jest zdecydowanie problem w obwodzie gdzieś po lewej stronie (z punktów C i H, po lewej). Dokładna natura problemu nie jest znana, ale w tej połowie jest zdecydowanie jakiś problem natury.

Może to być problem z prawej strony obwodu lub nie. Biorąc pod uwagę ten pojedynczy pomiar napięcia, po prostu nie wiemy.

Uwagi:

Są chwile, kiedy wskazanie woltomierza 0 woltów jest tak samo pouczające, jak błąd obwodu jako niezerowy pomiar. W tym przypadku pomiar mówi nam, że określony problem występuje w jednej połowie obwodu.

Pytanie 11

Załóżmy, że obwód baterii i żarówki nie działa:

Za pomocą woltomierza technik mierzy 0 wolt między punktami C i H. Wynik tego pojedynczego pomiaru wskazuje, w której połowie obwodu występuje określony problem. Co poleciłbyś jako następny pomiar woltomierza do rozwiązania problemu z obwodem, stosując tę ​​samą strategię "dzielenia na pół" "# 11"> Odsłoń odpowiedź Ukryj odpowiedź

Aby "podzielić obwód na pół" ponownie, zmierz napięcie między punktami B i G.

Uwagi:

Niektóre narzędzia do rozwiązywania problemów odnoszą się do tej strategii jako "dziel i rządź", ponieważ dzieli ona z każdym krokiem możliwości lokalizacji błędu przez współczynnik 2.

Ważne jest, aby w takich sytuacjach zdać sobie sprawę, że nie dokonano jeszcze żadnego określenia bezbłędności obwodu. Mierząc 0 woltów między punktami C i H, wiemy, że istnieje wyraźny problem w lewej połowie obwodu, ale w żaden sposób nie "wyczyściliśmy" prawej połowy obwodu jakiegokolwiek błędu. Z tego, co wiemy, mogą występować usterki w obu połówkach obwodu! Dopiero dalsze dochodzenie ujawni prawdę.

Pytanie 12

Załóżmy, że obwód baterii i żarówki nie działa:

Używając tylko woltomierza, technik mierzy napięcie między następującymi zestawami punktów:

• Pomiędzy A i C: 0 woltów
• Pomiędzy D i G: 12 woltów
• Pomiędzy E i J: 0 woltów
• Pomiędzy B i E: 12 woltów

Z tych pomiarów napięcia, co możesz powiedzieć o stanie akumulatora, okablowaniu i żarówce "# 12"> Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Na podstawie tych pomiarów jesteśmy w stanie określić, czy napięcie akumulatora wynosi 12 woltów, że żarówka ma dobrą ciągłość oraz, że występuje przerwa w obwodzie między punktami D i E.

Odpowiedź na pytanie: dwa pomiary "0 woltów" nie są potrzebne przy ustalaniu lokalizacji usterki w tym obwodzie.

Uwagi:

Takie scenariusze doskonale nadają się do dyskusji w grupach, zachęcając uczniów do krytycznego myślenia o danych i praktycznej znajomości elektryczności do realistycznego problemu.

Pytanie 13

Pokazany tu obwód nazywa się "prostownikiem mostkowym", a jego celem jest przekształcenie prądu zmiennego (z jednostki "zasilającej") na prąd stały. Załóżmy, że zostałeś poproszony o sprawdzenie ciągłości przełącznika (SW1) zamontowanego na płytce z obwodem drukowanym. Jaki byłby szybki i skuteczny sposób testowania ciągłości tego przełącznika (najlepiej bez wyjmowania przełącznika z płytki drukowanej)?

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Odłącz zasilanie od płytki drukowanej (odłączyć tylko jeden przewód), a następnie użyj omomierza do pomiaru ciągłości na zaciskach przełącznika, gdy znajdujesz się w pozycji ÖN "i w pozycji ÖFF". Nawiasem mówiąc, nie jest to jedyny sposób sprawdzenia ciągłości przełącznika, ale jest on najbardziej bezpośredni.

Uwagi:

Rzućcie wyzwanie swoim uczniom, aby wymyślili inne metody, które można wykorzystać do sprawdzenia ciągłości przełącznika. Często istnieje więcej niż jeden sposób przeprowadzenia pewnej kontroli funkcji komponentu, jeśli posiadasz wiedzę w zakresie teorii elektryczności i kreatywności w używaniu sprzętu testowego!

Pytanie 14

Określ, które z nich są prawdziwymi stwierdzeniami:

  1. Pomiędzy dwoma punktami, które są elektrycznie wspólne dla siebie, gwarantowane jest zerowe napięcie.
  2. Jeżeli mierzone jest zero napięcia między dwoma punktami, punkty te muszą być elektrycznie wspólne dla siebie.
  3. Pomiędzy dwoma punktami, które nie są elektrycznie wspólne dla siebie, gwarantowane jest napięcie.
  4. Jeżeli napięcie mierzone jest pomiędzy dwoma punktami, punkty te nie mogą być elektrycznie wspólne dla siebie.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Tylko dwa z czterech podanych stwierdzeń są prawdziwe:

1. Między dwoma punktami, które są elektrycznie wspólne dla siebie, gwarantowane jest zerowe napięcie.
4. Jeżeli napięcie mierzone jest pomiędzy dwoma punktami, punkty te nie mogą być elektrycznie wspólne dla siebie.

Dla tych, którzy źle to rozumieją, przetestuj następujące stwierdzenia dla prawdy. Każde z tych stwierdzeń jest zgodne z tym samym logicznym schematem instrukcji elektrycznych podanych na początku tego pytania:

  1. Wszystkie króliki są ssakami.
  2. Wszystkie ssaki to króliki.
  3. Wszystkie nie-króliki nie są ssakami.
  4. Wszystkie zwierzęta nie będące ssakami nie są królikami.

Uwagi:

To, co tu mamy, to ćwiczenie w logice Arystotelesa. W obu scenariuszach (punkty w obwodzie lub zwierzętach), instrukcja 2 jest odwrotnością instrukcji 1, podczas gdy instrukcja 3 jest odwrotna, a instrukcja 4 jest przeciwieństwem . Jedynie przeciwieństwo instrukcji ma gwarancję, że ma tę samą wartość prawdy, co oryginalna instrukcja.

To nie jest ćwiczenie ezoteryczne. Przeciwnie, jest to trudny fakt: wielu studentów błędnie myśli, że ponieważ nie ma gwarancji, że nie ma napięcia między elektrycznie wspólnymi punktami w obwodzie, to brak napięcia między dwoma punktami musi oznaczać, że te dwa punkty są elektrycznie wspólne dla siebie nawzajem ! To niekoniecznie jest prawdą, ponieważ istnieją sytuacje, w których dwa punkty mogą nie być elektrycznie wspólne, ale nadal nie mają napięcia między nimi. Elektryczna wspólność to tylko jeden ze sposobów, w jaki dwa punkty mogą mieć zerowe napięcie między nimi, a nie jedyny sposób!

Przeciwwagą tej zasady jest jednak cenne narzędzie do rozwiązywania problemów: jeśli istnieje znaczne napięcie mierzone między dwoma punktami w obwodzie, to bez wątpienia wiemy, że te dwa punkty nie są elektrycznie wspólne dla siebie!

Pytanie 15

Załóżmy, że technik rozwiązuje problem następującego obwodu, którego żarówka nie chce się zapalić:

Technik rejestruje swoje kroki na kartce papieru podzielonej na dwie kolumny: Obserwacje i Wnioski, rysując poziomą linię pod każdym wnioskiem po jej dokonaniu:

Należy skrytykować to zadanie dotyczące rozwiązywania problemów przez technika, zauważając wszelkie błędy lub niepotrzebne czynności.

Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

Pierwszy krok i zakończenie, choć pozornie niepotrzebne, są naprawdę dobre do sprawdzenia. To, że ktoś mówi ci, że jest problem z obwodem, nie musi oznaczać, że jest z nim jakiś problem. Ludzie mogą popełniać błędy i zazwyczaj dobrym pomysłem jest zweryfikowanie natury problemu w systemie przed rozwiązywaniem problemów.

Drugi wniosek ("Zasilanie działa poprawnie") jest zaniżony. W rzeczywistości obecność napięcia między tymi dwoma punktami świadczy o tym, że nie tylko zasilacz działa prawidłowo, ale oba przewody między zasilaczem a zaciskami TB1-1 i TB2-1 mają dobrą ciągłość, a połączenia między przewodami a ich odpowiednie terminale są również dobre. Eliminuje to kilka części obwodu jako problematyczne.

Sprawdzenie napięcia na zaciskach żarówki jest dobrym krokiem, ale brak napięcia nie świadczy o tym, że żarówka się nie pomyliła! Oznacza to tylko, że pomiędzy żarówką a dwoma ostatnimi połączeniami, w których mierzono napięcie (między TB1-1 i TB2-1), występuje inny problem. Z tego, co wiemy w tym momencie, żarówka może się nie udać, jak również awaria w innym miejscu obwodu.

Sprawdzenie napięcia na przełączniku jest kolejnym dobrym krokiem, ale brak napięcia nie dowodzi, że przełącznik ma dobrą ciągłość, podobnie jak brak napięcia wykazał, że żarówka żarówki ma dobrą ciągłość. W tym obwodzie wciąż może być wiele "otwartych".

Obecność napięcia pomiędzy TB2-1 i TB2-3 znacznie ogranicza możliwość wystąpienia awarii w obwodzie. Wiedząc, że napięcie między tymi dwoma zaciskami świadczy o dobrej ciągłości od TB2-3 do TB1-3, poprzez przełącznik i całą drogę powrotną do źródła zasilania. Od kroku 2 wiemy już, że istnieje dobra ciągłość od TB2-1 z powrotem do źródła zasilania. To ostatecznie mówi nam, że problem (problemy) musi leżeć między TB2-1 i TB2-3.

Jest to zmarnowany krok do sprawdzenia napięcia między TB1-3 i TB2-1.

Pomiar napięcia między TB2-1 i TB2-2 dowodzi lokalizacji awarii: "otwarty" pomiędzy tymi dwoma punktami. Dowodzi to również, że nie ma innych "otwartych" awarii w obwodzie.

Ostatni krok, dokumentujący zastąpienie przewodu pomiędzy TB2-1 i TB2-2, choć nie jest niezbędny, również nie jest marnowany. Dzienniki rozwiązywania problemów, takie jak te, są pomocne przy wyszukiwaniu złożonych problemów w dużych systemach, gdzie więcej niż jedna osoba może musieć pracować nad znalezieniem problemu (ów). Jeśli w systemie występuje więcej niż jedna usterka, warto udokumentować naprawę dla dobra kogokolwiek innego, pracującego nad rozwiązaniem problemu w późniejszym czasie!

Uwagi:

Rozwiązywanie problemów związanych z połączeniem to najwyższy poziom myślenia wymagany od wielu specjalistów w dziedzinie elektroniki i sprzętu elektrycznego: efektywne rozpoznawanie usterek w oparciu o znajomość podstawowych zasad i wykorzystanie sprzętu badawczego. Dobre narzędzia do rozwiązywania problemów są rzadkością i moim zdaniem ma to więcej wspólnego z brakiem skutecznego wykształcenia technicznego, niż z brakiem naturalnych zdolności.

Nie wystarczy po prostu powiedzieć uczniom, co powinni zrobić w rozwiązywaniu problemów lub dać im łatwe do wykonania kroki. Studenci muszą być umieszczeni w scenariuszach, w których muszą przemyśleć swoje rozwiązanie. Na szczęście rozwiązywanie problemów z obwodami elektrycznymi to działanie, które sprawdza się zarówno w przypadku małych grup studentów, jak i indywidualnych uczniów. "Wirtualne" rozwiązywanie problemów, takie jak ten, jest dobrym sposobem na rozpoczęcie myślenia uczniów we właściwy sposób, aby stać się skutecznymi narzędziami do rozwiązywania problemów.

Pytanie 16

Poniższy obwód ma problem. Kiedy przełącznik jest zamknięty, lampa się nie włącza:

Określ, które z tych hipotetycznych błędów mogą rozwiązać ten problem, a które nie mogą wyjaśnić problemu. Innymi słowy, które z tych usterek są możliwe, a które nie są możliwe, biorąc pod uwagę objawy przejawiane przez obwód "kompaktowy">

• Żarówka żarówki nie została otwarta
• Przełączenie nie powiodło się
• Przełącznik nieudany otwarty
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

• Żarówka żarówki nie działa prawidłowo: możliwe
• Przełącznik nieudane zwarcie: niemożliwe
• Przełącznik nieudany otwarty: Możliwe

Pytanie uzupełniające: jeśli pozwolimy sobie na rozpatrzenie więcej niż jednej awarii występującej w tym samym czasie, czy scenariusz "nie powiodło się ze zwarciem" stanie się możliwy? Wyjaśnij dlaczego lub dlaczego nie.

Uwagi:

To pytanie pomaga uczniom w budowaniu umiejętności eliminowania nieprawdopodobnych możliwości popełnienia błędu, pozwalając im skoncentrować się na tym, co jest bardziej prawdopodobne. Ważną umiejętnością rozwiązywania problemów systemowych jest umiejętność formułowania prawdopodobieństw dla różnych scenariuszy awarii. Bez tej umiejętności tracisz dużo czasu szukając nieprawdopodobnych błędów, marnując czas.

Dla każdego scenariusza błędu ważne jest, aby zapytać uczniów, dlaczego uważają, że jest to możliwe lub niemożliwe. Może się zdarzyć, że niektórzy uczniowie otrzymają właściwą odpowiedź z niewłaściwych powodów, dlatego dobrze jest zapoznać się z uzasadnieniem każdej odpowiedzi.

Pytanie 17

Poniższy obwód ma problem. Przełącznik nr 1 jest w stanie kontrolować lampę nr 1, ale lampa nr 2 nigdy nie włącza się bez względu na to, co robi przełącznik nr 2:

Określ, które z tych hipotetycznych błędów mogą rozwiązać ten problem, a które nie mogą wyjaśnić problemu. Innymi słowy, które z tych usterek są możliwe, a które nie są możliwe, biorąc pod uwagę objawy przejawiane przez obwód "kompaktowy">

• Akumulator nie działa
• Przełącznik nr 2 nie został otwarty
• Przełącznik nr 2 nie został zwarty
• Przełącznik nr 1 nie został otwarty
• Przełącznik nr 1 nie został zwarty
• Otworzyć przewód między punktami testowymi 1 i 2 (między TP1 i TP2)
• Otworzyć przewód między punktami testowymi 5 i 6 (między TP5 i TP6)
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

• Akumulator jest rozładowany: niemożliwe
• Przełącznik nr 2 nieudany otwarty: możliwy
• Przełącznik nr 2 nie został zwarty: niemożliwe
• Przełącznik nr 1 nieudany otwarty: niemożliwe
• Przełącznik nr 1 nie powiódł się: nie można
• Przewód otwarty między punktami testowymi 1 i 2 (między TP1 a TP2): Nie możliwy
• Otworzyć przewód między punktami testowymi 5 i 6 (między TP5 a TP6): Możliwe

Pytanie uzupełniające: jeśli pozwolimy sobie na rozważenie więcej niż jednej awarii występującej w tym samym czasie, który z tych scenariuszy stanie się możliwy? Wyjaśnij dlaczego.

Uwagi:

To pytanie pomaga uczniom w budowaniu umiejętności eliminowania nieprawdopodobnych możliwości popełnienia błędu, pozwalając im skoncentrować się na tym, co jest bardziej prawdopodobne. Ważną umiejętnością rozwiązywania problemów systemowych jest umiejętność formułowania prawdopodobieństw dla różnych scenariuszy awarii. Bez tej umiejętności tracisz dużo czasu szukając nieprawdopodobnych błędów, marnując czas.

Dla każdego scenariusza błędu ważne jest, aby zapytać uczniów, dlaczego uważają, że jest to możliwe lub niemożliwe. Może się zdarzyć, że niektórzy uczniowie otrzymają właściwą odpowiedź z niewłaściwych powodów, dlatego dobrze jest zapoznać się z uzasadnieniem każdej odpowiedzi.

Pytanie 18

Poniższy obwód ma problem. Przełącznik # 2 jest w stanie kontrolować lampę nr 2, ale lampa nr 1 nigdy nie włącza się bez względu na to, co robi przełącznik # 1:

Określ, które z tych hipotetycznych błędów mogą rozwiązać ten problem, a które nie mogą wyjaśnić problemu. Innymi słowy, które z tych usterek są możliwe, a które nie są możliwe, biorąc pod uwagę objawy przejawiane przez obwód "kompaktowy">

• Akumulator nie działa
• Żarówka lampy # 1 nieudana
• Żar lampy nr 2 nieudany
• Przełącznik nr 2 nie został otwarty
• Przełącznik nr 2 nie został zwarty
• Przełącznik nr 1 nie został otwarty
• Przełącznik nr 1 nie został zwarty
• Otworzyć przewód między punktami testowymi 1 i 2 (między TP1 i TP2)
• Otworzyć przewód między punktami testowymi 4 i 5 (między TP4 i TP5)
• Otworzyć przewód między punktami testowymi 5 i 6 (między TP5 i TP6)
Ujawnij odpowiedź Ukryj odpowiedź

• Akumulator jest rozładowany: niemożliwe
• Żar lampy nr 1 nieudany otwarty: Możliwe
• Żar lampy nr 2 nieudany otwarty: niemożliwe
• Przełącznik nr 2 nieudany otwarty: niemożliwe
• Przełącznik nr 2 nie został zwarty: niemożliwe
• Przełącz nr 1 nieudany otwarty: możliwy
• Przełącznik nr 1 nie powiódł się: nie można
• Przewód otwarty między punktami testowymi 1 i 2 (między TP1 a TP2): Nie możliwy
• Otwarty przewód między punktami testowymi 4 i 5 (między TP4 i TP5): Nie możliwy
• Otwarty przewód między punktami testowymi 5 i 6 (między TP5 i TP6): Nie możliwy

Pytanie uzupełniające: jeśli pozwolimy sobie na rozważenie więcej niż jednej awarii występującej w tym samym czasie, który z tych scenariuszy stanie się możliwy? Wyjaśnij dlaczego.

Uwagi:

To pytanie pomaga uczniom w budowaniu umiejętności eliminowania nieprawdopodobnych możliwości popełnienia błędu, pozwalając im skoncentrować się na tym, co jest bardziej prawdopodobne. Ważną umiejętnością rozwiązywania problemów systemowych jest umiejętność formułowania prawdopodobieństw dla różnych scenariuszy awarii. Bez tej umiejętności tracisz dużo czasu szukając nieprawdopodobnych błędów, marnując czas.

Dla każdego scenariusza błędu ważne jest, aby zapytać uczniów, dlaczego uważają, że jest to możliwe lub niemożliwe. Może się zdarzyć, że niektórzy uczniowie otrzymają właściwą odpowiedź z niewłaściwych powodów, dlatego dobrze jest zapoznać się z uzasadnieniem każdej odpowiedzi.

  • ← Poprzedni arkusz roboczy

  • Indeks arkusza roboczego

  • Następny arkusz roboczy →