LABORATORIJSKE VAJE ELEKTROTEHNIKA IN ELEKTRONIKA 

PREDMETNI KATALOG – UČNI NAČRT

 

TEHNIŠKA GIMNAZIJA 

210 UR

Učni načrt za laboratorijske vaje (elektrotehnika in elektronika) je bil sprejet na 20. seji Strokovnega sveta RS za splošno izobraževanje, 29. 10. 1998.

 

 


VSEBINA

I. OPREDELITEV PREDMETA

II. PREDMETNI KATALOG ZNANJ

1 Cilji predmeta

1.1 Splošni cilji predmeta

1.2 Operativni cilji predmeta in/ali vsebine

2 Standardi znanj

III. SPECIALNO-DIDAKTIČNA PRIPOROČILA IN MEDPREDMETNE POVEZAVE

IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA ZNANJA

 


I. OPREDELITEV PREDMETA 

Predmet laboratorijske vaje (LAV) je obvezni strokovni predmet s področja elektrotehnike. Namenjen je praktičnim merjenjem in poskusom v ustrezno opremljenem laboratoriju. Dijake seznani z delom v laboratoriju, delovanjem in uporabo merilnikov, merilnih metod in računalnikov. Dijaki merijo in delajo poskuse z elementi, vezji in napravami, katerih delovanje spoznajo pri strokovnih teoretičnih predmetih (ELE in ELK). Pri vajah sestavijo vezja in jih testirajo (z merjenjem lastnosti ali simulacijskim programom). Vaje vodijo učitelji, ki predavajo teorijo. Vaje se izvajajo tako, da so časovno usklajene s teoretičnim poukom, saj to zagotavlja poglobljeno znanje ter pritegne pozornost in zanimanje.

Dijaki postopno spoznavajo lastnosti elementov in vezij ter metode za merjenje in dokumentiranje dobljenih rezultatov. Pri delu spoznavajo možnosti za merjenje, odstopanje in težave, ki jih prinaša merjenje.

Dijaki so razdeljeni v skupine – v vsaki sta po dva. Pri delu si dijaki izmenjujejo izkušnje. Tako pridobivajo sposobnosti za samostojno delo in sodelovanje v skupini. Taka organizacija od dijakov zahteva dejavnost, hkrati pa se pokaže tudi moč skupine.

Dijaki pri delu v laboratoriju spoznajo: delo v skupini, delo po navodilih, uporabo merilnikov, tehnično natančnost pri delu, povezavo teorije in prakse z merjenjem, izdelavo poročil o merjenju, vrednotenje in analizo merilnih rezultatov, uporabo tehničnih sredstev v laboratoriju.

Opis predmeta

Predmet omogoča "fizično" uporabo vezij in elementov. V laboratoriju vsa teorija zaživi. Z merjenjem in poskusi se izboljša razumevanje snovi, hkrati pa le-ta postane tudi zanimivejša. Dijakom omogoči "preskok" od table (teorije) k praksi (konkretna vezja, poskusi, merjenja ...). Laboratorijske vaje trajajo po dve uri na teden v 2., 3. in 4. letniku. Laboratorijske vaje so bistvene pri oblikovanju tehničnega mišljenja za vse dijake.

 

 

II. PREDMETNI KATALOG ZNANJ 

1 Cilji predmeta

 

1.1 Splošni cilji predmeta in/ali vsebine 

Splošni cilji podajajo namen predmeta laboratorijske vaje kot predmeta na tehniški gimnaziji.

Dijaki se naučijo uporabljati električne merilne instrumente in merilni pribor. Spoznajo merilne metode za merjenje električnih in neelektričnih veličin ter opazovanje oblik signalov in karakteristik. Z izvajanjem vaj potrdijo rezultate izračunov pri predmetih elektrotehnika in elektronika. Nekatere izračune in meritve potrdijo tudi z ustreznim računalniškim programom za simulacije analognih in digitalnih vezij (EWB). Seznanijo se s predpisi na področju meritev ter se naučijo ovrednotiti izmerjene rezultate in napisati ustrezno poročilo o posamezni vaji.

Vse to pa dijaki dosežejo:

 

1.2 Operativni cilji predmeta

Predmet laboratorijske vaje večinoma podpira maturitetni predmet elektrotehnika in delno izbirni predmet elektronika, zato so posamezne vaje iz učnih vsebin teh predmetov. 

Pri vsaki navedeni temi oziroma poglavju dijaki izvedejo več različnih vaj.

3.1 Varnost pri delu z električnimi napravami

Dijaki:

  • poznajo osnovna varnostna pravila pri delu z električnimi napravami,
  • poznajo nevarnosti in učinke električnega toka na človeško telo,
  • vedo, kako ravnati ob morebitni nezgodi v laboratoriju,
  • opravijo preizkus iz varstva pri delu (dokumentacijo hrani učitelj).

    • 3.2 Izdelava poročil o merjenjih


    Dijaki:

  • znajo samostojno zapisati ugotovitve posamezne meritve,
  • vedo, da mora merilno poročilo vsebovati podatke, navodila, načrte, tabele, diagrame, merilne metode in ugotovitve.

    • 3.3 Enote, merski sistem SI, napake pri merjenju


    Dijaki:

  • poznajo veljavni merski sistem,
  • uporabljajo osnovne, izpeljane in dopustne enote,
  • znajo uporabljati decimalne merske enote,
  • znajo oceniti pravilnost merilnega rezultata,
  • poznajo možne vplive na nepravilnost meritve.

    • 3.4 Delovanje in uporaba osnovnih merilnikov v laboratoriju


    Dijaki:

  • znajo uporabiti analogne instrumente,
  • znajo uporabiti digitalne instrumente.

    • 3.5 Merjenje napetosti napajalnika in baterij


    Dijaki:

  • znajo izmeriti napetosti pri izhodu nastavljivega vira napetosti,
  • znajo izbrati ustrezen instrument,
  • znajo določiti napako pri merjenju,
  • poznajo oznake na instrumentu.

    • 3.6 Merjenje upornosti po metodi UI

    Dijaki:

  • vedo, da je tok skozi upor linearna funkcija napetosti,
  • poznajo razliko med linearnimi in nelinearnimi upori,
  • znajo izmeriti in narisati UI-karakteristiko posameznega upora,
  • izmerjeno vrednost (linearne) upornosti znajo potrditi z merjenjem z ohmmetrom.

    • 3.7 Merjenje tokov skozi več vzporedno vezanih uporov


    Dijaki:

  • preverijo veljavnost 1. Kirchhoffovega zakona,
  • pravilnost preverijo z meritvijo.

    • 3.8 Merjenje napetosti na posameznih zaporedno vezanih uporih


    Dijaki:

  • vedo, da velja 2. Kirchhoffov zakon,
  • pravilnost preverijo z meritvijo.

    • 3.9 Razširitev merilnega območja voltmetra


    Dijaki:

  • znajo določiti notranjo upornost voltmetra,
  • vedo, da je za razširitev merilnega območja potrebno vezati predupor,
  • znajo izračunati vrednost ustreznega predupora,
  • pravilnost preverijo z meritvijo.

    • 3.10 Razširitev merilnega območja ampermetra


    Dijaki:

  • znajo določiti notranjo upornost ampermetra,
  • vedo, da je za razširitev merilnega območja potrebno vezati soupor,
  • znajo izračunati vrednost ustreznega soupora,
  • pravilnost preverijo z meritvijo.

    • 3.11 Merjenje tokov in napetosti v mešani vezavi ohmskih uporov


    Dijaki:

  • znajo sestaviti primer sestavljenega električnega kroga,
  • znajo uporabiti zakon napetostnih zank in tokovnega vozlišča za izračun,
  • pravilnost preverijo z meritvijo.

    • 3.12 Merjenje moči z voltmetrom in ampermetrom

    Dijaki:

  • vedo, da je moč produkt napetosti in toka,
  • vedo, da voltmeter in ampermeter vplivata na pravilnost meritve,
  • znajo priključiti voltmeter in ampermeter za merjenje majhnih in velikih moči.

    • 3.13 Merjenje delovne moči z vatmetrom


    Dijaki:

  • znajo priključiti vatmeter za merjenje majhnih in velikih moči,
  • vedo, da je vatmeter lahko preobremenjen pri nepolnem odklonu in razumejo zakaj.

    • 3.14 Določitev notranje upornosti baterije


    Dijaki:

  • znajo meriti in izračunati notranjo upornost vira napetosti,
  • izmerijo vpliv upornosti bremena na moč bremena ob upoštevanju notranje upornosti izvora.

    • 3.15 Uporaba simulacijskega programa za analizo vezij

    Dijaki:

  • poznajo osnove delovanja in uporabe programa za simulacijo vezij,
  • s simulacijo potrdijo lastnosti napetostnega delilnika, dobljene pri merjenju,
  • s simulacijo potrdijo lastnosti sestavljenega tokokroga, dobljene pri merjenju.

    • 3.16 Zamenjalna metoda merjenja kapacitivnosti


    Dijaki:

  • znajo sestaviti merilno vezje,
  • znajo določiti kapacitivnosti posameznih kondenzatorjev,
  • izmerjene vrednosti znajo potrditi z merjenjem kapacitivnosti.

    • 3.17 Primerjalna metoda merjenja kapacitivnosti


    Dijaki:

  • znajo sestaviti merilno vezje,
  • znajo ugotoviti kapacitivnosti neznanih kondenzatorjev s primerjavo nabojev na znanem in neznanem kondenzatorju.

    • 3.18 Merjenje induktivnosti in magnetnih učinkov


    Dijaki:

  • znajo sestaviti merilno vezje,
  • znajo določiti induktivnost tuljave,
  • vedo, kakšne induktivnosti lahko izmerijo z izbranim merilnim vezjem,
  • dobljeno vrednost induktivnosti znajo potrditi z merjenjem.

    • 3.19 Uporaba osciloskopa pri določanju značilnosti izmeničnih signalov (trenutna vrednost, perioda, frekvenca, fazni kot)


    Dijaki:

  • spoznajo princip delovanja osciloskopa,
  • razumejo, kako nastane slika na zaslonu osciloskopa,
  • znajo priključiti osciloskop,
  • znajo opazovati izmenične signale poljubnih oblik,
  • znajo določiti značilne vrednosti izmenične napetosti (frekvenco, periodo, amplitudo, fazni kot).

    • 3.20 Seštevanje sinusnih izmeničnih signalov različnih frekvenc


    Dijaki:

  • vedo, da lahko seštevamo sinusne signale z enako ali z različnimi frekvencami tako, da seštevamo njihove trenutne vrednosti,
  • znajo v programu za simulacijo električnih vezij sestaviti simulacijo vsote dveh sinusnih signalov različnih frekvenc.

    • 3.21 Analiza lastnosti upora v izmeničnem tokokrogu


    Dijaki:

  • znajo analizirati časovni potek toka in napetosti za sinusne in nesinusne oblike.

    • 3.22 Analiza lastnosti tuljave v izmeničnem tokokrogu


    Dijaki:

  • razumejo pojem induktivna reaktanca (merijo tok pri enosmerni in izmenični napetosti različnih frekvenc),
  • znajo opazovati časovni potek napetosti in toka za sinusne in nesinusne oblike.

    • 3.23 Analiza lastnosti kondenzatorja v izmeničnem tokokrogu


    Dijaki:

  • razumejo, da pri enosmerni napetosti steče le kratkotrajen polnilni tok,
  • znajo izmeriti tok pri različnih frekvencah,
  • razumejo pojem kapacitivne polne upornosti (reaktance),
  • poznajo časovni diagram napetosti in toka kondenzatorja za sinusne in nesinusne oblike.

    • 3.24 Zaporedne in vzporedne RLC-vezave


    Dijaki:

  • znajo sestaviti poljubno zaporedno ali vzporedno vezavo,
  • znajo sestaviti tako RLC-vezavo; pri tem je UL ali UC > U oziroma IL ali IC > I,
  • znajo izmeriti posamezne napetosti in tokove,
  • razumejo, da napetosti (tokove) seštevamo vektorsko.

    • 3.25 Merjenje frekvenčne karakteristike RL- in RC-vezja

    Dijaki:

  • znajo izmeriti in narisati frekvenčno karakteristiko vezja,
  • poznajo uporabo teh vezij kot filtrov.

    • 3.26 Merjenje električne moči enofaznega elektromotorja


    Dijaki:

  • znajo izmeriti tok in napetost na motorju in izračunati navidezno moč,
  • razumejo pomen faktorja moči,
  • znajo izračunati delovno moč motorja,
  • razumejo, kaj pomenijo podatki na tablici motorja.

    • 3.27 Mešane vezave


    Dijaki:

  • znajo sestaviti preprosto mešano vezavo v simulacijskem programu in določiti vrednosti posameznih tokov in napetosti,
  • razumejo, da pri seštevanju posameznih tokov (napetosti) upoštevamo fazne kote.

    • 3.28 Nihajni krogi


    Dijaki:

  • znajo izmeriti tok v zaporednem nihajnem krogu pri različnih frekvencah,
  • znajo narisati resonančno krivuljo,
  • razumejo, zakaj se tok spreminja s frekvenco,
  • znajo določiti resonančno frekvenco zaporednega in vzporednega nihajnega kroga.

    • 3.29 Prehodni pojavi

    Dijaki:

  • znajo opazovati potek napetosti na kondenzatorju pri polnjenju in praznjenju (na osciloskopu),
  • simulirajo prehodni pojav s programom za simulacijo električnih vezij.

    • 3.30 Merjenje faznih in medfaznih napetosti

    Dijaki:

  • znajo izmeriti fazne in medfazne napetosti,
  • znajo določiti fazne kote med posameznimi napetostmi.

    • 3.31 Merjenje moči pri zvezdni in trikotni vezavi

    Dijaki:

  • poznajo razliko med faznimi in medfaznimi napetostmi,
  • poznajo fazne kote med njimi,
  • znajo izmeriti moč simetrično obremenjenega trifaznega sistema.

    • Opomba: Z vsakim naslovom ni definirana le ena vaja.

    3.32 Merjenje in opazovanje karakteristike diode

    Dijaki:

  • sestavijo vezje polvalnega usmernika,
  • vedo, da je tok skozi upor sorazmeren toku skozi diodo,
  • znajo uporabiti osciloskop tako, da kaže v horizontalni smeri napetost na diodi, v vertikalni pa tok skozi diodo (padec napetosti na uporu) (X/Y),
  • s slike na zaslonu znajo odčitati napetost in narisati UI-karakteristiko,
  • ocenijo kolensko napetost in izračunajo dinamično upornost.

    • 3.33 Merjenje polvalnega in polnovalnega usmernika (z osciloskopom in univerzalnim instrumentom) *

    Dijaki:

  • poznajo razliko v delovanju polvalnega in polnovalnega usmernika,
  • znajo povezati merilno vezje in priključiti osciloskop in (enosmerni) voltmeter,
  • znajo pomeriti značilne vrednosti usmerjenega in vhodnega signala (Um, ),
  • znajo izračunati razmerje med srednjo vrednostjo in temensko napetostjo,
  • narišejo obliko signalov za usmernika.

    • 3.34 Merjenje glajenja pri usmerjenem signalu *

    Dijaki:

  • znajo priključiti merilnike in generator (transformator),
  • znajo pomeriti vrednosti: Um, , čas praznjenja tp in minimalno vrednost usmerjene napetosti Umin,
  • vedo, da so vrednosti povezane s časovno konstanto t = RC,
  • pomerijo odvisnost in tp od časovne konstante,
  • narišejo diagram odvisnosti in tp od časovne konstante.

    • 3.35 Merjenje in opazovanje karakteristike tranzistorja (z osciloskopom)

    Dijaki:

  • priključijo tranzistor v OSE in mu vsilijo bazni tok,
  • merijo bazni tok,
  • priključijo osciloskop (v X/Y delovanju) tako, da je horizontalni odklon sorazmeren UCE in vertikalni odklon toku IC (padec napetosti na uporu RC),
  • namesto napajalne napetosti priključijo usmerjen sinusni signal,
  • odčitajo vrednosti UCE in IC pri danem IB in narišejo karakteristiko,
  • izračunajo tokovno ojačenje tranzistorja (za dani IB).

    • 3.36 Merjenje ojačenja ojačevalnika s tranzistorjem *

    Dijaki:

  • znajo priključiti merilno vezje (po navodilu in shemi),
  • znajo nastaviti zaželene vrednosti napajalne napetosti in vhodnega signala,
  • pomerijo in opazujejo velikost (amplitudo) in obliko vhodnega in izhodnega ojačevalnika,
  • izračunajo napetostno ojačenje,
  • vedo, da ojačevalnik (v OSE) obrača fazo signala,
  • ugotovijo, da je ojačenje odvisno od frekvence in skoraj neodvisno od napajalne napetosti (pogojno),
  • izmerijo mejno frekvenco ojačevalnika.

    • 3.37 Merjenje ojačenja ojačevalnika z operacijskim ojačevalnikom *

    Dijaki:

  • poznajo delovanje invertirajočega in neinvertirajočega ojačevalnika,
  • vedo, da je ojačenje določeno s povratno vezavo (upori),
  • znajo priključiti napajalno napetost,
  • znajo uporabiti električni načrt za priključitev merilnega signala in merilnikov za merjenje vhodne in izhodne napetosti,
  • napetost merijo z osciloskopom in elektronskim voltmetrom,
  • pomerijo enosmerno in izmenično ojačenje (1 kHz) za invertirajoči in neinvertirajoči ojačevalnik.

    • 3.38 Merjenje frekvenčne karakteristike ojačevalnika *

    Dijaki:

  • vedo, da frekvenčno karakteristiko pomerimo s sinusnim signalom,
  • poznajo povezavo mejne frekvence in ojačenja ojačevalnika,
  • poznajo pomen najhitrejšega naraščanja izhodne napetosti (slew-rate - SR),
  • znajo pomeriti SR in izračunati mejno frekvenco, ki jo povzroči,
  • znajo pomeriti fazo z osciloskopom,
  • pomerijo frekvenčno karakteristiko (ojačenje in fazni kot) za invertirajoči in neinvertirajoči ojačevalnik,
  • frekvenčno karakteristiko ojačenja narišejo v Bodejev diagram.

    • 3.39 Merjenje oscilatorja z Wienovim mostičkom

    Dijaki:

  • poznajo vezje Wienovega mostička,
  • znajo nastaviti pogoje (ojačenje) za nastanek oscilacije,
  • pomerijo frekvenco oscilacij in narišejo obliko izhodnega signala,
  • pomerijo spremembo frekvence, če spremenimo vrednost enega upora ali enega kondenzatorja.

    • 3.40 Merjenje PLL

    Dijaki:

  • poznajo zgradbo PLL,
  • poznajo električno vezje PLL,
  • vedo, v kakšnih razmerah se PLL sinhronizira (ujame),
  • pomerijo odvisnost izhodne frekvence od kontrolne napetosti,
  • pomerijo odvisnost kontrolne napetosti od faznega kota med vhodnim in izhodnim signalom,
  • izračunajo Ko, Kd,
  • pomerijo področje držanja in področje zaklenitve PLL.

    • 3.41 Merjenje logične napetosti

    Dijaki:

  • pomerijo potrebno vhodno napetost za spremembo izhodnega stanja digitalnega vezja (vrata s histerezo in brez histereze),
  • opazujejo potek vhodne in izhodne napetosti z osciloskopom in enosmernim voltmetrom,
  • opišejo razliko v delovanju vezja s histerezo in brez histereze,
  • pomerijo izhodno napetost,
  • primerjajo izmerjene rezultate s podatki iz kataloga.

    • 3.42 Konstrukcija vnaprej podane logične funkcije s pomočjo programske podpore *

    Dijaki:

  • napišejo pravilnostno tabelo,
  • izberejo ustrezne operatorje,
  • narišejo električno shemo vezja,
  • uporabijo simulacijski program za test delovanja.

    • 3.43 Konstrukcija vnaprej podane logične funkcije s pomočjo integriranih vezij na protoboardu

    Dijaki:

  • napišejo pravilnostno tabelo,
  • izberejo ustrezne operatorje,
  • narišejo električno shemo vezja,
  • iz kataloga odčitajo priključke integriranih vezij (enega ali dva) in označijo priključke v električni shemi,
  • sestavijo vezje na protoboardu,
  • pomerijo delovanje z logičnim indikatorjem.

    • 3.44 Minimizacija podane logične funkcije s pomočjo programske podpore *

    Dijaki:

  • minimizirajo dano logično enačbo,
  • konstruirajo logično vezje in ga s simulacijskim programom preverijo,
  • napišejo pravilnostno tabelo tako dobljene (minimizirane) funkcije.

    • 3.45 Konstrukcija vnaprej podane logične funkcije samo z elementi NAND (s pomočjo integriranih vezij na protoboardu ali/in s pomočjo programske podpore) *

    Dijaki:

  • zapišejo pravilnostno tabelo in logično enačbo za dano funkcijo,
  • s pomočjo DeMorganovega teorema pretvorijo funkcijo v obliko, ki jo lahko realizirajo z elementi NAND,
  • sestavijo dano vezje na protoboardu ali v simulacijskem programu,
  • pomerijo pravilnostno tabelo in jo primerjajo z zahtevami.

    • 3.46 Konstrukcija dekoderja 2/4 iz osnovnih logičnih elementov in testiranje vezja s programsko podporo *

    Dijaki:

  • sestavijo pravilnostno tabelo dekoderja,
  • zapišejo logično enačbo dekoderja,
  • sestavijo logično shemo,
  • sestavijo električno vezje dekoderja,
  • pomerijo pravilnostno tabelo in jo primerjajo z zahtevami.

    • 3.47 Konstrukcija multiplekserja 2/1, 4/1, 8/1 iz osnovnih logičnih elementov in testiranje vezja s pomočjo programske podpore *

    Dijaki:

  • sestavijo pravilnostno tabelo multiplekserja,
  • zapišejo logično enačbo multiplekserja,
  • sestavijo logično shemo,
  • sestavijo električno vezje multiplekserja,
  • pomerijo pravilnostno tabelo in jo primerjajo z zahtevami.

    • 3.48 Konstrukcija kombinacijskega vezja in testiranje le-tega s pomočjo programske podpore *

    Dijaki:

  • zapišejo povezavo vhodnih in izhodnih spremenljivk v pravilnostno tabelo,
  • sestavijo logično enačbo za dano kombinacijsko vezje,
  • pripravijo logični načrt,
  • sestavijo logično vezje in ga testirajo,
  • pomerijo pravilnostno tabelo in jo primerjajo z zahtevami.

    • 3.49 Konstrukcija RS-FF iz elementov NOR in testiranje vezja s programsko podporo *

    Dijaki:

  • uporabijo teoretično znanje in poznavanje RS-flipflopa,
  • sestavijo pravilnostno tabelo in logično enačbo,
  • s pomočjo DeMorganovega teorema preoblikujejo enačbo tako, da je primerna za uporabo operatorjev NOR,
  • sestavijo logično vezje in ga testirajo,
  • pomerijo pravilnostno tabelo in jo primerjajo z zahtevami.

    • 3.50 Konstrukcija večbitnega pomikalnega registra in testiranje vezja s pomočjo programske podpore

    Dijaki:

  • uporabijo teoretično znanje o delovanju pomikalnega registra,
  • narišejo časovni diagram,
  • sestavijo logično vezje in ga testirajo,
  • pomerijo pravilnostno tabelo in jo primerjajo z zahtevami.

    • 3.51 Merjenje lastnosti pretvornika AD

    Dijaki:

  • spoznajo pojem kvantizacije in kodiranja,
  • pomerijo velikost kvanta pri pretvorniku AD,
  • pomerijo diferencialno in absolutno linearnost pretvornika AD,
  • pomerijo frekvenco takta in frekvenco vzorčenja,
  • pomerijo referenčno napetost.

    • 3.52 Merjenje lastnosti pretvornika DA

    Dijaki:

  • pomerijo velikost kvanta pri pretvorniku DA (spremembo izhodne napetosti, če se spremeni en LSB),
  • pomerijo linearnost pretvornika DA,
  • uporabijo pretvornik DA kot digitalno nastavljiv delilnik,
  • pomerijo linearnost in frekvenčno karakteristiko digitalno nastavljivega delilnika.

    • 3.53 Merjenje lastnosti pretvornikov AD in DA

    Dijaki:

  • pomerijo in narišejo prenosno karakteristiko zaporedne vezave pretvornikov DA in AD,
  • opazujejo delovanje zaporedne vezave pretvornikov AD in DA, če na vhod priključimo sinusni signal,
  • pomerijo frekvenco takta in frekvenco vzorčenja.

    • 3.54 Merjenje lastnosti koaksialne linije

    Dijaki:

  • pomerijo hitrost prenosa signala (impulza) po liniji,
  • določijo relativno dielektričnost izolanta v koaksialni liniji,
  • opazujejo obliko vhodne napetosti na linijo, če ta ni zaključena s karakteristično impedanco,
  • določijo karakteristično impedanco linije,
  • vedo, da z merjenjem vhodne napetosti lahko odkrijemo mesto in vrsto napake na liniji.

    • Opomba: (*) Vaje opravijo na dejanskih vezjih ali z uporabo simulacijskega programa.

     

     

    2 Standardi znanj 

    Dijaki:

     
  • poznajo nevarnosti in učinke električnega toka na človeško telo in varnostna pravila pri delu z električnimi napravami,

    •  
  • znajo izdelati merilno poročilo s podatki, navodili, načrti, tabelami, diagrami, merilnimi metodami in ugotovitvami,

    •  
  • znajo oceniti pravilnost merilnega rezultata,
  • poznajo napake in vrste napak pri merjenju,

    •  
  • poznajo delovanje analognih instrumentov, in jih znajo uporabiti,
  • poznajo delovanje digitalnih instrumentov, in jih znajo uporabiti,

    •  
  • znajo izmeriti osnovne veličine (napetost, tok, upornost, frekvenco, periodo, fazni kot, moč),

    •  
  • poznajo merilne metode (UI, zamenjalna, primerjalna, mostična),
  • znajo pomeriti upornost, kapacitivnost in induktivnost,

    •  
  • poznajo (osnovni) princip delovanja osciloskopa,
  • znajo izmeriti in določiti značilne vrednosti izmenične napetosti (frekvenco, periodo, amplitudo, fazni kot),
  • ločijo merjenja v enosmernih in izmeničnih tokokrogih,
  • znajo uporabiti električni načrt in merilni načrt pri merjenju lastnosti,
  • znajo pomeriti in pojasniti signale v usmernikih in ojačevalnikih,
  • znajo pomeriti ojačenje in frekvenčno karakteristiko,

    •  
  • napišejo pravilnostno tabelo za dano logično funkcijo, izberejo logična vrata in to realizirajo (fizično in/ali s programsko podporo),
  • znajo uporabiti protoboard ali simulacijski program za izvedbo in analizo logičnega vezja,
  • znajo uporabiti podatkovno knjigo digitalnih vezij (za sestavo logičnih funkcij),
  • znajo pomeriti delovanje digitalnega vezja in konstruirati pravilnostno tabelo,
  • znajo narisati električno shemo digitalnega vezja,
  • znajo realizirati dekoder, multiplekser ali kombinacijsko vezje in preveriti pravilnost delovanja,
  • znajo pomeriti lastnosti flipflopov in drugih sekvenčnih vezij,
  • vedo, katere lastnosti (in kako) lahko pomerimo pri AD- in DA-pretvornikih.

    •  

    III. SPECIALNO DIDAKTIČNA PRIPOROČILA IN MEDPREDMETNE POVEZAVE

    Učitelj vodi in organizira delo v laboratoriju. Zlasti v uvodnem letniku je potrebne precej previdnosti in potrpežljivosti, saj je dijake treba seznaniti z uporabo merilnikov in delom v laboratoriju. Nujno je pripraviti delovni zvezek za 2. letnik. V njem naj bodo temeljna navodila za delo v laboratoriju, izdelavo poročil ter o delovanju in uporabi merilnikov v laboratoriju. Za začetek dela v laboratoriju je potreben le kratek teoretični uvod, sicer pa naj bo bolj poudarjeno delo dijakov. Ti bodo z opravljanjem vaj najhitreje spoznali uporabo merilnikov in način dela.

     

    Vaje je treba opravljati na tak način:
    1. uvod: teorija (opis vezja, kaj bomo merili),
    2. opis merilnih postopkov: katere instrumente bomo uporabili, kako jih priključimo, katere so začetne nastavitve,
    3. predstavimo merilno tabelo in zahteve, ki jih bo treba izpolniti pri pripravi poročila (tabele, grafi, izračuni),
    4. praktične vaje.

    Če dijakom ne uspe dokončati vaje, je smiselno, vajo končati v naslednjem terminu (čim prej), saj so v celoti opravljene vaje pomembnejše od števila začetih vaj. Samo do konca opravljena vaja skupaj s poročilom doseže zaželeni cilj.

    Občasno je treba pregledati poročila in vztrajati, da dijaki popravijo nepravilnosti, saj tako spoznajo kriterije za dobro poročilo o meritvi.

    Če vaja zahteva uporabo merilnika, merilne metode ali programskega paketa, je treba opisati delovanje in uporabo pred začetkom vaje. Smiselno je potem opraviti vsaj dve vaji in tako osvojiti novost.

    Pri vajah je poleg spoznavanja merilnikov in merilnih metod pomembno, da se dijaki navadijo sistematičnega in kolektivnega dela. Pri izvajanju vaje je treba sproti preverjati delo posameznikov (ali vedo, kaj delajo, kako je povezano, kako odčitamo vrednost ...).

    Preverjanje znanja naj poteka teoretično in predvsem praktično. Tako dijaki pokažejo spretnost, potrebno za priključitev in sestavljanje merilnega vezja ter uporabo merilnikov. Merjene rezultate komentirajo in vrednotijo. Dijaki naj pokažejo, da poznajo delovanje vezij in uporabo merilnih metod.

    Smiselno je, da predmet poučujeta/vodita učitelja predmetov elektrotehnika in elektronika, saj tako lahko dosežemo najboljšo korelacijo in časovno usklajenost laboratorijskih vaj in teoretičnega znanja dijakov. Vsebine laboratorijskih vaj so take, da podpirajo razumevanje teh (dveh) predmetov.

    Predmet poleg temeljnih vsebin s področja merjenj sloni na strokovnih teoretičnih predmetih elektrotehnika in elektronika. Delo v laboratoriju je organizacijsko usklajeno z delom pri vajah iz fizike. V tem delu se tudi med seboj podpirata, saj imata del vsebin sorodnih, ni pa časovne korelacije.

    Vsebine laboratorijskih vaj morajo biti vsebinsko in časovno usklajene z obravnavano snovjo pri strokovno-teoretičnih predmetih. Tako določeno tematiko preverimo z merjenjem na dejanskih vezjih (elementih), kar olajša delo v laboratoriju, hkrati pa se ponovi teorija.

    Vaje so povezane (in podpirajo) te predmete:

  • elektrotehniko: 4.1 do 4.31
  • elektroniko: 4.32 do 4.45
  • fiziko: 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.18, 4.19, 4.20, 4.32, 4.35
  • matematiko: 4.2, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22, 4.23
  • kemijo: 4.5

     

    IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA ZNANJA

    Preverjanje in ocenjevanje znanja naj potekata sproti in neprekinjeno (od vaje do vaje). Preverjati je treba predvsem sprotno opravljanje vaj, upoštevanje navodil, razumevanje ... Dijaki pokažejo spretnost pri sestavi merilnega vezja in uporabi merilnikov. Pokažejo naj poznavanje delovanja vezij in uporabe merilnih metod. Merjene rezultate komentirajo in vrednotijo. Občasno je treba oceniti tudi zapiske in poročila o merjenju.