Βασικά Ηλεκτρολογικά ΣύμβολαΠώς διαβάζουμε τη «γλώσσα» ενός ηλεκτρικού αυτοματισμού;Διερευνητικό εργαστηριακό μάθημα — διάρκεια: 2 διδακτικές ώρεςΗ αποστολή μαςΣτοεργαστήριοέφτασεέναςπίνακαςεκκίνησηςκινητήρα.ΔιαθέτειμπουτόνSTARTκαιSTOP,ηλεκτρονόμοισχύος,θερμικόυπερφόρτισηςκαι ασφάλειες. Το ηλεκτρολογικό του σχέδιο χρησιμοποιεί σύμβολα.Μπορούμε να αναγνωρίσουμε τα εξαρτήματα και να εξηγήσουμε τη λειτουργία του πίνακα, χωρίς να τον θέσουμε υπό τάση;Κάθε ομάδα θα πρέπει να τεκμηριώσει:•ποια σύμβολα αντιστοιχούν σε κάθε εξάρτημα,•ποιες επαφές είναι ανοικτές και ποιες κλειστές σε κατάσταση ηρεμίας,•τι αλλάζει όταν πατηθεί ένα μπουτόν, ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρονόμος ή λειτουργήσει το θερμικό,•ποια στοιχεία ανήκουν στο κύκλωμα ισχύος και ποια στο κύκλωμα χειρισμού.1. Παρατηρούμε πριν διαβάσουμε τις περιγραφές — 10΄Ο εκπαιδευτικός παρουσιάζει τα σύμβολα του υπάρχοντος πίνακα, καλύπτοντας τη στήλη των περιγραφών.Κάθε ομάδα τα ταξινομεί όπως θεωρεί σωστό και δίνει ένα προσωρινό όνομα σε κάθε σύμβολο.Διερευνητική ερώτηση 1: Ποια σύμβολα μοιάζουν μεταξύ τους; Σε τι διαφέρουν;Διερευνητική ερώτηση 2: Πώς φαίνεται ότι μια επαφή είναι ανοικτή ή κλειστή;Διερευνητική ερώτηση 3: Γιατί ορισμένα σύμβολα περιλαμβάνουν τρεις όμοιες διαδρομές;Διερευνητική ερώτηση 4: Τι μπορεί να σημαίνουν τα Α1–Α2, 13–14 και 95–96;Διερευνητική ερώτηση 5: Τι υποδηλώνει η διακεκομμένη γραμμή ανάμεσα στο πηνίο και τις επαφές;Οι μαθητές σημειώνουν και τις αβεβαιότητές τους. Σε αυτή τη φάση ζητείται αιτιολογημένη υπόθεση, όχι σωστή απομνημονευμένη απάντηση.2. Συνδέουμε το σύμβολο με το πραγματικό υλικό — 15΄Κάθε ομάδα παίρνει:•κάρτες με σύμβολα,•κάρτες με ονομασίες,•πραγματικά εξαρτήματα ή καθαρές φωτογραφίες τους.Αντιστοιχίζει σύμβολο --> ονομασία --> εξάρτημα --> ακροδέκτες.Στοτέλοςαποκαλύπτεταιηστήληπεριγραφώντουαρχικούπίνακα.Οιομάδεςδιορθώνουντιςαντιστοιχίσειςτουςκαιεξηγούντιτιςοδήγησεσεκάθε αλλαγή.3. Ελέγχουμε τις υποθέσεις μας — 20΄Όλεςοιμετρήσειςσυνέχειαςγίνονταισεαπομονωμέναεξαρτήματα,χωρίςτάσηκαιχωρίςσύνδεσησεάλλοκύκλωμα.Τυχόνενεργοποίησηπηνίου γίνεται μόνο σε κατάλληλη εκπαιδευτική διάταξη, με την ονομαστική του τάση και υπό την επίβλεψη του εκπαιδευτικού.Πριν από κάθε δοκιμή, οι μαθητές γράφουν την πρόβλεψή τους.Η δοκιμαστική απόζευξη του θερμικού πραγματοποιείται σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή.Διερευνητική ερώτηση 6: Η λέξη «κανονικά» αναφέρεται στη συνηθισμένη λειτουργία του κινητήρα ή στην κατάσταση ηρεμίας του εξαρτήματος;Διερευνητική ερώτηση 7: Μια NC επαφή παραμένει πάντοτε κλειστή;Διερευνητική ερώτηση 8: Η πίεση του STOP ανοίγει ή κλείνει την επαφή του;Διερευνητική ερώτηση 9: Τι συμβαίνει ταυτόχρονα στις 95–96 και 97–98 όταν αποζεύξει το θερμικό;Τοσυμπέρασμαπουαναζητούμε:Τασύμβολααπεικονίζουνταστοιχείαστηνκαθορισμένηκατάστασηηρεμίαςτους:μπουτόνχωρίςπίεση, ηλεκτρονόμος χωρίς διέγερση και θερμικό επαναφερμένο, χωρίς απόζευξη.4. Ανακαλύπτουμε τον ρόλο των επαφών — 15΄Κάθε ομάδα εξετάζει τρεις μικρές προκλήσεις.Πρόκληση Α — Το START αφήνεται, αλλά ο κινητήρας πρέπει να συνεχίσει«ΤοSTARTεπιστρέφειστηνανοικτήθέσηόταντοαφήσουμε.Ποιαβοηθητικήεπαφήθαμπορούσενακρατήσειενεργοποιημένοτοπηνίο;Πούπρέπει να τοποθετηθεί;»Οι μαθητές επιλέγουν σύμβολο και αιτιολογούν τη θέση του.Πρόκληση Β — Το θερμικό πρέπει να σταματήσει τον κινητήρα«Ποια από τις επαφές 95–96 και 97–98 πρέπει να παρεμβληθεί σε σειρά με το πηνίο; Γιατί;»Πρόκληση Γ — Χρειαζόμαστε ένδειξη υπερφόρτισης«Ποια επαφή του θερμικού μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε μια λυχνία να ανάψει μετά την απόζευξη;»Οι ομάδες παρουσιάζουν τις λύσεις τους και ελέγχουν αν η προτεινόμενη επαφή αλλάζει κατάσταση όπως χρειάζεται.5. Εντοπίζουμε τα λάθη ενός σχεδίου — 15΄Ο εκπαιδευτικός δίνει ένα σχέδιο με σκόπιμα λάθη:Για κάθε λάθος οι μαθητές συμπληρώνουν:«Εντοπίσαμε… --> Προβλέπουμε ότι… --> Προτείνουμε… --> Το τεκμηριώνουμε με…»6. Τελική αποστολή: από την περιγραφή στο σχέδιο — 10΄Σχεδιάστε το κύκλωμα χειρισμού ενός κινητήρα που:•ξεκινά με στιγμιαίο πάτημα του START,•συνεχίζει να λειτουργεί όταν αφήσουμε το START,•σταματά με το STOP,•σταματά όταν αποζεύξει το θερμικό,•δεν επανεκκινεί μόνος του μετά την επαναφορά του θερμικού.Χρησιμοποιήστε τα κατάλληλα σύμβολα και σημειώστε τους ακροδέκτες των επαφών.Στησυνέχεια,ανταλλάξτεσχέδιαμεάλληομάδα.Ηδεύτερηομάδαπρέπειναεξηγήσειτηλειτουργίατουσχεδίουχωρίςπροφορικήβοήθειααπότους δημιουργούς του.Αναμενόμενα συμπεράσματα — για τον εκπαιδευτικό•Το START χρησιμοποιεί στιγμιαία ΝΟ επαφή και το STOP στιγμιαία NC.•Η βοηθητική ΝΟ επαφή του ηλεκτρονόμου συνδέεται παράλληλα με το START για αυτοσυγκράτηση.•Το STOP και η NC επαφή του θερμικού 95–96 παρεμβάλλονται σε σειρά στη διαδρομή τροφοδότησης του πηνίου.•Η ΝΟ επαφή 97–98 μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατάλληλο κύκλωμα ένδειξης απόζευξης.•Τα Α1–Α2 αντιστοιχούν στο πηνίο.•Οι κύριες επαφές εξυπηρετούν το κύκλωμα ισχύος. Οι βοηθητικές χρησιμοποιούνται για χειρισμό, αλληλασφάλιση και ενδείξεις.•Η διακεκομμένη γραμμή δηλώνει μηχανική ή λειτουργική συσχέτιση· δεν είναι ηλεκτρικός αγωγός.•Οιαριθμοίακροδεκτώνβοηθούνστηναναγνώριση,αλλάελέγχονταιπάντοτεμαζίμετησήμανσηκαιτοδιάγραμματουσυγκεκριμένου εξαρτήματος.•Το θερμικό προστατεύει από υπερφόρτιση και δεν υποκαθιστά την προστασία από βραχυκύκλωμα.Σύντομη αξιολόγηση εξόδουΚάθε μαθητής απαντά ατομικά:•Τι σημαίνει «κανονικά κλειστή επαφή»;•Ποια διαφορά έχουν τα Α1–Α2 από τα 13–14;•Τι αλλάζει στις 95–96 όταν αποζεύξει το θερμικό;•Γιατί η αυτοσυγκράτηση χρειάζεται ΝΟ βοηθητική επαφή;•Ποια αρχική σου υπόθεση άλλαξε μετά τη δοκιμή και ποιο στοιχείο σε έπεισε;
Στοιχείο προς αναγνώριση
Πρόκληση για την ομάδα
Πηνίο ηλεκτρονόμου
Εντοπίστε τα Α1–Α2. Είναι ακροδέκτες τροφοδότησης του κινητήρα;
Κύριες επαφές ηλεκτρονόμου
Γιατί εμφανίζονται τρεις επαφές που λειτουργούν μαζί;
Μπουτόν START και STOP
Έχουν την ίδια κατάσταση ηρεμίας;
Βοηθητικές επαφές ηλεκτρονόμου
Ποια διαφορά παρατηρείτε στα 13–14 και 11–12;
Βοηθητικές επαφές θερμικού
Ποια επαφή μπορεί να διακόψει τον χειρισμό και ποια να δώσει ένδειξη βλάβης;
Ασφάλεια τήξης
Από ποιο χαρακτηριστικό του συμβόλου την αναγνωρίζετε;
Μονοφασικός και τριφασικός κινητήρας
Ποια στοιχεία του συμβόλου αποκαλύπτουν το είδος της τροφοδότησης;
Δοκιμή
Πρόβλεψη
Παρατήρηση
Συμπέρασμα
START χωρίς πίεση και με πίεση
STOP χωρίς πίεση και με πίεση
Βοηθητική ΝΟ επαφή ηλεκτρονόμου πριν και μετά την ενεργοποίηση
Βοηθητική NC επαφή ηλεκτρονόμου πριν και μετά την ενεργοποίηση
Επαφή θερμικού 95–96 πριν και μετά τη δοκιμαστική απόζευξη
Επαφή θερμικού 97–98 πριν και μετά τη δοκιμαστική απόζευξη
Σκόπιμο λάθος
Ερώτημα διερεύνησης
Το STOP έχει σχεδιαστεί με επαφή ΝΟ
Μπορεί να τροφοδοτηθεί το πηνίο όταν κανείς δεν πατά το STOP;
Η 97–98 έχει τοποθετηθεί σε σειρά με το πηνίο αντί της 95–96
Τι επιτρέπει το κύκλωμα πριν και μετά την απόζευξη;
Για αυτοσυγκράτηση χρησιμοποιείται NC επαφή
Τι θα συμβεί μόλις ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρονόμος;
Τα Α1–Α2 έχουν θεωρηθεί κύριες επαφές
Ποια λειτουργία έχουν πραγματικά αυτοί οι ακροδέκτες;
Η διακεκομμένη γραμμή έχει θεωρηθεί αγωγός
Δηλώνει ηλεκτρική σύνδεση ή συσχέτιση λειτουργίας;
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ
Μαθησιακοί στόχοιΜετηνολοκλήρωσητουμαθήματος«Βασικά ηλεκτρολογικάσύμβολα»,οιμαθητέςκαιοιμαθήτριες θα είναι σε θέση:Ως προς τις γνώσειςΝααναγνωρίζουντασύμβολαπηνίου,κύριωνκαι βοηθητικώνεπαφώνηλεκτρονόμου,θερμικού υπερφόρτισης, μπουτόν, ασφάλειας και κινητήρα.Ναεξηγούντηδιαφοράμεταξύκανονικάανοικτής (ΝΟ)καικανονικάκλειστής(NC)επαφής,μεαναφορά στην κατάσταση ηρεμίας.ΝασυσχετίζουντιςσημάνσειςΑ1–Α2,13–14,11–12, 95–96και97–98μετηλειτουργίατωναντίστοιχων στοιχείων.Ναδιακρίνουντοκύκλωμαισχύοςαπότοκύκλωμα ελέγχουκαιτηνηλεκτρικήσύνδεσηαπότημηχανική σύνδεση επαφών.ΝαεξηγούντονρόλοτουSTART,τουSTOP,της αυτοσυγκράτησηςκαιτηςεπαφήςπροστασίαςτου θερμικού.Ως προς τις δεξιότητεςΝααντιστοιχίζουνηλεκτρολογικάσύμβολαμε πραγματικά εξαρτήματα και τους ακροδέκτες τους.Ναδιατυπώνουνπροβλέψειςγιατηνκατάστασητων επαφώνπρινκαιμετάτονχειρισμόήτην ενεργοποίηση ενός εξαρτήματος.Ναελέγχουντησυνέχειαεπαφώνμεκατάλληλα ρυθμισμένοπολύμετρο,σεαπομονωμέναεξαρτήματα χωρίς τάση.Νακαταγράφουντιςμετρήσειςτους,νατις συγκρίνουνμετιςπροβλέψειςτουςκαινα τεκμηριώνουν συμπεράσματα.Ναεντοπίζουνσκόπιμαλάθησεηλεκτρολογικό σχέδιο,ναπροβλέπουντιςσυνέπειέςτουςκαινα προτείνουν διορθώσεις.Νασχεδιάζουνένααπλόκύκλωμαελέγχουκινητήρα μεSTART,STOP,αυτοσυγκράτησηκαιπροστασίααπό υπερφόρτιση.Ως προς τις στάσειςΝαεφαρμόζουνσυστηματικάτουςκανόνες ασφαλείας πριν από κάθε έλεγχο ή μέτρηση.Ναελέγχουντιςυποθέσειςτουςμεπαρατήρησηκαι μετρήσειςκαινατιςαναθεωρούνότανταευρήματα δεν τις επιβεβαιώνουν.Νασυνεργάζονται,ναμοιράζονταιτιςεργασίεςκαι να συζητούν διαφορετικές προτάσεις με σεβασμό.Ναεπιδεικνύουνακρίβειαστησχεδίασησυμβόλων, στηναναγραφήακροδεκτώνκαιστηνκαταγραφή αποτελεσμάτων.Νααντιμετωπίζουνταλάθηωςευκαιρίες διερεύνησηςκαιβελτίωσης,αιτιολογώνταςτιςεπιλογές τους.