INTRODUCERE: JUSTIFICAREA ALEGERII TEMEI [305838]
INTRODUCERE: JUSTIFICAREA ALEGERII TEMEI
1
CAPITOLUL 1
ANALIZA CIRCUITELOR ELECTRICE
1.1. CONCEPTE DE BAZĂ
1.1.1.[anonimizat].[anonimizat].
[anonimizat]:
a) [anonimizat]. Se mai numesc și semnale de curent continuu și se notează cu literă mare.
m(t)=M, t. (1.1)
b) [anonimizat]:
m(t)= . (1.2)
Pentru M=1, semnalul se numește semnal treaptă unitate; este un semnal care se modifică brusc(ex. închiderea unui întrerupător).
c) [anonimizat]:
m (t)= , (1.3)
unde Ti este durata semnalului.
d) [anonimizat], [anonimizat].
m(t)= m(t+T), (1.4)
unde T [anonimizat].
e) [anonimizat].
f) [anonimizat]:
m(t)=Mmsinα(t). (1.5)
g) [anonimizat] o funcție nesinusoidală; [anonimizat].
Semnalele din circuitele electrice sunt: [anonimizat], t.e.m. a surselor de tensiune sau curentul debitat de sursele de curent.
Fig.1. Tipuri de semnale
1.1.2 Circuite electrice: definitii, clasificari, elemente de circuit
Circuitele electrice sunt ansambluri de elemente de circuit (active și pasive), conectate între ele prin intermediul unor elemente conductoare.
Clasificarea circuitelor electrice:
a) După regimul permanent de funcționare:
– [anonimizat];
– [anonimizat].
b) După natura elementelor componente:
– [anonimizat] u si i și nici de timp (ex. rezistența);
– [anonimizat] u și i;
– [anonimizat].
c) În funcție de localizarea parametrilor:
– [anonimizat];
– [anonimizat] o anumită lege.
d) După dimensiunile geometrice ale conductoarelor:
– [anonimizat];
– [anonimizat]gimea lor.
e) În raport cu sursele;
– circuite active – conțin surse de energie
– circuite pasive – nu conțin surse de energie
f) După legătura cu exteriorul:
– circuite izolate (complete) – la care nu există borne de acces cu exteriorul;
– circuite neizolate (incomplete) – la care există borne de acces cu exteriorul.
g) În raport cu structura lor:
– circuite neramificate;
– circuite neramificate.
Circuitele electrice sunt utilizate pentru transmiterea la distanță a datelor, a informațiilor, a energiei electrice.
Elementele de circuit sunt modele simple, idealizate care sunt utilizate pentru modelarea dispozitivelor electrice și electronice. Ele pun în evidență proprietatea principală a componentelor fizice ale unei porțiuni de circuit.
Un element de circuit este caracterizat printr-o relație între curentul ăi tensiunea la bornele sale, numită ecuație caracteristică.
Se consideră x(t) valoarea instantanee a semnalului aplicat elementului de circuit și y(t) valoarea instantanee a semnalului de ieșire. În acest caz, ecuația caracteristică a elementului de circuit este:
y(t)=y(x(t),t) (1.6)
Indiferent de natura mărimilor x și y, sunt univoc determinate tensiunea u(t) și intensitatea curentului i(t).
Produsul p(t)=u(t)i(t) se numește putere instantanee.
În funcție de valoarea puterii instantanee, elementele de circuit pot fi:
-elemente active (surse) – pentru care p0 (cel puțin într-un punct al caracteristicii de funcționare), adică elementul de circuit cedeaza putere pe la borne;
– elemente pasive – pentru care p0 (în orice punct al caracteristicii de funcționare), adică elementul de circuit primește putere pe la borne.
În funcție de numărul de borne (accesuri) prin care se realizează legătura cu alte elemente, elementele de circuit pot fi:
– dipolare (cu două borne de acces);
– multipolare (cu mai multe borne de acces).
1.1.3. Elemente pasive de circuit
a) Rezistorul
Rezistorul este elementul pasiv de circuit ce are ca parametru principal rezistența electrică.
Conform legii lui Ohm, tensiunea aplicată la bornele unui rezistor este direct proporțională cu intensitatea curentului ce trece prin acesta.
Ecuatia de funcționare a rezistorului are forma:
u(t)=u(i(t),t) , numită caracteristica tensiune-curent (1.7)
sau:
i(t)=i(u(t),t) , numită caracteristica curent-tensiune (1.8)
Rezistorul poate fi: liniar invariabil în timp, parametric (liniar variabil în timp), neliniar.
• Rezistorul liniar invariabil în timp
Fig.2. Rezistor liniar invariabil în timp
Ecuația de funcționare este:
u(t)=Ri(t) (1.9)
sau
i(t)=Gu(t) (1.10)
unde: R – rezistența electrică; S.I.=1Ω (ohm)
G- conductanța electrică; S.I.=1S (siemens)
Ecuațiile de functionare (1.9) si (1.10) reprezintă în planul (u,i) o dreaptă ce trece prin origine (fig.3.).
Fig.3. Caracteristica (u,i) a rezisorului liniar invariabil în timp
Puterea instantanee primită pe la borne de rezistor este:
p(t)=u(t)i(t)=Ri2(t)=Gu2(t) (1.11)
Puterea de la bornele rezistorului este absorbită de acesta și transformată în căldură.
Rezistența prezintă două valori importante:
* R=0 (G) u(t)=0 (1.12)
caz în care elementul se numește scurtcircuit. La scurtcircuit între două borne, tensiunea este zero iar curentul poate avea orice valoare.
* R (G=0) ⇒ i(t)=0 (1.13)
caz în care elementul se numește circuit deschis (latura în gol). La un circuit deschis curentul este zero, dar tensiunea poate avea orice valoare.
• Rezistorul parametric (liniar variabil în timp) – este acel rezistor a cărui rezistență variază în funcție de temperatură.
Fig.4. Rezistor parametric
Ecuația caracteristică este:
u(t)=R(t)i(t) (1.14)
• Rezistorul neliniar – poate fi invariabil în timp sau variabil în timp.
Fig.5. Rezistor neliniar
Ecuația caracteristică este:
– pentru rezistorul neliniar invariabil în timp:
f(u(t),i(t))=0 (1.15)
– pentru rezistorul neliniar invariabil în timp:
f(u(t),i(t),t)=0 (1.16)
b) Bobina
Bobina este elementul pasiv de circuit ce are ca parametru principal inductivitatea electrică.
Ecuația de funcționare a bobinei necuplate magnetic are forma:
Φ(t)=φ(i(t),t), numită caracteristica flux-curent (1.17)
Bobina necuplată magnetic poate fi: liniară invariabilă în timp, parametrică (liniară variabilă în timp), neliniară.
• Bobina liniară invariabilă în timp
Fig. 6. Bobina liniară invariabilă în timp
Ecuația de funcționare este:
φ(t)=Li(t) (1.18)
unde L – inductivitatea; [L]S.I.=1H(henry)
Inductivitatea se definește ca fiind proprietatea unui circuit de a se opune oricărei variații a curentului care îl străbate (Ф=Li) sau ca fiind proprietatea bobinei de a acumula energie în câmpul magnetic.
(1.19)
Inductivitatea exprimă dependența dintre intensitatea curentului electric i ce parcurge bobina și fluxul magnetic Ф produs de curentul ce trece prin bobină.
Bobina invariabilă în timp este caracterizatî de inductivitatea proprie (L=ct) și intensitatea curentului la momentul inițial (t=0).
Fig. 7. Caracteristica (ϕ,i) a bobinei liniare.
• Bobina parametrică (liniară variabilă în timp)
Fig. 8. Bobina parametrică
Ecuația caracteristică este:
φ(t)=L)ti(t) (1.20)
unde L(t) se numește inductivitate parametrică.
• Bobina neliniară
Fig.9. Bobina neliniară
Ecuația caracteristică este:
g(φ(t),i(t),t)=0, numită caracteristică de magnetizare. (1.21)
c) Condensatorul
Condensatorul este elementul pasiv de circuit ce are ca parametru principal capacitatea electrică. Condensatorul este un sistem a cărui funcționare se bazează pe proprietatea înmagazinării unei cantități de electricitate în câmpul electric. Este format din două conductoare (armături) separate printr-un mediu izolant (dielectric).
Când condensatorul este parcurs de un curent electric de conducție poate acumula sarcină electrică (q0), nu degajă căldură (R=0) și nu conține surse de câmp electric imprimat.
Ecuația de funcționare are forma:
q(t)=q(u(t),t), numită caracteristica sarcină-tensiune (1.22)
sau
u(t)=u(q(t),t), numită caracteristica tensiune-sarcină (1.23)
Condensatorul poate fi: liniar invariabil în timp, parametric (liniar variabil în timp), neliniar.
• Condensatorul liniar invariabil în timp
Fig.10. Condensator liniar invariabil în timp
Ecuația de funcționare este:
q(t)=Cu(t), (1.24)
unde C- capacitatea electrică, C0, [C]S.I.=1F(farad)
Capacitatea electrică exprimă dependența dintre tensiunea electrică u, dintre armăturile condensatorului și sarcinile electrice libere și de semn contrar q de pe armături.
Condendatorul liniar invariabil în timp este caracterizat de capacitatea electrică și de tensiunea inițială.
Fig.11. Caracteristica (q,u) a condensatorului liniar invariabil în timp
• Condensator parametric (liniar variabil în timp)
Fig.12. Condensator parametric
Ecuația de funcționare este:
q(t)C(t)u(t), (1.25)
unde C(t)-se numește capacitate parametrică
• Condensatorul neliniar
Fig.13. Condensator neliniar
Ecuația de funcționare este:
f(q(t),u(t),t)=0 (1.26)
1.1.4. Elemente active de circuit
Elementele active (sursele sau generatoarele) sunt acele elemente de circuit care produc energie electrică. Ele pot fi:
– surse de tensiune: – independente (autonome): – ideale
– real
– comndate (neautonome)
– surse de curent: – independente (autonome): – ideale
– reale
– comndate (neautonome)
Sursele independente sunt acele surse la care mărimea caracteristică(t.e.m. sau intensitatea
curentului electric) este independentă de mărimile electrice ale circuitului din care fac parte.
a) Sursa independentă de tensiune
Sursa ideală independentă de tensiune este elementul activ de circuit ce păstrează constantă tensiunea la bornele sale, indiferent de valoarea curentului ce trece prin el.
Fig.14. Simbolul sursei ideale independente de tensiune
Ecuația de funcționare este:
u(t)e(t), i (1.27)
Fig.15. Caracteristica (u,i) a sursei ideale independente de tensiune
Observații:
– dacă se respectă regula de la generatoare (i și u au sensuri opuse), atunci:
u(t)UEe(t)E (1.28)
– dacă se respectă regula de la receptoare (i și u au același sens), atunci:
u(t)UEe(t)E (1.29)
Puterea electrică cedată pe la borne este:
p(t)=u(t)i(t)=e(t)i(t) (1.30)
Dacă e(t)=0, sursa independentă de tensiune devine scurtcircuit.
Dacă elementul de circuit, adică sursa de tensiune, degajă căldură (r) atunci aceasta se numește sursă reală de tensiune.
Fig.16. Simbolul sursei reale de tensiune
Ecuația de funcționare este:
u=eri (1.31)
Fig.17. Caracteristica (u,i) a sursei reale de tensiune
Puterea electrică cedată pe la borne este:
p(t)=u(t)i(t)=e(t)i(t)ri2(t) (1.32)
b)Sursa independentă de curent
Sursa ideală independentă de curent este elementul activ de circuit ce păstrează constant curentul debitat indiferent de valoarea tensiunii de la bornele sale.
Fig.18. Simbolul sursei ideale independente de curent
Ecuația de funcționare este:
i(t)=ig(t), u (1.33)
Fig.19. Caracteristica (i,u) sursei ideale independente de curent
Puterea electrică cedată pe la borne este:
p(t)=u(t)i(t)= u(t)ig(t) (1.34)
Dacă ig(t)=0, sursa ideală independentă de curent devine o latură deschisă (R).
Sursa reală independentă de curent este un ansamblu format din sursa ideală independentă de curent în paralel cu rezistența internă a sursei.
Fig.20. Simbolul sursei reale inependente de curent
Ecuația de funcționare este:
i(t)=ig(t) (1.35)
Fig. 21. Caracteristica (i,u) a sursei reale independente de curent
Puterea cedată pe la borne este:
p(t)=u(t)i(t)= u(t)ig(t) (1.36)
1.2. TEOREME GENERALE ALE TEORIEI CIRCUITELOR ELECTRICE
1.2.1. Teoremele lui Kirchhoff
a) Teorema I a lui Kirchhoff
Teorema I a lui Kirchhoff este aplicabilă nodurilor de circuit și are la bază legea conservării sarcinii electrice.
Se consideră un nod de circuit înconjurat de o suprafață Σ ce intersectează toate conductoarele ce se ramifică din acel nod.
Din legea conservării sarcinii electrice, rezultă că:
(1.37)
Convenție: – se consideră pozitivi curenții care ies din nod și negativi curenții care intră în nod. În acest caz:
(1.38)
Relația (1.38) reprezintă teorema I a lui Kirchhoff, care se enunță asfel:
Suma algebrică a intensităților curenților din laturile incidente unui nod de circuit este nulă.
sau
Suma intensităților curenților ce intră într-un nod de circuit este egală cu suma curenților ce ies din nodul respectiv.
Fig. 22. Laturile incidente nodului (u)
Aplicând teorema I a lui Kirchhoff pentru nodul u din fig. 22, se obține:
(1.39)
sau
(1.40)
Teorema I a lui Kirchhoff nu depinde de natura elementelor.
b) Teorema a II a lui Kirchhoff
Teorema a II a lui Kirchhoff este aplicabilă ochiurilor de rețea și are la bază legea inducției electromagnetice.
(1.41)
Știind că tensiunea electrică reprezintă diferența de potențial dintre două puncte și ținând seama de conservarea energiei de-a lungul unui contur închis se înțelege că energia totală pentrdeplasarea unei sarcini unitare de-a lungul conturului închis este zero.
Suma algebrică a tensiunilor la bornele laturilor ce constituie un ochi de rețea este nulă.
(1.42)
Convenție: – se consideră pozitive tensiunile la borne care au același sens de referință cu sensul de parcurgere al ochilui de rețea și negative tensiunile la borne care au sensul de referință invers față de sensul de parcurgere al ochiului de rețea.
Fig. 23. Tensiunile pe laturile ochiului (v)
Aplicând teorema a II a lui Kirchhoff pentru ochiul (v) din fig. 23, se obține:
(1.43)
Teorema a II a lui Kirchhoff nu depinde de natura elementelor de pe laturi.
1.2.2. Teorema superpoziției
Se consideră un circuit electric liniar ce conține n surse independente (nE surse de tensiune și nI surse de curent). Intensitatea curentului electric din orice latură este suma algebrică a intensităților curenților pe care i-ar stabili în acea latură fiecare dintre surse, dacă s-ar afla singură în rețea, celelalte surse independente fiind pasivizate.
1.2.3. Teorema reciprocității
Un circuit liniar pasiv este reciproc dacă intensitatea curentului electric prin bornele , produs de o sursă independentă de tensiune plasată între bornele este egală cu intensitatea curentului pe care l-ar stabili prin bornele aceeași sursă conectată între
bornele.
Fig.24. Circuit ce evidențiazăteorema reciprocității
1.2.3. Teorema de echivalență
Echivalența se poate aplica unei laturi de circuit ce conține mai multe elemente, unui subcircuit sau unui circuit întreg, atât elementelor pasive cât și elementelor active.
Un subcircuit poate fi substituit cu un alt subcircuit echivalent astfel încât relația dintre curenții și tensiunile bornelor de acces se conservă , iar curenții și tensiunile în exteriorul circuitului echivalent nu se modifică.
1.2.4. Teorema conservării puterilor
Considerăm un circuit izolat cu l laturi, având curenții prin laturi ,,…, și tensiunile la bornele laturilor ,,…,. În acest caz, suma algebrică a puterilor corespunzătoare laturilor este nulă.
⇒ (1.44)
1.2.5. Teorema compensației
Dacă se înlocuiește un rezistor , ce are tensiunea la borne , cu o sursă ideală de tensiune cu t.e.m. , corespunzătoare aceleiași tensiuni la borne, nu se modifică intensitățile curenților din circuit.
1.2.6. Teorema surselor ideale cu acțiune nulă(Vaschy)
a) Teorema surselor ideale de tensiune cu acțiune nulă
Dacă se introduc în serie cu fiecare element conectat într-un nod al unui circuit surse ideale de tensiune, cu aceeaș la fel față de nod, atunci tensiunile și curenții prin elementele circuitului nu se modifică.
b) Teorema surselor ideale de curent cu acțiune nulă
Dacă se conectează, în paralel cu fiecare element de circuit ce formează un contur închis, câte o sursă ideală de curent, orientată în sensul conturului, având aceeași intensitate, tensiunile și curenții prin elementele circuitului nu se modifică.
1.3. CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT CONTINUU
Circuitele electrice de curent continuu sunt acele circuite în care mărimile de excitație,
sunt constituite din rezistoare dipol, multipol, rezistoare multiport și surse independente de tensiune și de curent constante în timp.
Circuitele electrice pot fi:
• circuite liniare, atunci când, după pasivizarea surselor independente, conțin numai rezistoare dipol, multipol și rezistoare multiport liniare;
• circuite neliniare, atunci cînd, după pasivizarea surselor independente, conțin cel puțin un rezistor neliniar.
Circuitele rezistive, fiind considerate cele mai simple circuite electrice, stau la baza studierii legilor și teoremelor circuitelor electrice.
Elementele de circuit – pasive sau active – se pot grupa astfel încât se simplifică circuitele, fapt ce duce la simplificarea analizei circuitelor.
1.3.1. Gruparea rezistoarelor
O combinație de rezistoare se poate înlocui cu un singur rezistor echivalent, dacă intensitatea curentului electric și tensiunea la bornele grupării și la bornele rezistorului echivalent rămân aceleași. Rezistența rezistorului echivalent se numește rezistență echivalentă.
1.3.1.1. Gruparea serie
Rezistoarele sunt conectate în serie între două puncte ale unui circuit, dacă sunt conectate astfel încât să formeze un singur șir între cele două puncte, cay în care sunt parcurse de acelși curent. Tensiunea la bornele fiecărui rezistor este diferită, tensiunea la bornele grupării fiind egală cu suma tensiunilor de la bornele fiecărui rezistor.
Fig. 25. Gruparea serie a rezistoarelor
Conform teoremei a doua a lui Kirchhoff:
U1U2 Un=0 (1.45)
rezultă:
U (1.46)
Intensitatea curentului este aceeași prin toate rezistoarele(se păstrează constantă):
I1=I2=…=In=I (1.47)
Aplicînd legea lui Ohm, rezultă:
U= (1.48)
rezultă:
(1.49)
Adică: ″ Rezistența edhivalentă a n rezistoare grupate în serie este egală cu suma rezistențelor componente″.
Observații:
– rezistența totală crește și este mai mare decât valoarea oricăreia dintre rezistențele componente:
Remax(R1,R2,…,Rn)
– pentru R1R2…Rn ⇒RenR
– gruparea serie a rezistoarelor poate fi utilizată ca un divizor de tensiune, deoarece tensiunea la bornele fiecărui rezistor este mai mică decât tensiunea la bornele grupării.
1.3.1.2. Gruparea paralel
Rezistoarele sunt conectate în paralel, între două puncte ale unui circuit, dacă sunt conectate la aceleași borne, caz în care tensiunea pe rezistoare este aceeași.
Fig. 26. Gruparea paralel a rezistoarelor
Conform teoremei I a lui Kirchhoff:
I1I2…InI0 (1.50)
rezultă:
I (1.51)
Tensiunea la bornele fiecărei rezistențe se păstrează constantă:
U1=U2=…=Un=U (1.52)
Aplicînd legea lui Ohm, rezultă:
I (1.53)
rezultă:
(1.54)
sau
(1.55)
Adică: ″Inversul rezistenței echivalente a n rezistoare grupate în paralel este egal cu suma inverselor rezistențelor componente.″
Observații:
– rezistența totală scade și este mai mică decât valoarea oricăreia dintre rezistențele componente:
Remin (R1,R2,…,Rn)
– pentru R1R2…Rn ⇒Re
– pentru două rezistoare conectate în paralel:
(1.56)
gruparea serie a rezistoarelor poate fi utilizată ca un divizor decurent.
1.3.1.3. Gruparea mixtă
În acest caz, rezistoarele sunt grupate atât în serie cât și în paralel.
Pentru determinarea rezistenței echivalente este de preferat să se înceapă gruparea rezistoarelor pornind de la laturile cele mai depărtate de bornele grupării. Se aplică grupările serie și paralel, repetat, până când se ajunge la un singur rezistor conectat între bornele respective.
1.3.1.4. Divizorul de tensiune
Divizorul de tensiune reprezintă un circuit alcătuit din două rezistoare grupate în serie în scopul de a obține o tensiune mai mică decât tensiunea la bornele grupării.
Fig. 27. Divizorul de tensiune
Se aplică teorema a II-a a lui Kirchhoff, obținându-se:
(1.57)
(1.58)
Știind că: , , , (1.59)
Rezultă expresia curentului:
(1.60)
Introducând relația (1.60) în relațiile (1.59), se obțin expresiile tensiunilor pe cele două rezistoare, și anume:
(1.61)
1.3.1.5. Divizorul de curent
Divizorul de curent reprezintă un circuit alcătuit din două rezistoare grupate în paralel cu scopul de a obține prin unul dintre elemente un curent mai mic decît curentul principal.
Fig. 28. Divizorul de curent
Se aplică teorema I a lui Kirchhoff, obținându-se:
(1.62)
Aplicând legea lui Ohm și relația pentru calculul rezistenței echivalente paralel, se obține:
, , (1.63)
Expresia curentului va fi:
(1.64)
rezultă:
(1.65)
Din relațiile (1.63) și (1.65) se obțin expresiile pentru curenții prin cele două rezistoare:
(1.66)
1.3.1.6. Transfigurarea stea-triunghi
Tansfigurarea stea-poligon este valabilă pentru orice număr de laturi.
Valoarea rezistenței din gruparea poligon este dată de relația:
(1.67)
unde:
(1.68)
Transfigurarea stea-poligon este posibilă mereu, însă transfigurarea poligon-stea este posibilă numai dacă numărul laturilor este egal cu 3(se numește transfigurarea stea- triunghi).
Fig. 29. Transfigurarea stea-triunghi
Se scriu relațiile pentru rezistențele echivalente între bornele (1) și (2), (2) și (3), (3) și (1) atât pentru gruparea stea cât și pentru gruparea triunghi:
(1.69)
Dacă se rezolvă sistemul (1.69) în raport cu ,, se obțin relațiile de transfigurare stea-triunghi:
(1.70)
Dacă se rezolvă sistemul în raport cu , respectiv , se obțin relațiile de transfigurare triunghi-stea:
(1.71)
Dacă: (1.72)
atunci:
(1.73)
1.3.2. Gruparea surselor
1.3.2.1. Gruparea surselor de tensiune
Un sistem de surse ideale de tensiune asociate în serie admit o sursă echivalentă cu t.e.m. egală cu suma algebrică a t.e.m. a surselor componente.
(1.74)
Sursele ideale de tensiune pot fi grupate în serie în montaj adițional(fig.30.a.) sau montaj diferențial(fig.30.b.). Considrând două surse ideale de tensiune, grupate in serie, se pot scrie următoarele ecuații:
(1.75)
a) b)
Fig.30. Gruparea surselor ideale de tensiune
a) – montaj adițional; b) – montaj diferențial
Observație: Două surse ideale de tensiune se pot conecta în paralel numai dacă tensiunile lor electromotoare sunt egale: . În acest caz:
(1.76)
1.3.2.2. Gruparea surselor de curent
Un sistem de surse ideale de curent asociate în paralel admite o sursă de curent echivalentă având curentul egal cu suma algebrică a curenților surselor componente.
(1.77)
Sursele ideale de curent pot fi grupate în serie în montaj adițional(fig.31.a.) sau montaj diferențial(fig.31.b.). Considrând două surse ideale de tensiune, grupate in serie, se pot scrie următoarele ecuații:
(1.78)
Fig.31. Gruparea surselor ideale de curent
a) – montaj adițional; b) – montaj diferențial
Observație: Două surse ideale de curent se pot conecta în serie numai dacă au curenții egali: . În acest caz:
(1.79)
1.3.3. Metode de analiză a circuitelor de curent continuu
Analiza circuitelor electrice de curent continuu se referă la cunoașterea structurii lor topologice, a parametrilor elementelor de circuit și la determinarea semnalelor pe laturi și pe elemente.
1.3.3.1. Metoda teoremelor lui Kirchhoff
Se consideră un circuit de curent continuu liniar cu l laturi și n noduri.
– conform teoremei I a lui Kirchhoff, suma algebrică a curenților dintr-un nod de rețea este nulă, această teoremă aplicându-se nodurilor circuitului, mai puțin nodului de masă.
– conform teoremei a II a lui Kirchhoff, suma algebrică a tensiunilor de-a lungul unui ochi de rețea este nulă, această teoremă aplicându-se ochiurilor independente ale circuitului.
În urma aplicării celor două teoreme se obține un sistem algebric:
(1.80)
Sistemul (1.80) este echivalent cu:
(1.81)
Observație: În cazul unei laturi de circuit ce conține o sursă ideală de curent în serie cu alte elemente de circuit și se cunoaște (ceilalți parametri nu intervin în legea lui Ohm), teorema I a lui Kirchhoff se va scrie pe laturile care conțin surse ideale de curent.
Algoritmul de aplicare a metodei teoremelor lui Kirchhoff:
– se numerotează arbitrar nodurile și se alege arbitrar un nod de referință;
– se numerotează laturile și se aleg sensuri arbitrare pozitive pentru curenți; se alege o convenție unitară pentru sensurile tensiunilor respectiv curentului din laturi;
– atunci când circuitul conține o sursă reală de curent, aceasta se va înlocui cu o sursă de tensiune echivalentă;
– se stabilesc ochiurile;
– se scrie sistemul de ecuații obținut prin aplicarea teoremelor lui Kirchhoff;
– se rezolvă sistemul de ecuații și se obțin expresiile curenților prin laturi;
– se determină tensiunile la bornele laturilor;
. se verifică teorema de conservare a puterilor.
1.3.3.2. Metoda teoremei potențialelor nodurilor
Această metodă folosește ca variabile potențialele nodurilor (tensiunile nodale). Tensiunea nodală reprezintă tensiunea între un nod independent și nodul de referință, nodului de referință atribuindu-i-se potențial zero.
Fig.32. Definirea tensiunilor nodale
Tensiunea pe o latură – între nodurile și se exprimă cu ajutorul relației:
(1.82)
cu , .
Intensitatea curentului prin laturile pasive se poate scrie, în urma aplicării legii lui Ohm, astfel:
(1.83)
Algoritmul de aplicare a metodei potențialelor nodurilor:
– se determină numărul de noduri;
– se alege nodul de referință (nodul de masă), al cărui potențial se consideră nul;
– se scrie sistemul de ecuații specific metodei, de forma (1.83);
-se determină conductoarele sistemului și curenții surselor de curent și se rezolvă sistemul, asfel obținându-se tensiunile nodale;
– se determină curenții prin laturi(prin legea lui Ohm sau teorema I a lui Kirchhoff).
1.3.3.3. Metoda curenților ciclici (de ochiuri sau de bucle)
Această metodă are ca variabile curenții fictivi, numiți curenți ciclici (de buclă); fiecare curent parcurge toate laturile ce alcătuiesc un ochi independent, având un sens de rotație ales arbitrar, de regulă același cu sensul de parcurgere al ochiului.
Numărul de ochiuri independente se determină cu relația:
(1.84)
Curenții ciclici se notează cu , .
În urma aplicării teoremei suprapunerii efectelor, se determină curenții reali de pe laturi, ca fiind suma algebrică a curenților ciclici ce trec prin laturile considerate.
(1.85)
Această metodă se bazează pe teorema a II-a a lui Kirchhoff ce se aplică ochiurilor independente ale circuitelor, obținându-se forma compactă a ecuațiilor specifice metodei curenților ciclici:
(1.86)
unde:
,
– rezistențele comune ochiurilor j și k; – t.e.m. totală a ochiului k.
Algoritmul de aplicare a metodei curenților ciclici:
– se stabilesc tipurile surselor din circuit; dacă circuitul conține surse reale de curent, atunci se vor înlocui cu surse reale de tensiune echivalente;
– se determină numărul de noduri, numărul de laturi și numărul de surse din circuit; se aleg sensuri arbitrare pozitive pentru curenți;
– fiecărui ochi i se atribuie un curent ciclic corespunzător;
– se scrie sistemul de ecuații specific metodei și se calculează parametrii sistemului;
– se determină curenții din laturi; se determină tensiunile le bornele laturilor sau la bornele elementelor de circuit aplicând legea lui Ohm sau teorema a II-a a lui Kirchhoff.
1.4. CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT ALTERNATIV. REGIMUL PERMANENT SINUSOIDAL
1.4.1. Mărimi caracteristice regimului permanent sinusoidal
Mărimea periodică este acea mărime variabilă ale cărei valori se reproduc în aceeași succesiune la intervale de timp egale.
Intervalul minim de timp după care se reproduc în aceeași succesiune valorile mărimii periodice se numește periodică și se notează cu T.
Inversul perioadei se numește frecvență și se notează cu f. Frecvența reprezintă numărul de perioade cuprins în unitatea de timp.
Valoarea instantanee a unei mărimi peridice este o funcție periodică de timp ce satisface condiția:
(1.87)
oricare ar fi momentul t, k fiind un număr întreg,
Între frecvență și perioadă există relația:
(1.88)
Mărimile periodice pot fi sinusoidale sau nesinusoidale. Mărimile nesinusoidale pot fi descompuse în sume de semnale sinusoidale de frecvențe diferite.
Mărimile sinusoidale sunt funcții de timp ale căror variații în timp au forma:
(1.89)
unde:
– valoarea instantanee a mărimii sinusoidale (valoarea la un moment dat t);
-amplitudinea mărimii sinusoidale, adică valoarea maximă a mărimii sinusoidale;;
-pulsația sau frecvența unghiulară (se măsoară în rad/sec);
– faza (unghiul de fază) la un moment dat t (se măsoară în radiani);
– faza inițială, adică faza la momentul .
Între frecvență, peroadă și pulsație există releția:
(1.90)
Când faza inițială este zero, expresia matematică a mărimii sinusoidale devine:
(1.91)
Valorile caracteristice mărimilor sinusoidale sunt:
• valoarea instantanee – se notează cu litera mică a simbolului mărimii respective și reprezintă valoarea pe care o are respectiva mărime la un moment oarecare t;
• valoarea medie – reprezintă media pe o perioadă a valorilor instantanee. Mărimea periodică de valoare medie nulă se numește mărime alternativă.
• valoarea efectivă (sau eficace) – se notează cu litera mare a simbolului mărimii respective, fiind egală cu rădăcina pătrată a valorii medii.
(1.92)
• factorul de vârf – reprezintă raportul între valoarea maximă și valoarea efectivă a mărimii respective
(1.93)
Factorul de vârf este întotdeuna egal cu pentru toate mărimile sinusoidale.
• factorul de formă – reprezintă raportul între valoarea efectivă și valoarea medie:
(1.94)
Observație: O mărime sinusoidală este complet caracterizată atunci când se cunosc valoarea efectivă și faza inițială.
În general, mărimile sinusoidale se scriu sub forma:
(1.95)
Poziția relativă a două mărimi sinusoidale se determină prin defazajul dintre acestea.
Se consideră două mărimi sinusoidale de eceeași pulsație:
(1.96)
Se numește defazaj dintre două mărimi diferența dintre fazele celor două mărimi într-o ordine dată:
(1.97)
Dacă:
– , atunci mărimea este defazată înaintea mărimii ;
– , atunci mărimea este defazată în urma mărimii ;
– , atunci cele două mărimi sunt în fază;
– , atunci cele două mărimi sunt în antifază;
– , atunci cele două mărimi sunt în cuadratură.
Operații cu mărimi sinusoidale
• multiplicarea cu un scalar
Se consideră scalarul λ care multiplică mărimea sinusoidală . Asfel se
obține mărimea:
λ λ (1.98)
λ – poate fi pozitiv sau negativ
Mărimile și λ sunt în fază.
• adunarea mărimilor sinusoidale
Se consideră mărimile sinusoidale:
(1.99)
Suma celor două mărimi sinusoidale este mărimea sinusoidală:
, (1.100)
Având aceeași frecvență, cu valoarea efectivă și faza inițială de forma:
(1.101)
• derivata în raport cu timpul a mărimii sinusoidale , este mărimea:
(1.102)
având aceeași frecvență.
• integrala în raport cu timpul a mărimii sinusoidale , este mărimea:
(1.103)
având aceeași frecvență.
1.4.2. Reprezentarea în complex a mărimilor sinusoidale
Pentru determinarea regimului permanent sinusoidal se utilizează metoda reprezentării în complex a mărimilor sinusoidale. Aceasta constă în stabilirea unei reguli de transformare care asociază fiecărei mărimi a unei imagini ce trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
– reprezentare biunivocă: fiecărei mărimi sinusoidale îi corespunde o singură imagine și fiecărei imagini îi corespunde o singură mărime sinusoidală;
– operațiilor de adunare și de multiplicare cu scalari a mărimilor sinusoidale le corespund adunarea și multiplicarea cu scalari a imaginilor;
– operațiilor de integrare și derivare a mărimilor sinusoidale le corespund operații simple cu imagini.
Considerând F spațiul mărimilor sinusoidale de aceeași frecvență și C corpul numerelor complexe, atunci operatorul complex C este definit astfel:
C:F C (1.104)
Complexul unei mărimi sinusoidale este un număr complex, notat C sau X care are ca modul valoarea efectivă a mărimii sinusoidale și ca argument faza inițială a acesteia:
C X =X (1.105)
unde: j=1
Mărmile complexe se pot reprezenta prin vectori(sau fazori) în planul complex, fiecărei mărimi
sinusoidale asociindu-se un vector liber în plan.
1.4.3. Elemente ideale pasive de circuit în regim sinusoidal
Se consideră un element ideal liniar pasiv de circuit, aflat în regim sinusoidal.Dacă la bornele elemetului se aplică o tensiune sinusoidală
(1.106)
Atunci prin elementul de circuit va trece un curent sinusoidal de aceași frecvență, de forma:
(1.107)
unde:
– faza inițială a tensiunii
– faza inițială a curentului
(1.108)
reprezintă defazajul curentului în urma tensiunii.
În acest caz:
(1.109)
Cele două mărimi, reprezentate în complex au următoarele expresii:
(1.110)
În regim sinusoidal, circuitele electrice sunt definite de către o pereche de parametri: impedanța și defazajul, rezistența și reactanța, admitanța și defazajul, conductanța și susceptanța.
Observație:Fiecare semnal sinusoidal se poate descompune în două componente: o componentă activă și o componentă reactivă.
• Impedanța – se definește ca fiind raportul dintre valoarea efectivă a tensiunii și valoarea efectivă a curentului:
(1.111)
În complex, impedanța are expresia:
(1.112)
Observație: Partea reală a impedanței complexe reprezintă rezistența circuitului iar partea imaginară reprezintă reactanța circuitului.
• Admitanța – se definește ca fiind raportul dintre valoarea efectivă a curentului și valoarea efectivă a tensiunii.
(1.113)
În complex, impedanța are expresia:
(1.114)
Observație: Partea reală a admitanței complexe reprezintă conductanța circuitului iar partea imaginară reprezintă susceptanța circuitului.
• Rezistența – se definește ca fiind raportul dintre valoarea efectivă a componentei active a tensiunii și valoarea efectivă a curentului.
(1.115)
• Reactanța – se definește ca fiind raportul dintre valoarea efectivă a componentei reactive a tensiunii și valoarea efectivă a curentului.
(1.116)
• Conductanța – se definește ca fiind raportul dintre valoarea efectivă a componentei active a curentului și valoarea efectivă a tensiunii.
(1.117)
• Susceptanța – se definește ca fiind raportul dintre valoarea efectivă a componentei active a curentului și valoarea efectivă a tensiunii.
(1.118)
Observații:
– între impedanță, rezistență și reactanță există următoarele relații:
(1.119)
Cu ajutorul relațiilor (1.112) se poate desena triunghiul impedanțelor.
b)
Fig. 33. a) – triunghiul impedanțelor; b) triunghiul admitanțelor
– între admitanță, conductanță și susceptanță există următoarele relații:
(1.120)
Cu ajutorul relațiilor (1.113) se poate desena triunghiul admitanțelor.
1.4.4. Comportarea în regim variabil sinusoidal a elementelor de circuit
Parametrii ce caracterizează regimul sinusoidal se pot exemplifica atât pentru elementele ideale de circuit cât și pentru circuitele simple.
Elementele ideale de circuit: rezistorul, bobina și condensatorul sunt caracterizate printr-o ecuație tensiune curent specifică:
(1.121)
Relațiilor ( 1.114) le corespund, în complex, următoarele relații:
(1.122)
Pe baza relațiilor (1.115) se pot determina expresiile impedanțelor complexe, admitanțelor complexe, defazajului, rezistențelor, reactanțelor, conductanțelor și susceptanțelor acestor elemente.
Tabelul 1.1.
În figura următoare sunt reprezentate variațiile în timp ale valorilor instantanee ale curenților și tensiunilor la bornele elementelor de circuit.
Fig. 34. Variațiile în timp ale valorilor instantanee ale curenților și tensiunilor la bornele elementelor de circuit.
Observații: Defazajul curentului i față de tensiunea la borne u diferă la elementele ideale de circuit astfel:
– la rezistorul ideal, intensitatea curentului și tensiunea sunt în fază:
– la bobina ideală, intensitatea curentului este defazată cu în urma tensiunii la borne;
– la condensatorul ideal, intensitatea curentului este defazată cu înaintea tensiunii la borne.
Puteri în regim sinusoidal
Se consideră un circuit dipolar cu tensiunea la borne și curentul ce trece prin el . Conform legii transformării energiei electromagnetice în procesul conducției electrice, circuitul dipolar primește pe la borne puterea instantanee:
(1.123)
rezultă,
(1.124)
Fig. 35. Reprezentarea puterii instantanee în timp
Puterea instantanee conține doi termeni: un termen constant și un termen variabil în timp.
În regim permanent sinusoidal se definesc trei tiouri de puteri: puterea activă, puterea reactivă și puterea aparentă.
• Puterea activă se definește ca valoarea medie a puterii instantanee pe o perioadă.
(1.125)
Puterea activă reprezintă produsul dintre valoarea efectivă a tensiunii la borne, valoarea efectivă a intensității curentului și .
(1.126)
Puterea activă poate fi pozitivă sau negativă, astfel:
– atunci când se aplică regula de la receptoare (tensiunea și curentul au același sens):
– dacă , puterea este primită sau consumată;
– dacă, puterea este cedată sau furnizată;
– atunci când se aplică regula de la generatoare (tensiunea și curentul sensuri opuse):
– dacă , puterea este cedată sau furnizată;
– dacă, puterea este primită sau consumată.
• Puterea reactivă reprezintă produsul dintre valoarea efectivă a tensiunii la borne, valoarea efectivă a intensității curentului și .
(1.127)
Observație: Puterea reactivă poate fi pozitivă sau negativă, similar cu puterea activă.
• Puterea aparentă reprezintă produsul dintre valoarea efectivă a tensiunii la borne și valoarea efectivă a curentului.
(1.128)
Observație: Puterea aparentă este valoarea maximă a puterii active; este întotdeauna pozitivă.
Între cele trei puteri activă, reactivă și aparentă există următoarele relații:
(1.129)
Pe baza relațiilor (1.121) se poate construi triunghiul puterilor.
Fig. 36. Triunghiul puterilor
• Factorul de putere se definește ca fiind raportul dintre puterea activă și puterea aparentă.
(1.130)
• Puterea complexă se definește ca fiind produsul dintre complexul tensiunii și complexul conjugat al curentului la bornele unui dipol:
(1.131)
rezultă: (1.132)
unde:
(1.133)
1.4.5. Circuite simple în regim sinusoidal
1.4.5.1. Circuitul R-L serie
Circuitul R-L serie este acel circuit format dintr-un rezistor în serie cu o bobină, ce prezintă la borne tensiunea complexă și este străbătut de curentul complex .
Fig. 37. Circuitul R-L serie
În acest caz, impedanța complexă este:
(1.134)
Aplicând legea lui Ohm se obține intensitatea curentului electric:
(1.135)
Din relația (1.127) se determină valoarea efectivă a curentului și defazajul circuitului:
(1.136)
Fig. 38. Diagrama fazorială a circuitului R-L serie
Observație: În cazul unui circuit R-L serie, impedanța crește cu frecvența, intensitatea curentului scade de la valoarea , la zero, iar defazajul circuitului variază între și.
1.4.5.2. Circuitul R-C serie
Circuitul R-C serie este acel circuit format dintr-un rezistor în serie cu un condensator, ce prezintă la borne tensiunea complexă și este străbătut de curentul complex .
Fig. 39. Circuitul R-C serie
În acest caz, impedanța complexă este:
(1.137)
Aplicând legea lui Ohm se obține intensitatea curentului electric:
(1.138)
Din relația (1.130) se determină valoarea efectivă a curentului și defazajul circuitului:
(1.139)
Fig. 40. Diagrama fazorială a circuitului R-C serie
Observație: În cazul unui circuit R-C serie, impedanța scade cu creșterea frecvenței, intensitatea curentului crește de la valoarea zero la valoarea , la, iar defazajul circuitului variază între și .
1.4.5.3. Circuitul R-L-C serie
Circuitul R-L-C serie este acel circuit format dintr-un rezistor, o bobină și un condensator conectate în serie, ce prezintă la borne tensiunea complexă și este străbătut de curentul complex .
Fig. 41. Circuitul R-L-C serie
În acest caz, impedanța complexă este:
(1.140)
Aplicând legea lui Ohm se obține intensitatea curentului electric:
(1.141)
Din relația (1.133) se determină valoarea efectivă a curentului și defazajul circuitului:
(1.142)
Fig. 42. Diagrama fazorială a circuitului R-L-C serie
Comportarea circuitului R-L-C în funcție de frecvență
• Frecvențe joase
Atunci când ω tinde către zero, reactanța bobinei tinde și ea către zero, iar reactanța condensatorului devine foarte mare.
Atunci când , impedanța circuitului devine infinită, intensitatea curentului este aproape zero iar defazajul este de radiani.
• Frecvența de rezonanță
Atunci când se mărește frecvența de la valoarea zero, reactanța bobinei crește, iar reactanța condensatorului scade până când:
(1.143)
În acest caz, impedanța circuitului este minimă și este egală cu rezistența a circuitului, iar defazajul este nul.
Când este îndeplinită condiția (1.135) se spune că circuitul este la rezonanță, având pulsația de rezonanță și frecvența de rezonanță:
(1.144)
Fig. 43. Diagrama fazorială a circuitului R-L-C serie la rezonanță
• Frecvențe înalte
Atunci când frecvența se mărește peste frecvența de rezonanță,reactanța bobinei crește foarte mult, impedanța circuitului devine foarte mare, intensitatea curentului este aproape zero, iar
unghiul de defazaj se apropie de .
Observație: În cazul unui circuit R-L-C serie, când frecvența crește de la valoarea zero la valori foarte mari, impedanța scade de la valori foarte mari la valoarea și apoi crește din nou la valori foarte mari, intnsitatea curentului crește de la la și scade din nou la zero iar defazajul variază între și .
1.5. APLICAȚII ALE ELEMENTELOR DE CIRCUIT ȘI ALE CIRCUITELOR ELECTRICE ÎN CONSTRUCȚIA APARATELOR DE BORD
Aparatele de bord au în componența lor componente electrice precum: traductoare, instrumente și scheme de măsurare, convertoare electrice, instrumente și scheme de măsurare, sisteme de transmisie la distanță, scheme de compensare etc.
1.5.1. Traductoare și convertoare electrice
Convertoarele sunt dispozitive prin intermediul cărora mărimile fizice sunt convertite în alte mărimi necesare procesului de măsurare.
Traductorul este un convertor plasat la intrarea instalației de măsurare sau de automatizare.
Traductoarele se pot clasifica după mai multe criterii:
• După natura mărimii de ieșire:
– traductoare generatoare (energetice) – care, sub acțiunea unei mărimi de intrare generează un semnal de ieșire electric (ex. termocupluri, traductoare piezoelectrice etc.);
– traductoare parametrice (modulatoare sau pasive) – care, sub acțiunea semnalului de intrareîși modifică un parametru de circuit: rezistența, inductivitatea, capacitatea.
• După forma semnalului obținut:
– traductoare analogice – la care semnalul obținut variază continuu cu mărimea de intrare;
– traductoare numerice – la care semnalul de ieșire variază continuu după un anumit cod.
• După numărul de transformări efectuate și după modul de interconectare:
– traductoare directe ( simple) – care realizează o singură conversie;
– traductoare complexe (compuse) – care pot fi: diferențiale, succesive, cu compensare.
Cele mai utilizate traductoare în construcția aparatelor de bord sunt traductoarele rezistive, inductive și capacitive.
1.5.1.1. Traductoare rezistive
a) Traductoare potențiometrice (rezistive reostatice) – sunt acele traductoare care funcționează pa baza variației unei rezistențe conectate în circuit în funcție de mărimea de intrare care este o deplasare x sau o rotație α.
Taductoarele potențiometrice pot fi cu variație continuă sau în trepte, liniare sau neliniare, bobinate sau din materiale semiconductoare etc.
Principalele scheme de conectare a traductoarelor reostatice liniare sunt prezentate în fig. 44.
Fig.44. Schema de conectare a traductoarelor reostatice
La aceste traductoare, interesează caracteristica statică sau în regim de mers în gol () și în sarcină.
Se notează:
rezistența reostatului
rezistența delimitată de perie
Se introduc mărimile relative , sau , pentru schema din fig.44.a se obțin:
– tensiunea de ieșire la mers în gol: .
– rezistența internă cu schema pasivizată: .
– tensiunea de ieșire la mersul în sarcină este:
– eroarea relativă maximă datorată sarcinii: . Această eroare se obține pentru ce anulează derivata erorii , care în situația de față are valoarea .
În tabelul următor sunt prezentate rezultatele pentru toate schemele din fig.44.
Tabelul 1.2. Erorile relative ale schemelor cu traductoare reostatice liniare
b) Traductoare tensometrice – sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe variația a rezistenței electrice a unor rezistoare numite mărci tensometrice la deformațiile elastice ale acestora.
(1.145)
c) Traductoare cu rezistență de contact – la care rezistența de contact variază cu forța sau presiunea de contact.
, (1.146)
unde
– rezistența elementelor de contact,
k și k0 – coeficienți constanți,
F – forța de apăsare,
– deformația axială a rezistorului.
d) Traductoare electrolitice – sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe principiul variației rezistenței electrolitului dintre doi sau mai mulți electrozi în urma apăsării lor sau a deplasării electrolitului.
, (1.147)
unde
– conductivitatea,
A – aria electrolitului,
dl – distanța elementară dintre electrozi,
G – conductivitatea geometrică.
Fig.45. Traductoare electrolitice:
a – cu distanță variabilă; b – cu suptafață variabilă; c – cu variația electrolitului; d – cu trei electrozi și mișcare de translație x; e – cu trei electrozi și mișcare de rotație α
e) Traductoare piezoelectrice – sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe variația unor rezistoare metalice sau semiconductoare în funcție de variația de presiune.
37
, (1.148)
unde
– variația de presiune,
– coeficientul de variație a rezistenței cu presiunea.
f) Traductoare fotorezistive – sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe modificarea rezistenței electrice sub acțiunea luminii.
g) Traductoare termorezistive – sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe variația rezistenței cu temperatura. Au aplicabilitate în construcția termometrelor de aviație.
h) Traductoare magnetorezistive – sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe variația rezistenței ohmice a unor materiale în funcție de intensitatea câmpului magnetic în care se găsesc.
1.5.1.2. Traductoare inductive
Traductoarele inductive sunt acele traductoare a căror funcționare se bazează pe variația inductanței dispozitivului sub acțiunea mărimii de intrare. Inductivitatea unei bobine cu N spire cu miez de fier fără dispersie, are expresia:
, (1.149)
unde
– reluctanța echivalentă în raport cu latura bobinată,
A – permeanța circuitului magnetic
Plecând de la ideea că traductorul este de fapt o bobină cu miez de fier, se poate scrie următoarea relație:
(1.150)
unde:- componenta reactivă a reluctanței, – reluctanța fierului, – reluctanța întrfierurilor, – impedanța mgnetică.
Conform relației (1.150), se observă că inductivitatea traductoarelor poate varia prin variația mărimilor:
(1.151)
unde: – pierderile în fier, -pulsația, – fluxul magnetic total.
Traductoarele inductive pot fi:
a) traductoare inductive simple formate din circuit magnetic fix cu bobină și o armătură
mobilă;
b) traductoare inductive diferențiale formate din două circuite magnetice prevăzute fiecare cu câte o bobină și o armătură mobilă comună;
c) traductoare inductive diferențiale de tip transformator, care funcționează pe baza variației fluxului de cuplare dintre două grupe de bobine ale traductorului obținută prin deplasarea armăturii mobile;
d) traductoare ferodinamice, care își bazează funcționarea pe inducerea unei t.e.m. într-un cadru mobil plasat în câmp magnetic alternativ, în cazul rotirii axului față de axa neutră;
e) traductoare de inducție, care își bazează funcționarea pe inducerea unei t.e.m. într-o bobină în cazil deplasării acesteia în câmpul magnetic al unui magnet permanent.
1.5.1.3. Traductoare capacitive
Traductoarele capacitive funcționează pa baza transformării mărimilor de intrare (deplasări/rotații, forțe/cupluri) în variația capacității unor condensatoare. Deoarece capacitatea unui condensator depinde de forma armăturilor și de permitivitatea dielectricului, conform relației:
(1.152)
Rezultă faptul că se poate varia capacitatea dacă se modifică: geometria condensatorului, natura dielectricului și starea de deformație mecanică a dielectricului.
Traductoarele capacitive pot fi simple sau diferențiale. Traductoarele capacitive sunt utilizate la bordul aeronavelor în special în construcția litrometrelor.
1.5.2. Circuite de măsurare folosite la aparatele de bord
Cele mai utilizate circuite de măsurare la aparatele de bord sunt: divizorii de tensiune, divizorii de curent, punțile de c.c., punțile de c.a., circuite de măsurare cu echilibrare automată.
1.5.2.1. Divizori de tensiune și de curent
Divizorii de tensiune și de curent sunt cele mai simple circuite de măsurare, avînd ca aparate indicatoare logometre magnetoelectrice.
• Pentru divizorul de tensiune, căderea de tensiune pe rezistențele și delimitate de perie pe potențiometru se aplică pe bobinele logometrului. Indicațiile logometrului depind de raportul curenților și ce străbat bobinele. Se aplică teorema I a lui Kirchhoff între nodurile A și B, obținându-se:
Fig. 46. a) Divizorul de tensiune; b) Divizorul de curent
(1.153)
Pentru cele două ochiuri ce conțin rezistența a bobinelor se poate scrie:
(1.154)
Se elimină și din relațiile de mai sus, obținându-se condiția de dimensionare a divizorului de tensiune:
(1.155)
Pentru a crește sensibilitatea S, este necesar ca rezistența să fie mult mai mare decât rezistența a potențiometrului.
Pentru , se obține . (1.156)
Dacă se notează cu deplasarea periei pe potențiometru și cu lungimea acestuia, atunci:
(1.157)
În acest caz, sensibilitatea S devine:
(1.158)
Pentru , se obține , ceea ce înseamnă sensibilitate zero față de mărimea de intrare .
• Pentru divizorul de curent, aplicînd teorema a II-a a lui Kirchhoff pe cele două ochiuri, se obține:
, (1.159)
Eliminînd U din relațiile de mai sus, se obține condiția de dimensionare a divizorului de curent:
(1.160)
Dacă se micșorează rezistența bobinelor în raport cu atunci sensibilitatea schemei crește. Dacă , atunci , iar sensibilitatea are expresia , adică scade cu .
1.5.2.2.Punți de curent continuu și punți de curent alternativ utilizate în aparatele de bord
Punțile de măsură utilizate în aparatele de bord se pot clasifica astfel:
a) după modul de lucru:
– punți echilibrate (cu echilibrare manuală, automată sau semiautomată);
– punți neechilibrate.
b) în funcție de curentul de alimentare:
– punți de curent continuu;
– punți de curent alternativ.
• Punți de curent continuu
Cea mai utilizată punte de c.c. echilibrată este puntea Wheatstone, utilizată pentru măsurarea rezistențelor.
Fig.47. Puntea Wheatstone echilibrată
Puntea este autoechilibrată atunci când curentul prin brațul opus alimentării este zero, adică atunci când este îndeplinită condiția de ecchilibru:
(1.161)
Din condiția de echilibru se observă că se poate determina unul din elementele punții atunci când sunt cunoscute celelalte trei elemente ale punții.
Dezavantajul principal al punții Wheatstone constă în dependența curentului din indicatorul de nul de valoarea tensiunii de alimentare.
Puntea Wheatstone poate fi utilizată în regim de punte neechilibrată pentru a măsura variații mici ale rezistenței față de o valoare de echilibru .
Fig.48. Puntea Wheatstone neechilibrată
De obicei punțile neechilobrate sunt utilizate pentru măsurarea electrică a mărimilor neelectrice, caz în care necesită prezența unui traductor; astfel, se montează un traductor rezistiv, cu rezistența nominală, montat în latura 1 a punții.Ca urmare a variației mărimii neelectrice, mărimea de ieșire a traductorului variază față de cu . În această situație puntea se dezechilibrează iar la ieșirea ei rezultă o tensiune de dezechilibru . După o eventuală amplificare, semnalul de la ieșirea punții este măsurat cu un aparat magnetoelectric etalonat direct în unități de măsură ale mărimii de măsurat.
Ținând seama de condiția , se determină tensiunea de dezechilibru:
(1.162)
În condițiile în care puntea are brațele egale, și , rezultă:
Asfel se obține o caracteristică statică de transfer neliniară, iar sensibilitatea punții este:
(1.163)
Acestă punte este puțin utilizată în construcția aparatelor de bord din cauza dependenței tensiunii de dezechilibru față de tensiunea de alimentare. Sunt întâlnite de punți prevăzute cu indicatori logometrici.
Fig.49. Scheme de măsurare în punte:
a- cu indicator logometric simplu; b- punte cu semidiagonală; c- punte dublă cu logometru
Puntea cu semidiagonală și punte dublă cu logometru au sensibilitate superioară punții cu indicator logometric simplu, deoarece variază ambii curenți prin bobine.
În cazul punții cu semidiagonală, deviația acului indicator este dată de funcția:
(1.163)
Raportul depinde de rezistența punții în diagonală. Dacă , iar curenții și sunt calculați cu ajutorul teoremei generatorului echivalent, se obține:
(1.164)
Dacă , atunci se poate scrie:
(1.165)
Atunci când se cunosc rezistențele punții, cu ajutorul formulei de mai sus se poate calcula raportul curenților și , prin urmare, unghiul de deviație .
• Punți de curent alternativ
Punțile de curent alternativ sunt construite după schema punții Wheatstone, având conectate impedanțe în laturile punții, în una din diagonale un aparatat indicator de nul de c.a., iar în cealaltă diagonală o sursă de c.a. de tensiune .
Prin diagonala punții se stabilește curentul , care are expresia:
(1.166)
Condiția de echilibru a punții este:
(1.167)
caz în care curentul prin diagonala punții se anulează.
În complex, condiția de echilibru apunții devine:
(1.168)
sau
(1.169)
Ultimele relații se folosesc pentru a stabili posibilitățile de echilibrare a unei punți. Seconsideră că impedanța caracterizează traductorul. În urma acțiunii mărimii de măsurat, devine , . Dacă se notează , și considerând că și , se obține:
(1.170)
În cazul în care aparatul de măsură montat în diagonala punții are impedanța foarte mare , se va utiliza tensiunea din diagonala punții care are expresia:
(1.71)
Tensiunea depinde de tensiunea de alimentare și de dezechilibrul porții.
1.5.2.3.Circuite de măsurare cu echilibrare automată
Atunci cînd este necesară măsurarea continuă a unor mărimi cu precizii peste sr utilizează punți și compensatoare automate, la care mărimea de măsurat este comparată cu o mărime etalon de aceeași natură; această mărime este variată automat până la satisfacerea condiției de echilibru.
Circuitele de măsurare cu echilibrare automată pot fi:
– de tip integral (astatic) – care conțin în bucla de reglare un element integrator (un servomotor), ce are rolul de a varia mărimea etalon până la echilibrarea circuitului de măsurare;
– de tip proporțional – care au prevăzute în bucla de reglaj un amplificator.
În cazul acestor circuite se analizează stabilitatea sistemului și modalitățile de micșorare a erorilor.
• Compensator automat de tip integral
Fig.50. Compensator automat de tip integral
Elementele componente ale unui compensator automat de tip integral sunt:
– Amplificatorul – acesta poate fi asimilat unui element de întârziere, la care reprezintă tensiunea de intrare iar reprezintă tensiunea de ieșire.
Funcția de transfer are expresia:
(1.172)
unde: – coeficientul de amplificare; – constanta de timp echivalentă; ( și sunt inductanța respectiv rezistența înfășurării de comandă).
– Servomotorul – este un element integral la care reprezintă mărimea de intrare iar unghiul de rotație reprezintă mărimea de ieșire.
Funcția de transfer are expresia:
(1.173)
Cuplul servomotorului are expresia:
(1.174)
unde a și b sunt constante iar J este momentul de inerție al rotorului. Se aplică transformarea Laplace expresiei , obținându-se:
(1.175)
Notând și , se obține funcția de transfer:
(1.176)
– Reductorul și sistemul cinematic al potențiometrului – sunt considerate ca fiind un singur elementproporțional la care mărimea de intrare este unghiul de rotație al servomotorului, iar mărimea de ieșire este deplasarea a cursorului pe potențiometru.
Funcția de transfer are expresia:
(1.177)
– Circuitul de compensare propriu-zis – la care deplasarea cursorului reprezintă mărimea de intrare iar tensiunea de compensare reprezintă mărimea de ieșire.
Funcția de transfer are expresia:
(1.178)
Funcția de transfer a circuitului considerat închis este:
(1.179)
Notând , se obține următoarea formă a ecuației caracteristice sistemului:
(1.180)
Se notează , , , ,astfel ecuația caracteristică devine:
(1.181)
Sistemul este stabil dacă și adică dacă este îndeplinită condiția . Pentru îmbunătățirea stabilității se pot adăuga elemente de corecție suplimentare.
• Compensator automat de tip proporțional
La acest compensator, tensiunea se compară cu căderea de tensiune la bornele rezistenței de compensare fixă dată de curentul de ieșire al amplificatorului . La intrarea
amplificatorului cu impedanța de transfer , se aplică tensiunea de dezechilibru .
Fig.51. Compensator automat de tip proporțional
La ieșire se obține curentul , tensiunea de compensare fiind proporțională cu curentul , adică .
Rezultă:
(1.182)
unde reprezintă eroarea statică fundamentală a compensatorului de tip proporțional.
Eroarea relativă are expresia :
(1.183)
Eroarea statică se poate micșora prin creșterea admitanței a amplificatorului.
• Punți cu echilibrare automată de tip integral
Puntea cu echilibrare de tip integral este compusă din punte, amplificator, servomotor și sistem integrator.
Fig.52. Punte cu echilibrare automată de tip integral
a – cu potențiometru montat în latura adiacentă traductorului; b – cu potențiometrul asigurând variația simultană a rezistenței în două laturi alăturate
În cazul punții cu potențiometrul montat în latura adiacentă traductorului, echilibrarea punții se realizează prin intermediul potențiometrului (poate fi un traductor oarecare). Când rezistența traductorului variază cu față de valoarea de echilibru , apare o tensiune de dezechilibru ce pune în funcțiune servomotorului. Servomotorul pune în mișcare cursorul potențiometrului ,
până când se restabilește echilibrul. În același timp are loc deplasarea acului indicator față de cadranul . Condiția de echilibru are forma:
(1.184)
unde : – rezistența potențiometrului; – variația rezistenței potențiometrului; – rezistența traductorului; – variația rezistenței traductorului.
Erorile produse de variația rezistenței conductoarelor de legătură la traductor, cu temeperaturase pot elimina prin conectarea traductorului prin trei conductoare la punte(fig.52. b). Conductoarele au rezistențe identice , acestea fiind montate în două laturi alăturate ale punții.
Condiția de echilibru va fi:
(1.185)
În urma apariției variațiilor și condiția de echilibru va fi:
(1.186)
rezultă:
(1.187)
unde s-a considerat că variația rezistenței potențiometrului este proporțională cu deplasarea a cursorului, iar este factor de proporționalitate.
• Punți cu echilibrare automată de tip proporțional
Acest tip de punte conține în laturile sale rezistențele de precizie , o rezistență din circuitul de reacție al unui amplificator operațional și traductorul rezistiv .
Deoarece, valorile rezistențelor sunt alese asfel încât să îndeplinească condiția și ,variația a traductorului nu modifică curenții din laturile punții.
Fig.53. Punte cu echilibrare automată de tip proporțional
Tensiunea de dezechilibru apare la intrarea amplificatorului, ca urmare a variației rezistenței traductorului. La ieșirea amplificatorului, curentul produce la bornele rezistenței o cădere de tensiune ce reechilibrează puntea. Între valoarea rezistenței traductorului și curentul ce reechilibrează puntea există o dependență bine determinată, fapt ce duce la etalonarea directă a aparatului indicator în unități ale mărimii de măsurat.
Pentru un curent constant prin traductor , condiția de echilibru este:
(1.188)
Pentru ca la ieșirea amplificatorului să se obțină curentul , atunci la intrare trebuie să se aplice tensiunea de dezechilibru asfel încât:
(1.189)
Echilibrarea punții se face asfel încât la ieșirea ei să rezulte tensiunea:
(1.190)
rezultă
(1.191)
Eroarea absolută de măsurare a rezistenței este:
(1.192)
iar eroarea relativă este:
(1.193)
Eroarea statică fundamentală se reduce printr-o amplificare mare, respectiv printr-o admitanță mare de transfer a amplificatorului.
CAPITOLUL 2
METODE ȘI INSTRUMENTE DE EVALUARE
2.1. EVALUAREA: DEFINIȚII, CONCEPTE, CLASIFICĂRI, FUNCȚII
Evaluarea, ca parte integrantă a procesului instructiv-educativ, reprezintă ansamblul activităților prin care se colectează, organizează și interpretează date obținute în urma aplicării unor metode și instrumente de evaluare.
Prin evaluare se evidențiază atât calitatea cât și cantitatea cunoștințelor dobândite în urma actului de predare-învățare.
Evaluarea presupune parcurgerea a trei etape de bază:
• măsurarea și cuantificarea rezultatelor școlare obținute în urma procesului de predare-învățare;
• aprecierea (evaluarea propriu-zisă) prin care se emite o judecată de valoare pe baza raportării rezultatelor la un sistem de valori (barem de corectare și notare);
• decizia, ce asigură interpretarea datelor obținute în urma măsurării și aprecierii, și transpunerea acestora într-o notă sau calificativ cu valoare de prognoză pedagogică.
2.1.1. Funcțiile evaluării
Funcțiile evaluării se deduc în urma interacțiunii dintre evaluarea rezultatelor școlare și procesul instructiv-educativ. Asfel, evaluarea prezintă atât funcții fundamentale(sau generale) cât și funcții specifice.
• Funcții fundamentale(generale):
– funcția de constatare, prin care se constată modalitatea în care a avut loc procesul instructiv;
– funcția de diagnosticare, prin care are loc identificarea cauzelor și fenomenelor care au avut drept consecință eficiența scăzută a procesului instructiv-educativ;
– funcția de prognosticare, ce presupune realizarea unor predicții privind evoluția procesului instructiv-educativ.
• Funcții specifice în raport cu elevii:
– funcția de informare a societății, în ceea ce privește rezultatele obținute de către elevi;
– funcția motivațională, care se referă la faptul că elevii sunt stimulați, în activitatea de învățare, prin evaluarea continuă;
– funcția de selecție, care se reflectă prin ierarhizarea/ clasificarea elevilor în urma rezultatelor obținute.
• Funcții specifice în raport cu profesorul:
– funcția de reglare și autoreglare, ce are ca scop îmbunătățirea procesului instructiv-educativ;
– funcția de feed-back, ce duce la constatarea modului în care profesorul va aborda strategiile didactice folosite ulterior.
2.1.2.Tipuri de evaluare
Înliteratura psihopedagogică există diverse criterii de clasificare a tipurilor de evaluare, după cum urmează:
1. După momentul integrării în procesul didactic:
• evaluare inițială(predictivă)-are loc la începutul unei etape de lucru(capitol, unitate de învățare, semestru, an școlar, ciclu de învățământ). Are ca scop stabilirea nivelului de pregătire al elevilor la momentul respectiv. Ca și consecință, rezultă proiectarea strategiilor pentru clasa respectivă de elevi.
• evaluare continuă(formativă)-se referă la verificarea permanentă/ sistematicăa rezultatelor(progres, stagnare sau regres), pe secvențe mici de timp, pe parcursul unui interval de instruire(semestru, an școlar). Are ca și consecință, adoptarea unui plan de ameliorare, privind procesul de predare-învățare, precum și performanțele unor elevi.
• evaluare sumativă(cumulativă sau finală)-se realizează la sfârșitul unei etape de instruire capitol, unitate de învățare, semestru, an școlar, ciclu de învățământ). Are ca scop determinarea gradului de instruire al elevilor, astfel rezultând clasificarea elevilor în funcție de rezultatele obținute.
2. După cantitatea și calitatea cunoștințelor evaluate:
• evaluare parțială-verifică însușirea cunoștințelor pe secvențe de învățare;
• evaluare globală-verifică însușirea cunoștințelor după parcurgerea unui parcurs formativ.
3. După funcția dominantă:
• evaluare constatativă(diagnostică)-se aplică pentru a constata atât eventualele erori în conținuturile învățate cât și ″punctele forte″;
• evaluare predictivă-are rol în a prognoza viitoarele răspunsuri ale elevilor după un program de instruire ulterior.
4. După autorul care efectuează evaluarea:
• evaluare internă-este realizată de cadrul didactic direct implicat și care a condus activitatea de predare-învățare;
• evaluare externă-este realizată de către altă persoană(care nu a participat la activitatea de predare-învățare);
• autoevaluare-este efectuată de către elev asupra propriiilor cunoștințe însușite.
5. După domeniul psihocomportamental:
• evaluare în domeniul psihomotor-se evaluează capacități, aptitudini, deprinderi;
• evaluare în domeniul socioafectiv-se evaluează atitudini, sentimente, credințe;
• evaluare în domeniul cognitiv-se evaluează cunoștințe.
2.1.3. Metode și instrumente de evaluare
Metoda de evaluare reprezintă drumul cu ajutorul căruia profesorul oferă elevilor oportunitatea de a demonstra nivelul de stăpânire a cunoștințelor prin utilizarea instrumentelor de evaluare.
Instrumentul de evaluare reprezintă o componentă concretă a unei metode,asfel concepută încât elevul să conștientizeze sarcina de evaluare.
Clasificarea metodelor și instrumentelor de evaluare, utilizate în cadrul disciplinelor tehnice, este prezentată în continuare:
• metode și instrumente clasice(tradiționale):
– probele orale
– probele scrise
– probele practice
• metode și instrumente moderne(alternative, complementare):
– portofoliul
– proiectul
– referatul
– tehnica 3-2-1
– metodaR.A.I.
– observarea curentă și sistematică
– investigația
– fișele de lucru
– prezentările
– autoevaluarea
– hărțile conceptuale
2.2. METODE ȘI INSTRUMENTE DE EVALUARE CLASICE/ TRADIȚIONALE
2.2.1. Evaluarea orală
Evaluarea orală se realizează prin intermediul unei conversații între profesor și elev. Scopul profesorului este de a determina calitatea și cantitatea cunoștințelor acumulate de către elev în urma procesului instructiv-educativ. Sarcina elevului este de a răspunde întrbărilor puse de către profesor, de a explica principii de funcționare ale diferitelor aparate tehnice, de a descrie fenomene, de a aplica legi și teoreme etc. Conversația poate fi individuală, în grup sau combinată.
Evaluarea orală posedă un grad înalt de subiectivitate din cauza unor factori precum: starea emoțională a elevilor, gradul de dificultate diferit al întrebărilor, starea de moment a profesorului etc. Acest fapt duce lafavorizarea evaluărilor scrise.
Avantaje:
• feed-back-ul este realizat imediat;
• stimulează și dezvoltă capacitatea de exprimare orală la elevi;
• există posibilitatea corectării rapide a răspunsurilorgreșite;
• răspunsul elevilor poate fi dirijat prin întrebări;
• asigură recapitularea, întărirea și fixarea conținuturilor;
• asigură tratarea diferențiată a elevilor;
• elevul are libertatea de a argumenta, de a-și demonstra originalitatea.
Dezavantaje:
• consumă mult timp, din moment ce elevii sunt evaluați separat;
• validitatea și fidelitatea sunt scăzute;
• rezultatele evaluării orale nu pot fi comparate;
• nu este agreată de elevii timiyi,
• aprecierea, notarea și uneori gradul de dificultate al întrbărilor sunt subiective;
• din cauza consumului de timp, nu toate conținuturile sunt evaluate.
Evaluarea orală îmbracă una din următoarele forme:
• conversația de verificare
• evaluarea orală(cu suport vizual)
• redarea
• descrierea/ explicarea
• observarea și aprecierea verbală
• interviul
•examenul oral
•chestionarea
Conversația de verificare se realizează prin întrebări și răspusuri, fiind aplicabilă la începutul activității didactice, având ca scop verificarea cunoștințelor dobândite anterior.
Evaluarea orală(cu suport vizual) se realizează având ca suport diverse scheme, imagini, grafice pe care elevul este solicitat să le explice, să le descrie, să le comenteze.
Examenul oral este o metodă ce se aplică la clasele terminale, în cazul bacalaureatului și a examenelor pentru certificarea competențelor profesionale. Examenul presupune existența unei bibliografii, a unei tematici, desfășurându-se în trei etape:
– alegerea/ extragerea subiectului;
– acordarea unui interval de timp limitat pentru pregătirea răspunsului;
– răspunsul propriu-zis la sarcinile primite.
Descrierea/ explicarea constă în descrierea unui aparat, a unui dispozitiv și explicarea funcționării acestuia, fără a avea la dispoziție aparatul/ dispozitivul respectiv.
Chestionarea orală este o metodă cu aplicabilitate în orice moment al lecției, profesorul urmărind cantitatea și calitatea cunoștințelor însușite de către elev; are un puternic rol de consolidare și sistematizare a cunoștințelor.
2.2.2. Evaluarea scrisă
Evaluarea scrisă este forma cea mai utilizată la clasă și reprezintă o modalitate de comunicare indirectă bazată pe suporturi scrise.
Evaluarea scrisă constă în elaborarea unor întrebări și sarcini pe care elevii trebuie să le rezolve în scris într-un interval de timp dat. Scopul profesorului este de a constata calitatea activității realizate, precum și cazurile în care anumiți elevi nu și-au formatabilitățile, capacitățile corespunzătoare nivelului de pregătire respectiv.
Avantaje:
• șanse egale pentru toți elevii, deoarece există același criteriu de evaluare, de verificare, de apreciere a rezultatelor;
• dispare starea de tensiune, evaluarea scrisă fiind preferată de către elevii emotivi;
• consumul de timp este redus, fiind evaluați toți elevii în același timp;
• oferă posibilitatea conservării răspunsurilor;
• posedă un grad ridicat de obiectivitate față de evaluarea orală;
• acoperă un volum mare de cunoștințe;
• elevii se exprimă independent, fără intervenția profesorului.
Dezavantaje:
• comunicarea scrisă este mai pretențioasă decât cea orală, necesitând un vocabular mai bogat;
• feed-back-ul este mult diminuat;
• fixarea sau reglarea răspunsurilor este întârziată, realizându-se după corectarea lucrărilor scrise;
• există riscul de ghicire a răspunsurilor scrise.
Evaluarea scrisă se poate realiza prin:
• lucrare de control scrisă de tip obiectiv(extemporalul);
• lucrare de control anunțată;
• lucrare scrisă semestrială(teza);
• activitate individuală la clasă;
• tema pentru acasă;
• examen scris;
• teste.
Lucrarea de control scrisă de tip obiectiv(extemporalul) are o durată scurtă(5-10 minute), și verifică însușirea cunoștințelor predate în lecția anterioară; are aplicabilitate frecventă la orice disciplină; conține un număr mic de sarcini.Corectarea se realizează imediat prin compararea cu rezultatele oferite de profesor; în acest mod sunt îndreptate eventualele greșeli.
Lucrarea de control anunțată este aplicată după parcurgerea unei unități de învățare, fiind un instrument utilizat în evaluarea formativă. Sarcinile acoperă tot conținutul predat, subiectele fiind unice sau diferențiate. Lucrarea de control anunțată are aplicabilitate la toate materiile, vizând recapitularea și sistematizarea cunoștințelor acumulate. Este de preferat, ca la sfârșitul lucrării sarcinile să fie rezolvate de către profesor. Are o durată mai mare decât extemporalul(35-50 minute), în funcție de dificultatea conținuturilor unității de învățare.
52
Lucrarea scrisă semestrială(teza) are aplicabilitate la mai puține materii, este o evaluare planificată, sumativă, obligatorie pentru toți elevii. Înaintea lucrării scrise semestriale, areloc pregătirea pentru teză, situație în care elevii sunt familiarizați cu subiectele, cu modul de corectare al acesteia. Este prezentat un model de teză, fiind discutat fiecare aspect în parte. Specific acestei evaluări este faptul că se rezervă o oră pentru dezbaterea tezelor,caz în care profesorul prezintă modalitatea de rezolvare corectă a sarcinilor, de aplicare a baremului de corectare, justificînd astfel nota acordată.
Tema pentru acasă are aplicabilitate la orice materie, pentru orice secvență a materiei respective. Constă într-un set de sarcini,referitoare la lecția predată, elevul primind indicații privitoare la sarcinil de lucru, în clasă de la profesor. Are ca avantaj faptul că elevul lucrează într-un ritm propriu, într-un mediu familiar, neexistând tensiunea lucrării scrise. Este de preferabil să existe un caiet de teme, asfel încât acestea să poată fi verificate periodic de către profesor. Are ca scop formarea capacității de muncă individuală, precum și fixarea cunoștințelor dobândite.
Examenul scris are aplicabilitate majoră la admiterea în învățământul superior sau la sfârșitul unui ciclu școlar(examenul de bacalaureat). Examenul scris verifică însușirea cunoștințelor acumulate într-un interval mare de timp. Se desfășoară la date riguros stabilite, formele de organizare urmân reguli cunoscute dinainte. Subiectele urmează un anumit tipar, fiind unice în cazul examenelor cu caracter național.
Testele reprezintă instrumente de evaluare ce conțin întrebări, prin intermediul cărora se realizează verificarea nivelului însușirii cunoștințelor, utilizându-se raportarea la o scară etalon. Se aplică în același moment, sub aceeași formă întregului grup de elevi. Pot fi teste standard(întocmite în urma studiilor și cercetărilor întreprinse de către specialiști) sau pot fi întocmite de către profesor.
2.2.3. Evaluarea practică
Evaluarea practică vizează evluarea aplicării cunoștințelor teoretice în practică, precum și a gradului de stăpânire a deprinderilor și priceperilor formate anterior, permițând identificarea aptitudinilor și talentelor elevilor. Acest tip d evaluare are aplicabilitate la disciplinele despecialitate, desfășurându-se în ateliere, laboratoare etc.
În cadrul evaluării practice este necesar să fie precizate:
– tematica activităților practice;
– modalitatea de evaluare arespectivelor activități;
– mijloacele necesare desffășurării activității didactice (instrumente, aparate, dispozitive, scule, utilaje etc).
Probele practice evaluează:
– deprinderile și priceperile de a executa anumite produse;
– calitatea și precizia cu careau fost realizate produsele;
– modul de manevrare a SDV-urilor utilizate pentru realizarea unui produs;
– respectarea procesului tehnologic de execuție a unui produs.
Produsele evaluate prin probele practice pot fi obiecte, lucrări experimentale, desene, schițe.
2.3. METODE ȘI INSTRUMENTE DE EVALUARE MODERNE
Metodele și instrumentele de evaluare moderne(complementare sau alternative) sunt utilizate în procesul evaluativ, venind în completarea metodelor tradiționale. Nu se urmărește o înlocuire totală a metodelor tradiționale, ci doar o îmbunătățire a procesului de evaluare. Metodele moderne de evaluare pot fi folosite atât separat cât si simultan cu metodele tradiționale.
2.3.1. Portofoliul
Portofoliul reprezintă un instrument de evaluare complex, flexibil, ce include rezultatele obținute prin celelalte metode de evaluare.
Prin utilizarea portofoliului se urmărește progresul de la un semestru la altul, de la un an școlar la altul sau pe parcursul unui ciclu școlar, profesorul putând emite o judecată de valoare pe bza unui ansamblu de rezultate.
Profesorul stabilește structura, elementele componente și criteriile de evaluare ale portofoliului, prezentând inițial un model de portofoliu. Portofoliul este asfel structurat încât să fie compatibil cu vârsta și nivelul de cunoștințe ale elevilor.
Elevii pot include și alte materiale, adecvate disciplinei respective, aparte de elementele obligatorii, având în această situație libertatea de a-și demonstra originalitatea și creativitatea.
Un model de portofoliu poate conține:
– cuprinsul (ansamblul elementelor componente);
– teste de evaluare;
– referate;
– fișe de lucru;
– fișe de evaluare;
– fișe de documentare;
– rezumate;
– fotografii;
– scheme ale diferitelor aparate;
– tabele memoristice;
– alte materiale.
Elevii pot interveni în stabilirea elementelor componente ale portofoliului, cu propuneri personale, ce urmează a fi discutate cu profesorul.
2.3.2. Proiectul
Proiectul este o metodă de evaluare complexă, care are caracter sumativ, desfășurându-se pe o perioadă mai mare de timp, combinând deseori aspectele teoretice cu cele practice. Tema este propusă de către profesor, acesta prezentând etapele de realizare și structura proiectului.
Proiectul evaluează capacități și cunoștințe superioare, precum:
– metodele de investigație științifică;
– soluțiile de rezolvare;
– metodele de lucru;
– măsurarea și compararea rezultatelor;
– utilizarea corespunzătoare a bibliografiei;
– manevrarea informațiilor;
– utilizarea și aplicarea cunoștințelor;
– realizarea concretă a produselor.
Etapele realizării unui proiect sunt:
– alegerea temei;
– planificarea activității;
– cercetarea;
– relizarea materialelor;
– prezentarea rezultatelor;
– evaluarea.
Structura unui proiect cuprinde:
– pagina de titlu, ce conține tema proiectului, autorul, îndrumătorul, perioada;
– cuprinsul, ce conține titlul, capitolele, subcapitolele, anexele, bibliografia;
– argumentul(justificarea temei alese);
– introducerea;
– dezvoltarea elementelor de conținut;
– concluziile;
– anexele;
– bibliografia.
2.3.3. Referatul
Referatul reprezintă o metodă alternativă de evaluare, utilizată în evaluarea continuă (pe parcursul unui semestru, an școlar) precum și în evaluarea sumativă (la sfârșitul unei unități de învățare); poate fi evaluat în mod independent sau inclus într-un portofoliu, fiind întocmit individual sau în grup.
Concret, referatul este o lucrare realizată de unul sau mai mulți elevi, având o temă și o bibliografie prestabilite.
Referatul poate îmbrăca două forme:
– referat bibliografic;
– referat de investigație științifică independentă.
Ca orice altă metodă de evaluare prezintă avantaje și dezavantaje.
Avantaje:
– include o cantitate mare de cunoștințe și de conținuturi;
– dezvoltă creativitatea, capacitatea de selecție a conținuturilor;
– prezintă caracter interdisciplinar și transdisciplinar.
Dezavantaje:
– nu este utilizat în evaluarea inițială;
– se aplică, în general, la clasele mari;
– aportul personal este diminuat, deoarece apare riscul copierii conținuturilor;
– lipsește obiectivitatea evaluării.
Etapele realizării unui referat sunt:
– alegerea/ precizarea temei și a bibliografiei;
– stabilirea intervalului de timp și a sarcinilor de lucru;
– precizarea planului de lucru;
– realizarea propriu-zisă a referatului.
Pe parcursul întocmirii referatului, elevii pot solicita ajutorul profesorului, acesta verificând activitatea elevilor.
Un referat trebuie să cuprindă:
– titlul referatului;
– numele autorului;
– introducerea;
– cuprinsul referatului;
– concluzii;
– bibliografie;
– anexe.
2.3.4. Tehnica 3-2-1
Metoda 3-2-1 constă în faptul că elevii trebuie să scrie pe o foaie de hârtie următoarele informații:
– 3 termeni (concepte) din ceea ce au învățat;
– 2 idei despre care vor să învețe mai mult;
– 1 capacitate/ pricepere/ abilitate dobândită în urma procesului de predare-învățare.
Tehnica 3-2-1 este un instrument prin intermediul căruia se pot aprecia rezultatele unei secvențe didactice. Totodată tehnica 3-2-1 are ca scop constatarea și ameliorarea rezultatelor învățării, fiind aplicabilă în evaluarea continuă. Tehnica 3-2-1 poate fi considerată și o metodă de autoevaluare.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Rezistoare
• După parcurgerea temei ″Rezistoare″, elevii sunt rugați să scrie pe o foaie de
hârtie următoarele informații:
a) trei criterii de clasificare a rezistoarelor;
b) două utilizări ale grupării rezistoarelor;
c) o modalitate de marcarea rezistoarelor.
Răspuns:
a)- după tipul constructiv:fixe și reglabile;
– după destinație: profesionale și de uz general;
– după mărimea curenților: pentru curenți tari și pentru curenți slabi.
b) – divizorul de tensiune;
– divizorul de curent.
c) – marcarea în codul culorilor
.
2.3.5. Metoda R.A.I.
Metoda R.A.I. poate fi utilizată în orice moment al lecției: la începutul, pe parcursul sau la sfârșitul acesteia; este o metodă de evaluare orală, atractivă ce îmbracă forma unui joc în care elevii preiau rolul profesorului, ei înșiși alegând elevul ce va urma să răspundă, precum și întrebarea ce urmează a fi pusă. Denumirea metodei provine de la inițialele celor trei cuvinte: Răspunde, Aruncă, Interoghează.
Metoda R.A.I. constă în aruncarea unui obiect ușor (mascota clasei, o minge etc.),de către un elev altui elev; cel care aruncă mingea pune o întrebare, referitoare la lecție, celui care prinde mingea. Dacă elevul care prinde mingea răspunde la întrebare, va arunca, la rândul lui, mingea altui coleg, punându-i o altă întrebare. Dacă elevul nu știe răspunsul iese din joc, răspunsul fiin dat de elevul care a aruncat mingea și care o mai aruncă o dată. Dacă elevul care pune întrebarea nu cunoaște răspunsul iese din joc. În acest fel, spre sfârșitul jocului rămân elevii cel mai bine pregătiți.
În cadrul acestei metode profesorul se limitează la a supraveghea jocul și la a lămuri problemele incorect soluționate.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Topologia circuitelor electrice
• La sfârșitul lecției, elevii se vor așeza în cerc și va fi desemnat primul elev care aruncă mingea. Pot fi aplicate următoarele întrebări:
– Care sunt elementele unui circuit electric?
– Care este diferența dintre elementele pasive și elementele active?
– Ce se înțelege prin circuit deschis?
.
.
2.3.6. Observarea sistematică a activității și comportamentului elevilor
Observarea sistematică este o metodă modernă de evaluare bazată pe existența unui set de trei instrumente: fișa de evaluare, scara de clasificare, lista de control/ verificare.
Prin intermediul acestei metode profesorul poate urmări evoluția elevului într-un interval mai lung de timp, acumulând informații referitoare la activitatea elevilor, nivelul de pregătire, atitudini, aptitudini, deprinderi, interese profesionale etc.
• Fișa de evaluare se completează de către profesor și conține date relevante despre elev: date generale, aptitudini, interese, probleme comportamentale etc.
• Scara de clasificare conține un set de caracteristici care sunt impuse evaluării; indică frecvența de apariție a unui comportament anume. De exemplu, măsura în care elevul participă la activitatea desfășurată la nivelul clasei ( niciodată, rar, ocazional,frecvent, întotdeauna).
• Lista de control/ verificare cuprinde un set de enunțuri, caracteristici, comportamente; are o structură asemănătoare cu scara de clasificare, dar diferă de aceasta prin faptul că doar ajută la constatarea prezenței/ absenței unuicomportament, atunci când elevul a fost confruntat cu o sarcină de lucru, fără emiterea unei judecăți de valoare.
Prin utilizarea acestei metode profesorul observă atât abilități intelectuale (exprimarea în limbaj de specialitate, capacitatea de ainterpreta o schemă, dezvoltarea gândirii etc.) cât și abilități sociale (capacitate de colaborare, interesul menținerii unui climat plăcut în grupul din care face parte, interesul pentru profesia aleasă).
2.3.7. Investigația
Investigația este o metodă de evaluare prin care elevul caută soluții în situații de învățare noi; în același timp, investigația, reprezintă și un instrument de evaluare eficient; este o metodă ce trebuie adaptată atât nivelului intelectual al elevilor cât și categoriei de vârstă a acestora. Investigația se desfășoară pe durata unei ore sau a mai multor ore de curs, de către un elev sau un grup de elevi; are o delimitare clară în timp; poate fi formulată și sub aspectul temei pentru acasă, însă concluziile se discută în clasă.
Investigația urmărește dezvoltarea creativității elevilor, a deprinderilor de lucru în grup, a deprinderilor de comunicare, de cercetare individuală și în grup, a deprinderilor de documentare, de experimentare, de încadrare într-un interval precis de timp.
Sarcina de lucru (tema) trebuie să fie formulată precis, asfel încât elevii să înțeleagă cerințele și pașii ce urmează a fi parcurși în rezolvarea respectivei sarcini.
În evaluarea investigației se pune accent pe următoarele aspecte:
– modalitatea de rezolvare a sarcinilor;
– nivelul de aplicare a cunoștințelor tehnice;
– corectitudinea datelor prelucrate;
– formularea concluziilor;
– prezentarea rezultatelor obținute.
EXEMPLU:
Modul: ELECTROTEHNICĂ ȘI MĂSURĂRI TEHNICE
Clasa: a IX-a
Tema: Asocierea rezistoarelor
• Se prezintă elevilor diferite tipuri de rezistoare, cerându-li-se:
– să identifice rezistoarele;
– să decodifice rezistoarele;
– să precizeze parametrii tehnici ai rezistoarelor respective utilizând cataloage de specialitate.
2.3.8. Fișa de evaluare (fișa pentru activitatea personală a elevului)
Fișa de evaluare se utilizează atât în cadrul activității de învățare cât și în cazul activității de evaluare; este un formular ce conține diverse întrebări, exerciții, probleme ce acoperă o arie mică de cunoștințe. Se poate aplica în orice secvență a lecției, fiind folosită preponderent pentru obținerea feed-back-ului, profesorul putând face precizări, completări, exemplificări în legătură cu conținutul predat. Elevii nu sunt notați, fișa de evaluare având caracter de lucru, de optimizare a învățării.
Fișa de evaluare este un instrument de evaluare agreat de elevi, deoarece se elimină tensiunea legată de obținerea notei. Un avantaj al utilizării fișei de evaluare, atât pentru profesor cât și pentru elev, este faptul că răspunsurile incorecte sunt remediate imediat. Fișa de evaluare este un instrument care nu necesită mult timp și prin intermediul căruia sunt sistematizate cunoștințele proaspete. Totodată, oferă posibilitatea de alucra independent și dezvoltă capacitatea de autoevaluare.
EXEMPLU:
Modul: ELECTROTEHNICĂ ȘI MĂSURĂRI TEHNICE
Clasa: a IX-a
Tema: Legea lui Ohm
A) aplicarea fișei de evaluare la începutul lecției, pentru verificare cunoștințelor anterioare
• Citiți cu atenție afirmațiile următoare și încercuiți răspunsul corect:
1. Unitatea de măsură a tensiunii electrice ăn S.I. este:
a) ; b) ; c) ;
2.Intensitatea curentului electric reprezintă:
a) cantitatea de electricitate ce trece printr-o secțiune a unui conductor în unitatea de timp;
b) diferența de potențial dintre două puncte;
3. Rezistența electrică este definită de expresia:
a) ; b) ; c) ;
B) aplicarea fișei de evaluare pe parcursul lecției
• Completați spațiile libere cu informațiile corecte:
1. Tensiunea electrică aplicată la capetele unui conductor este direct……….cu intensitatea curentului care-l străbate.
2. Rezistorul care respectă legea lui Ohm se numește rezistor………..
3. Legea lui Ohm pentru o porțiune de circuit se exprimă matematic prin relația………..
C) aplicarea fișei de evaluare la finalul lecției
• Citiți cu atenție enunțul problemei și rezolvați corect sarcinile:
La rece un reostat este traversat de un curent de intensitate când i se aplică o tensiune de . La cald, i se aplică o tensiune de pentru a avea același curent. Calculați:
a) rezistența reostatului la și apoi la cald;
b) temperaturala cald, știind coeficientul de temperatură, ;
c) lungimea firului conductor, știind că secțiunea este și că rezistivitatea la este .
2.3.9. Prezentările
Metoda prezentărilor este o metodă de evaluare atractivă pentru unii elevi, deși pregătirea materialului ce urmează a fi prezentat necesită mai mult timp. Prin intermediul acestei metode, elevii își expun realizările (referitoare la o temă stabilită anterior), realizări în care s-au folosit de ideile și exprimările proprii. Poate fi o prezentare individuală sau de grup, mijloacele de prezentare fiind diverse: retroproiector, flipchart, softuri educaționale.
Una dintre cele mai utilizate prezentări a informațiilor este cea care folosește Microsoft Power Point. Acest tip de prezentare, agreată foarte mul de către elevi, le oferă acestora posibilitatea de a-și dovedi creativitatea și originalitatea, spiritul de echipă, stimulând competitivitatea.
Dezavantajul acestei metode este validitatea scăzută,deoarece defavorizează elevii timizi, cu probleme de comunicare.
2.3.10. Autoevaluarea
Autoevaluarea este o metodă modernă de evaluare formativă ce-i oferă elevului posibilitatea de a-și aprecia propriile rezultate, performanțe raportate la obiectivele prestabilite în procesul evaluării. Prin această metodă elevii își apreciază, verifică, analizează critic propriile cunoștințe, capacități, aptitudini. Are un rol important în dezvoltarea încrederii în sine a elevilor.
Tehnici de formare a capacității de autoevaluare:
• autoevaluarea sau corectarea reciprocă – este un exercițiu prin care elevul este pus în situația de a-și găsi erorile în momentul realizării sarcinilor de învățare; în acest fel sunt conștientizate rezultatele obținute în procesul învățării. Concomitent, pot exista situații de corectare a lucrărilor colegilor.
• autoevaluarea controlată – presupune acordarea de către elev a propriei note, care este discutată apoi cu profesorul și colegii. Nota trebuie argumentată de către profesor.
• notarea reciprocă – presupune acordarea reciprocă a notelor în cadrul evaluărilor scrise, orale sau practice.
• metoda de apreciere colectivă a personalității – constă în antrenarea grupului de elevi ai clase cu scopul de a evidenția rezultatele obținute prin utilizarea a cât mai multor informații asfel încât să se ajungă la reprezentări complete despre posibilitățile fiecărui elev în parte și a grupului la un loc.
Pentru realizarea autoevaluării trebuie îndeplinite următoarele condiții:
– prezintarea sarcinii de lucru și a obiectivelor ce trebuie atinse;
– încurajarea și mobilizarea elevilor pentru ca aceștia să-și pună întrebări referitoare la modalitatea de rezolvare a sarcinii de lucru;
– încurajarea evaluării în cadrul grupului;
– completarea unui chestionar la sfârșitul sarcinii de lucru.
2.3.11. Chestionarul de opinii
Chestionarul de opinii este un instrument de evaluare, utilizat cu preponderență în sociologie, ce constă dintr-un set de întrebări, afirmații, imagini grafice, fiecare dintre acestea fiind însoțită de variante de răspuns. Întrebările chestionarului pot fi:
– interogative, cu variantele de răspuns: da, nu, oarecum ;
– afirmative, cu variantele de răspuns: adevărat, fals.
Chestionarul de opinii este utilizat în scopul de a cunoaște poziția personală a elevilor, profesorilor, părinților față de anumite situații, concepte etc. Chestionarul de opinii poate fi aplicat la începutul anului sau ciclului școlar sau la clasele terminale pentru a se cunoaște atitudinea elevilor față de urmarea studiilor superioare.
2.3.12. Hărți conceptuale
Harta conceptuală reprezintă tehnica de prezentare a unor informații având forma unei reprezentări vizuale. Informațiile sunt dispuse sub schemă logică ce conține noduri și săgeți. Nodurile reprezintă termenii imnportanți(conceptele) iar săgețile reprezintă relația dintre concepte(dintre noduri). Explicațiile de pe linia săgeții indică modul în care cele două concepte relaționează.
Această metodă este agreată de către elevi, deoarece le deyvoltă spiritul de echipă, creativitatea, originalitatea, fiind o metodă de evaluare ce favorizează elevii cu stil de învățare vizual. Ca dezavantaj, apare timpul relativ mare ce se consumă pentru realizarea unei hărți conceptuale.
Tipuri de hărți conceptuale: sub formă de pânză de păianjen, ierarhice, lineare, sisteme de hărți
conceptuale.
2.4. TIPOLOGIA ITEMILOR. EXEMPLE
În funcție de obiectivitatea răspunsului, itemii se pot clasifica astfel:
• itemi obiectivi
– cu alegere duală;
– cu alegere multiplă;
– de combinare;
• itemi semiobiectivi:
– de completare;
– cu răspuns scurt;
– întrebări structurate;
• itemi subiectivi:
– rezolvare de probleme;
– de tip eseu.
2.4.1. Itemi cu alegere duală
Itemii cu alegere duală sunt acei itemi care pun elevul în situația de a alege un singur răspuns din două variabile posibile: adevărat/ fals, corect/ incorect, da/ nu, posibil/ imposibil.
Itemii cu alegere duală sunt utilizați pentru: a recunoaște termeni, date, principii, legi, formule; a identifica relații de tip cauză-efect; a diferenția enunțurile factuale de cele de opinie.
Avantaje:
– economie de timp întrucât sunt evaluate multe elemente de conținut într-un interval relativ mic de timp;
– obiectivitate ridicată;
– elaborare ușoară;
– fidelitate ridicată;
– aplicabilitate la orice nivel/ clasă/ disciplină/ profil.
Dezavantaje:
– lipsește creativitatea;
– există riscul ghicirii răspunsului corect;
– nu se pot aplica în situații complexe;
– prin alegerea răspunsului greșit, elevii demonstrează că nu cunosc alternativa corectă.
Proiectarea corectă a itemilor cu alegere duală presupune respectarea următoarelor cerințe:
– formularea clară și precisă a enunțului;
– enunțurile adevărate și cele false să fie aproximativ egale ca lungime;
– numărul enunțurilor adevărate și cel al enunțurilor false să fie aproximativ egale;
– se vor evita enunțurile foarte lungi și complexe;
– alegerea enunțurilor relevante pentru competența testată;
– nu se introduc două idei într-un singur enunț.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Legile electrocineticii
• Precizați valoarea de adevăr (A) sau fals (F) pentru următoarele enunțuri:
1. Teorema a II-a a lui Kirchhoff se referă la un ochi de circuit electric.
2. Teorema I a lui Kirchhoff se enunță astfel: Suma curenților care intră într-un nod de circuit este egală cu suma curenților care ies din acel nod.
3. Matematic, legea lui Ohm pe o porțiune de circuit se exprimă prin relația: .
4. Căldura dezvoltată prin efect Joule se calculează cu formula:.
5. Căldura dezvoltată în unitatea de timp se numește putere electrică.
Răspuns: 1-A, 2-A, 3-F, 4-F, 5-A.
2.4.2. Itemi cu alegere multiplă
Itemii cu alegere multiplă, numiți și itemi cu răspuns selectat, deoarece elevul alege și nu generează un răspuns. Sunt alcătuiți dintr-un enunț și o listă de variante (ce conține un singur răspuns corect), iar elevul este pus în situația de a alege răspunsul corect din respectiva listă.
Acești itemi sunt utilizați atunci când profesorul dorește să evalueze:
– cunoașterea terminologiei specifice domeniului tehnic;
– cunoașterea metodelor, procedeelor, algoritmilor de rezolvare a unor sarcini;
– capacitatea de a identifica mărimi, unități de măsură, elemente componente ale dispozitivelor tehnice, simboluri ale schemelor electrice;
– capacitatea de a interpreta relația cauză-efect.
Avantaje:
– grad ridicat de fidelitate;
– obiectivitate mare;
– flexibilitate ridicată deoarece pot măsura de la simple cunoștințe pâna la capacități complexe de înțelegere a cunoștințelor;
– elimină riscul interpretărilor subiective;
– prezintă eficiență și ușurinț în notare;
– sunt agreați de către elevi.
Dezavantaje:
– nu pot fi evaluate capacitatea de sinteză, creativitatea, originalitatea;
– dificultatea elaborării unui număr suficient de distractori;
– elevii nu-și pot organiza și utiliza creativ ideile și informațiile.
Proiectarea corectă a itemilor cu alegere multiplă presupune îndeplinirea următoarelor cerințe:
– enunț bine definit, clar, explicit, relevant în raport cu conținutul evaluat;
– limbajul utilizat să fie adecvat nivelului de vârstă al elevilor;
– distractorii să fie plauzibili;
– să existe un singur răspuns corect în lista de răspunsuri;
– distractori să nu fie sinonomi sau antonimi și să aibă aproximativ aceeași lungime.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Condensatorul electric
• Încercuiți litera corespunzătoare răspunsului corect:
Capacitatea echivalentă a două condensatoare având aceeași capacitate electrică și care sunt conectate în paralel este:
a) ;b) ;
c) aceeași;
d) .
Răspuns: b.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Legea lui Ohm
• Citiți afirmația de mai jos și bifați căsuța corespunzătoare răspunsului corect:
Expresia matematică a legii lui Ohm pentru o porțiune de circuit este:
a)
b)
c)
d)
Răspuns: b.
2.4.3. Itemi de tip pereche (de combinare sau de asociere)
Itemii de tip pereche solicită elevilor să realizeze corespondența între elementele a două coloane; prima coloană conține premisele (enunțul itemului) iar cea de-a doua coloană răspunsurile (soluțiile). Cele două coloane sunt precedate de instrucțiuni care se referă la criteriul pe baza căruia se realizează corespondența între premise și răspunsuri(soluții).
Itemii de tip pereche sunt utilizați atunci când se evaluează:
– capacitatea elevilor de a realiza asociații între concepte;
– capacitatea elevilor de a identifica relații între concepte.
Avantaje:
– aplicabilitate la orice nivel/ modul/ domeniu;
– se verifică un volum mare de cunoștințe într-un timp redus;
– rapiditatea corectării;
– se construiesc ușor;
– sunt agreați de elevi.
Dezavantaje:
– nu pot fi evaluate cunoștințe complexe;
– este eliminată creativitatea.
Proiectarea itemilor de tip pereche presupune respectarea următoarelor cerințe:
– numărul soluțiilor trebuie să fie mai mare decît cel al premiselor;
– trebuie evitată situația în care ordinea soluțiilor să indice corespondența corectă;
– utilizarea unui material omogen;
– plasarea premiselor și a soluțiilor pe aceeași pagină.
EXEMPLU:
Modul: ELECTROTEHNICĂ ȘI MĂSURĂRI TEHNICE
Clasa: a IX-a
Tema: Mărimi fizice, unități de măsură
• Realizați asocierile corecte între elementele coloanei A (mărimi electrice) și elementele coloanei B (unități de măsură).
A B
1. puterea electrică a) V
2. rezistența electrică b) A
3. tensiunea electrică c) W
4. intensitatea curentului electric d) Ω
e) C
Răspuns:1-c, 2-d, 3-a, 4-b.
2.4.4. Itemi cu răspuns scurt
Itemii cu răspuns scurt solicită formularea răspunsului sub forma unei propoziții, cuvânt, număr, simbol. Acești itemi îmbracă diferite forme: întrebare clasică; exercițiu; chestionar cu răspunsuri deschise, scurte; textul indus.
Itemii cu răspuns scurt se utilizează atunci când profesorul dorește a evalua:
– cunoașterea terminologiei specifice;
– interpretarea unor date;
– determinarea valorii unor mărimi prin aplicarea unor formule simple;
– identificarea unor simboluri.
Avantaje:
– aplicabilitate și validitate mare;
– răspunsul este generat de elevi;
– este redusă posibilitatea ghicirii răspunsului;
– se construiesc și se evaluează, se corectează ușor;
– acoperă o gamă largă de conținuturi.
Dezavantaje:
– nu pot fi abordate niveluri superioare ale cunoașterii (analiza, sinteza, rezolvarea de probleme);
– răspunsul poate fi influențat de cunoștințe care nu sunt implicate direct în conținuturile evaluate.
Proiectarea itemilor cu răspuns scurt presupune respectarea următoarelor cerințe:
– spațiul alocat să fie suficient pentru scrierea răspunsului;
– răspunsul solicitat să fie clar și precis;
– formularea să nu fie ambiguă sau prea amplă;
– răspunsul solicitat să fie relevant pentru evaluarea unui conținut, a unei competențe.
EXEMPLU:
Modul: TEHNOLOGIE ELECTRONICĂ
Clasa: a IX-a
Tema: Materiale conductoare
• Denumiți două materiale conductoare utilizate in domeniul electrotehnic.
Răspuns:cuprul, aluminiul…
• Aliajul CuZn se numește…
Răspuns: alamă.
2.4.5. Itemi de completare
Itemii de completare solicită elevilor completarea unei afirmații/ unui enunț, astfel încât aceasta/ acesta să capete sens și valoare de adevăr. Au aspectul unui enunț lacunar (incomplet).
Itemii de completare se utilizează atunci când se evaluează:
-cunoașterea terminologiei specifice domeniului tehnic;
– ușurința de a rezolva probleme simple;
– cunoașterea elementelor unor scheme, circuite electrice;
– interpretarea unor date.
Avantaje:
– validitate și aplicabilitate mare;
– se verifică un număr mare de conținuturi într-un timp redus;
– răspunsul este generat de elev și nu ales din mai multe variante de răspunsuri;
– evaluează capacități cognitive inferioare și medii;
– sunt ușor de construit și de corectat.
Dezavantaje:
– există posibilitatea generării mai multor răspunsuri cu grade de corectitudine diferite;
– nu pot fi evaluate capacități cognitive superioare (analiza, sinteza, rezolvarea de probleme).
Proiectarea itemilor de completare presupune respectarea următoarelor cerințe:
– spațiile libere să aibă aceleași lungimi;
– răspunsul dat să fie unul singur;
– să se evite formulările ample;
– numărul de cuvinte lipsă într-un enunț sp nu fie mare.
EXEMPLU:
Modul: ELECTROTEHNICĂ ȘI MĂSURĂRI TEHNICE
Clasa: a IX-a
Tema: Măsurarea intensității curentului electric
• Completați spațiile libere din textul de mai jos, astfel încât afirmațiile să capete valoare de adevăr.
Pentru măsurarea intensității curentului electric într-un circuit se montează în ………. un aparat numit ……….
Răspuns: serie, ampermetru.
2.4.6. Întrebări structurate
Întrebările structurate sunt itemi care conțin mai multe subîntrebări, legate între ele printr-un element comun ; întrebările structurate fac trecerea de la itemii obiectivi la cei subiectivi.
Un item de tip întrebare structurată conține: un stimul (text, date statistice, diagrame, imagini, scheme,grafice), subîntrebări, date suplimentare(G. Bethll, 1996).
Întrebările structurate se utilizează la evaluarea rezultatelor învățării precum prezentarea, descrierea, explicarea unor scheme, metode, concepte, relații, argumente etc.
Avantaje:
– aplicabilitate mare;
– utilizează materiale suport stimulative;
– se testează un număr mare de cunoștințe, competențe, abilități;
– cerințele pot fi variate ca grad de dificultate (de la simplu la complex).
Dezavantaje:
– proiectarea necesită un interval mai mare de timp;
– schema de notare este mai dificil de întocmit;
– stimulii sunt relativ greu de proiectat;
– gradul de dificultate al cerințelor este greu de apreciat.
Proiectarea întrebărilor structurate presupune respectarea următoarelor cerințe:
– stimulul (materialul suport) să fie adecvat nivelului de înțelegere al elevilor;
– subîntrebările să aibă grad de dificultate progresiv;
– subîntrebările trebuie să fie în concordanță cu stimulul;
– subîntrebările trebuie să fie independente între ele;
– subîntrebările se pot referi de la simple reproduceri la aplicare de cunoștințe, formulare de ipoteze, analize, sinteze.
EXEMPLU:
Modul: BAZELE ELECTRONICII ANALOGICE
Clasa: a X-a
Tema: Redresoare
• În figura următoare este prezentată schema bloc generală aunui redresor:
1) Definiți redresorul.
2) Precizați denumirea elementelelor numerotate cu a, b și c.
3) Explicați rolul funcțional al elementului b din schema bloc.
Răspuns:
Redresorul este un circuit electronic care transformă energia electrică de curent alternativ în energie electrică de curent continuu.
a- transformator de alimentare; b- redresor; c- filtru.
Transformatorul are rolul de a modifica valoarea tensiunii de rețea, în conformitate cu tensiunea continuă necesară alimentării consumatorului.
2.4.7. Itemi rezolvare de probleme
Itemii rezolvare de probleme presupun rezolvarea unei situații-problemă, unei sarcini de lucru pentru care nu există o soluție învățată anterior. Elevul este pus în situația de a folosi deprinderile și cunoștințele însușite pentru a găsi soluția problemei.
Itemii rezolvare de probleme se pot utiliza ca sarcină de lucru individuală sau de grup, având ca scop dezvoltarea imaginației, a gândirii etc.
Avantaje:
– încurajează creativitatea, relațiile de colaborare, cooperare, lucrul în echipă;
– stimulează gândirea critică;
– permit analiza erorilor;
– dezvoltă un raționament flexibil și operant;
– aplicabilitate mare în domeniul tehnic;
– permit folosirea unor materiale suport.
Dezavantaje:
– elaborarea și notarea/ corectarea necesită un interval de timp mare;
– au un grad scăzut de validitate și fidelitate;
– schema de notare este complexă;
– nu pot fi utilizați curent;
– prezintă obiectivitate scăzută.
Proiectarea itemilor rezolvare de probleme presupune respectarea următoarelor cerințe:
– problema/ situația-problemă să fie adecvată particularităților de vârstă și de pregătire ale
elevilor;
– rezolvarea problemei se poate face individual sau în grup;
– evaluarea presupune asocierea itemului cu o schemă/ barem de corectare, care să conțină criterii explicite;
– posibilitatea de a se utiliza metode alternative de rezolvare.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Condensatoare
• Să se calculeze capacitatea C a unui condensator plan ale cărui armături sunt două discuri cu raza , separate de un strat de aer cu grosimea .
Răspuns:
– pentru fiecare relație de calcul se acordă câte 3 puncte;
– pentru înlocuirea corectă a valorilor numerice se acordă 2 puncte;
– pentru obținerea rezultatului final se acordă 2 puncte;
– pentru precizarea unității de măsură se acordă 1 punct.
2.4.8. Itemi de tip eseu
Itemii de tip eseu solicită elevului construirea unui răspuns liber, complex în concordanță cu o temă și cu un set de cerințe.
Itemii de tip eseu sunt utilizați în evaluarea rezultatelor învățării situate la niveluri cognitive superioare (analiza, sinteza).
Avantaje:
– proiectarea necesită un timp relativ scurt;
– permit obținerea unei imagini globale, a unei sarcini de lucru;
– se evaluează creativitatea, originalitatea, gândirea critică;
– elevul produce răspunsul conform cu un set de cerințe;
– dezvoltă capacitatea elevilor de a se exprima în scris.
Dezavantaje:
– nu pot fi utilizați la toate nivelurile de vârstă ale elevilor;
– se consumă un timp îndelungat pentru corectare;
– fidelitatea și obiectivitatea sunt scăzute;
– acoperă o arie mică de conținuturi.
Proiectarea itemilor de tip eseu presupune respectarea următoarelor cerințe:
– obiectivul de evaluare propus trebuie să vizeze capacități de exprimare în termeni personali;
– sarcina de lucru trebuie să conțină toate instrucțiunile necesare rezolvării (număr de cuvinte/ rânduri/ pagini/ ordinea integrării cerințelor etc.);
– schema de notare trebuie realizată în concordanță cu instrucțiunile de rezolvare.
EXEMPLU:
Modul: CIRCUITE ELECTRICE
Clasa: a IX-a
Tema: Rezistoare
• Realizați un esu cu tema Divizorul de tensiune, urmărând structura:
elementele divizorului de tensiune;
rolul divizorului de tensiune;
schema electrică a divizorului de tensiune;
ecuația divizorului de tensiune;
două aplicații ale divizorului de tensiune (enumerare, rol).
Răspuns:
(15p) a) Divizorul de tensiune este un circuit format din două rezistoare conectate în serie.
(15p) b) Rolul divizorului de tensiune este de a obține o tensiune mai mică decât tensiunea aplicată la bornele sistemului.
(15p) c)
(25p) d) Aplicând legea lui Ohm, rezultă:
(20p) e) Aplicații ale divizorului de tensiune
– reostatul – este un dispozitiv ce permite obținerea unei tensiuni ajustabile între și valoarea limită ;
– rezistența adițională – este un rezistor ce se montează ăn serie cu o altă componentă de circuit, pentru a limita tensiunea electrică aplicată componentei respective.
CAPITOLUL 3
DESCRIEREA CERCETĂRII
3.1. SCOPUL CERCETĂRII
Acivitatea experimentală s-a desfășurat pe parcursul anului școlar 2016-2017 in cadrul Liceului Tehnologic Turceni, având ca obiect identificarea celor mai eficiente metode și instrumente de evaluare utilizate la disciplinele tehnice.
Scopul cercetării a constat în măsurarea progresului cognitiv al elevilor în urma aplicării probelor de evaluare. Concomitent, s-a urmărit și realizarea feed-back-ului asupra procesului de evaluare.
3.2. OBIECTIVELE CERCETĂRII
Pornind de la realitatea că, în etapa actuală a învățământului, se observă un interes scăzut pentru studierea disciplinelor tehnice, se stabilesc următoarele obiective generale:
• verificarea nivelului cunoștințelor însușite de către elevi, la modulul Circuite electrice, utilizând diferite metode și instrumente de evaluare;
• verificarea atitudinii elevilor față de procesul de evaluare;
• analiza relației dintre rezultatele școlare obținute și metodele și instrumentele de evaluare.
3.3. IPOTEZE DE LUCRU
Privind obiectivele urmărite în cadrul activității experimentale au fost stabilite următoarele ipoteze de lucru:
• dacă profesorul se axează pe metodele și instrumentele de evaluare moderne, atunci nivelul de instruire al elevilor, în domeniul tehnic, devine mai ridicat?
• dacă se utilizează metodele și instrumentele moderne de evaluare, atunci va fi stimulat interesul elevilor pentru cunoștințele tehnice?
3.4. ORGANIZAREA CERCETĂRII
• Tipul cercetării: constatativă-ameliorativă
• Perioada de cercetare: an școlar 2016-2017
• Locul de desfășurare a cercetării: Liceul Tehnologic Turceni
• Modulul: Circuite electrice
• Metode de cercetare folosite:
– experimentul pedagogic de explorare-formare: metode clasice și metode moderne de evaluare;
– metode matematice de prelucrare și interpretare a datelor.
• Stabilirea eșantionului de elevi cuprinși în cercetare: clasa a IX-a E (domeniul Electromecanică).
Clasa a IX-a E, cu un efectiv de 28 elevi, va îndeplini succesiv funcția de eșantion experimental. Respectiv de eșantion de control. Se urmăresc rezultatele înaintea și după administrarea factorului experimental.
Clasa a IX-a E este formată din 28 de elevi ( înscriși la începutul anului școlar 27 elevi; venit la începutul semestrului al II-lea un elev), cu vîrste cuprinse între 15-16 ani, provenind din familii de muncitori, șomeri, casnice, liberi profesioniști, fiind majoritari elevii din mediul rural.
3.5. ANALIZA ȘI INTERPRETAREA DATELOR
Cercetarea desfășurată a urmărit confirmarea/infirmarea alegerii metodelor optime de evaluare, centrându-se pe două direcții:
• evaluarea cognitivă – prin care s-a urmărit aflarea progresului la nivelul cunoștințelor, priceperilor, deprinderilor, capacităților, atitudinilor la modulul Circuite electrice;
• evaluarea afectiv-atitudinală – prin care s-a urmărit identificarea atitudinii elevilor față de procesul de evaluare.
3.5.1. Verificarea nivelului cunoștințelor însușite de către elevi, la modulul Circuite electrice, utilizând diferite metode și instrumente de evaluare
La începutul anului școlar 2016-2017, eșantionul format din cei 27 elevi ai clasei a IX-a E a fost cercetat pe baza documentelor școlare, în funcție de rezultatele obținute la examenul de Evaluare Națională, stabilindu-se gradul de dificultate al testului de evaluare inițială.
Pe parcursul anului școlar 2016-2017, elevii au primit șapte note la modulul Circuite electrice, la diverse tipuri de evaluări; aceste evaluări, precum și rezultatele obținute, vor fi analizate în continuare.
Proba de evaluare nr. 1 – Test de evaluare inițială
În primele ore ale semestrului I, a fost administrat testul de evaluare inițială, ale cărui obiective au derivat din obiectivele standardelor curriculare de performanță specifice domeniului electromecanic.
Testul de evaluare inițială – de nivel mediu – a fost conceput astfel încât să cuprindă diverse tipuri de itemi. Baremul de corectare și notare a urmărit defalcarea punctajului în funcție de potențialele erori comise de elevi. Rezultatele au fost centralizate atât pe note cât și în procente, asfel încât să se observe nivelul de cunoștințe de la care pornesc elevii.
LICEUL TEHNOLOGIC TURCENI ELEV:……………………….
MODUL I: CIRCUITE ELECTRICE NOTA:………….
CLASA: a IX-a E
DATA:
TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ
(10p) I. Încercuiți varianta corectă:
1. Tehnologia de producere a energiei electrice într-o hidrocentrală se bazează pe:
a) energia omului b) energia nucleului atomic c) energia apei
2. Energia calorică a combustibililor fosili este folosită pentru producerea energiei electrice în:
a) termocentrale b) sobe c) centrale atomoelectrice
(15p) II. Exemplificați trei domenii de utilizare a energiei electrice.
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
(12p) III. Precizați 2 materiale electroizolante și 2 materiale conductoare:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
(15p) IV. Apreciați prin adevărat (A) sau fals (F) următoarele afirmații:
…. Componenta principală a lămpii cu incandescență este filamentul din wolfram.
…. Într-un circuit electric, întrerupătorul poate fi închis sau deschis.
…. Rezistorul este o sursă de tensiune electrică.
(20p) V. Identificați componentele circuitului de mai jos:
(18) VI. În coloana A sunt indicate mărimi fizice, iar în coloana B simbolurile unităților de măsură. Scrieți asocierile dintre cifrele din coloana A și literele corespunzătoare din coloana B.
Notă: Toate subiectele sunt obligatorii. Se acordă 10 puncte din oficiu. Timp de lucru 40 minute.
BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE
SUBIECTUL I – 10 puncte (2*5p)
1-c; 2-a
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL II – 15 puncte (3*5p)
1-transporturi; 2-iluminat; 3-uz casnic; 4-industrie etc.
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL III – 12 puncte (4*3p)
1-materiale electroizolante: rășini, uleiuri, plastic, sticlă, cauciuc etc.
2-materiale conductoare: cupru, aluminiu, argint etc.
Se acordă 3 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL IV – 15 puncte (3*5p)
1-A; 2-A; 3-F
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL V – 20 puncte (4*5p)
1-sursă de tensiune (generator); 2-întrerupător; 3-consumator (lampă/bec); 4-ampermetru.
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL VI – 18 puncte (6*3p)
1-c; 2-f; 3-e; 4-a; 5-b; 6-d.
Se acordă 3 puncte pentru fiecare răspuns corect.
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR. 1 (TEST DE EVALUARE INIȚIALĂ)
Scopul evaluării inițiale
Evaluarea inițială la clasa a IX-a ca evaluare predictivă are drept scop:
cunoașterea potențialului de învățare al elevului la începutul programului de instruire, la intrarea în învățământul liceal tehnic;
furnizarea de informații asupra performanțelor elevilor din perspectiva capacității lor de acțiune și relaționare, a competențelor și abilităților de care dispun aceștia.
Prin evaluarea inițială se identifică nivelul achizițiilor anterioare ale elevilor în termeni de cunoștințe, abilități/deprinderi și atitudini. Competențele formate anterior, formal sau informal, vor ajuta profesorul în realizarea programului de învățare centrată pe elev astfel încât la finalul parcurgerii modulelor tehnice, fiecare elev să-și fi dezvoltat integral competențele prevăzute în cuprinsul acestuia.
Competențe vizate
Competențele avute în vedere pentru alcătuirea acestui test predictiv sunt competențe dobândite în ciclul gimnazial:.
– nivelul de dezvoltare intelectual al elevilor, urmărind: gândirea, memoria, limbajul, abstractizarea;
– modul cum au reușit să realizeze conexiunile interdisciplinare prin educația formală și nonformală;
– caracterul practic aplicativ.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 5,55
Constatări și concluzii:
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că 29,62 din elevi au obținut note de 7, 8 în timp ce 71.38 au obținut note de 3, 4, 5, 6. Totodată s-a constatat că nu s-au obținut note de 9 și 10, fapt ce are ca și consecință ulterioara atenție ce trebuie acordată elevilor cu note de 7 și 8 asfel încât aceștia să treacă pragul notei obținute la evaluarea inițială.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– realizarea de conexiuni transdisciplinare (Chimie, Educație tehnologică, Fizică);
– bagaj satisfăcător de cunoștințe privind Sistemul Internațional de unități (recunoașterea unităților de măsură uzuale);
Puncte slabe
– cunoașterea insuficientă a materialelor utilizate în electrotehnică;
– limbaj sărac în termeni tehnici.
Acțiuni de remediere
Având în vedere greșelile tipice întâlnite la clasa a IX-a, se impune:
abordarea diferențiată a actului de predare – învățare, în funcție de dificultățile și stilurile de învățare;
Acordarea unei atenții deosebite temelor pentru acasă.
Lecții atractive prin:
– integrare experiment / aplicații practice
– autoevaluare, interevaluare a fișelor de lucru
– lucrul prin cooperare (proiecte, portofoliu)
program de învățare remedială pe bază de:
– fișă de documentare și lucru (Sistemul internațional de unități – structură, transformări);
– aplicație de laborator (Recunoașterea materialelor utilizate în domeniul electrotehnic);
– fișă de lucru (Breviar de calcul matematic simplu);
– glosar de termeni – fișă de documentare.
Proba de evaluare nr. 2 – Test de evaluare formativă
Testul de evaluare formativă a fost aplicat în urma parcurgerii temei ″Mărimile câmpului electrostatic″, fiind conceput astfel încât să acopere toate elementele de conținut, cuprinzând tipuri diferite de itemi.
LICEUL TEHNOLOGIC TURCENI ELEV:……………………….
MODUL I: CIRCUITE ELECTRICE NOTA:………….
CLASA: a IX-a E
DATA:
TEST DE EVALUARE
Mărimile câmpului electrostatic
(10p) I. Efectuați următoarele transformări:
a) 0,003A =……….nA
b) 7500 V =……….kV
c) 40 A =……….mA
d) 260000 µV=……….V
(16p) II. Încercuiți varianta corectă:
1. Între rezistivitatea electrică și conductivitatea electrică există relația:
a) ρ = b) ρ = 1 + σ
c) σ = ρ• 1 d) ρ = σ • 1
2. Unitatea de măsură pentru sarcina electrică se numește:
a) watt b) farad c) coulomb d) volt
3. Amper-ul este unitatea de măsură pentru:
a) tensiunea electrică b) capacitatea electrică
c) rezistența electrică d) intensitatea curentului electric
4. Cel mai bun material conductor electric este:
a) argintul b) aluminiul
c) cuprul d) wolframul
(16p) III. Completați spațiile libere cu informația corectă:
1. Tensiunea electrică dintre două puncte este………………. cu diferența de potențial.
2. Electronii au sarcină electrică………………….
3. Rezistența electrică este proprietate materialelor de a se ………………… trecerii curentului electric.
4. Mărimea C = …………………… electrică.
(16p) IV. Citiți cu atenție enunțurile următoare și completați a doua coloană a tabelului de mai jos cu litera A, dacă enunțul este adevărat și cu litera F, dacă este fals:
(16p) V. Definiți intensitatea curentului electric.
(16p) VI. Să se calculeze rezistivitatea unui conductor care are rezistența 120Ω, lungimea de 30m și diametrul de 1mm.
Notă: Toate subiectele sunt obligatorii. Se acordă 10 puncte din oficiu. Timp de lucru 45 minute.
BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE
Mărimile câmpului electrostatic
SUBIECTUL I – 10 puncte(4*2,5p)
a) 0,003µA = 0,003*103nA = 3nA
b) 7500V = 7500*10-3KV =7,5KV
c) 40A = 40*103mA = 40000mA
d) 260000µV = 260000*10-6V =0,26V
Se acordă 2,5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL II – 16 puncte(4*4p)
1 – a; 2 – c; 3 – d; 4 – a.
Se acordă 4 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL III – 16 puncte(4*4p)
1 – egală; 2 – negativă; 3 – opune; 4 – capacitate.
Se acordă 4 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL IV – 16 puncte(4*4p)
1 – A; 2 – F; 3 – A; 4 – A.
Se acordă 4 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL V – 16 puncte
Intensitatea curentului electric se definește ca fiind raportul dintre cantitatea de sarcină electrică ce trece printr-o secțiune transversală a unui conductor și unitatea de timp.
SUBIECTUL VI – 16 puncte
R=120Ω
l=120m (2p)
d=1mm
R=ρ*l/S (4p)
ρ=R*S/l (4p)
ρ=R*π*D2 (2p)
ρ=(120Ω*3,14*12mm2)/4*30m=3,14mm2*Ω/m (4p)
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR. 2 (TEST DE EVALUARE FORMATIVĂ)
Scopul evaluării formative
Evaluarea formativă la clasa a IX-a E are drept scop:
cunoașterea gradului de însușire a cunoștințelor predate anterior;
furnizarea de informații asupra performanțelor elevilor din perspectiva capacității lor de acțiune și relaționare, a competențelor și abilităților de care dispun aceștia;
realizarea unei ierarhii la nivelul clasei.
Competențe vizate
Competențele avute în vedere pentru alcătuirea acestui test sunt:
– utilizarea calculului matematic în aplicațiile tehnice;
– realizarea corespondențelor între mărimile câmpului electrostatic și unitățile de măsură corespunzătoare;
– identificarea mărimilor câmpului electrostatic și a proprietăților acestora;
– operarea cu mărimile câmpului electrostatic.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 6,29
Constatări și concluzii:
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că 55,54 din elevi au obținut note de 7, 8 în timp ce 44,46 au obținut note de 3, 4, 5, 6. Totodată s-a constatat că, din nou nu s-au obținut note de 9 și 10, fapt ce are ca și consecință ulterioara atenție ce trebuie acordată planului remedial, asfel încât toți elevii să progreseze. Un aspect important constă în faptul că media pe clasă a crescut în comparație cu media la testul de evaluare inițială.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– cunoașterea satisfăcătoare a mărimilor utilizate în electrotehnică;
– bagaj satisfăcător de cunoștințe privind Sistemul Internațional de unități (recunoașterea unităților de măsură uzuale).
Puncte slabe
– abilități reduse de calcul matematic (transformări în SI);
– limbaj sărac în termeni tehnici.
Acțiuni de remediere
– acordarea unei atenții deosebite temelor pentru acasă;
– colaborarea cu ceilalți membrii ai catedrei, precum și cu membrii catedrelor de matematică și fizică;
– fișe de documentare și de lucru (Proprietățile materialelor conductoare);
– tabel memoristic ( Relații de definire a mărimilor electrice).
Proba de evaluare nr. 3 – Evaluare orală
Proba de evaluare nr. 3 a fost aplicată în urma parcurgerii temei ″ Regimul electrocinetic″, fiind concepută astfel încât să acopere toate elementele de conținut. Elevii au fost evaluați pe parcursul mai multor ore de curs, prin conversația de verificare.
FIȘĂ DE EVALUARE ORALĂ (exemplu)
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR.3
Scopul evaluării formative
Evaluarea formativă la clasa a IX-a E are drept scop:
cunoașterea gradului de însușire a cunoștințelor predate în cadrul temei ″ Regimul electrocinetic″,;
furnizarea de informații asupra performanțelor elevilor din perspectiva capacității lor de acțiune și relaționare, a competențelor și abilităților de care dispun aceștia;
realizarea unei ierarhii la nivelul clasei.
Competențe vizate
Competențele avute în vedere acestei evaluări sunt:
– cunoașterea mărimilor fizice caracteristice curentului electric (U, I, R) și a unităților lor de măsură
– enunțarea legii lui Ohm pentru o porțiune de circuit și pentru un circuit întreg;
– enunțarea legii lui Joule;
– utilizarea calculului matematic în aplicațiile tehnice.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 6.37
Constatări și concluzii:
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că din elevi au obținut note de 7, 8 în timp ce au obținut note de 5, 6. Totodată s-a constatat că, din nou nu s-au obținut note de 9 și 10, însă nu s-au obținut nici note sub 5. Media pe clasă a crescut în comparație cu media la proba de evaluare nr.2 cu un procent foarte mic.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– bagaj satisfăcător de cunoștințe privind recunoașterea unităților de măsură uzuale;
– corectitudine în enunțarea legilor electrocineticii;
Puncte slabe
– abilități reduse de aplicare a cunoștințelor dobândite în rezolvarea de probleme;
– limbaj sărac în termeni tehnici.
Acțiuni de remediere
– acordarea unei atenții deosebite temelor pentru acasă;
– colaborarea cu ceilalți membrii ai catedrei, precum și cu membrii catedrelor de matematică și fizică;
– fișe de activitate independentă(Aplicații numerice: legea lui Ohm, legea lui Joule);
Proba de evaluare nr. 4 – Referat: Condensatoare
Proba de evaluare, pe baza referatului, a fost aplicată în urma parcurgerii temei ″Condensatoare ″, fiind concepută astfel încât să acopere toate elementele de conținut. Concomitent cu prezentarea temei, a fost stabilită perioada de timp necesară întocmirii referatului, precum și elementele obligatorii ale acestuia (vezi paragraful 3.3.3.), structura referatului fiind următoarea:
1. Generalități. Istoria condensatorului
2. Gruparea condensatoarelor. Aplicații
3. Utilizarea condensatoarelor
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR.4
Scopul evaluării
Evaluarea pe baza referatului, la clasa a IX-a E, are drept scop, pe lîngă evaluarea cunoștințelor cognitive, dezvoltarea capacității de investigație, stimularea originalității, dezvoltarea capacității de selecție.
Competențe vizate
Competențele avute în vedere în acest caz sunt:
– definirea rolului condensatorului;
– cunoașterea evoluției în timp a condensatorului;
– identificarea modalităților de grupare a condensatoarelor;
– cunoașterea domeniilor de aplicație ale condensatoarelor.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 7.22
Constatări și concluzii:
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că 22,21 din elevi au obținut note de 8 și 10, mai mult de jumătate, 62,96 au obținut nota 7 și 14,81 au obținut nota 6.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– acoperire bună a elementelor științifice;
– urmărirea relativ corectă a elementelor și a structurii referatului.
Puncte slabe
– folosirea unui număr foarte mic de surse bibliografice;
– grad relativ scăzut de originalitate.
Acțiuni de remediere
– colaborarea cu ceilalți membrii ai catedrei, precum și cu membrii catedrelor de matematică și fizică, limba română;
– insistarea pe activitatea independentă.
Proba de evaluare nr. 5 – Test de evaluare formativă
Testul de evaluare formativă a fost aplicat în urma parcurgerii temei ″Bobine ″, fiind conceput astfel încât să acopere toate elementele de conținut, cuprinzând tipuri diferite de itemi.
LICEUL TEHNOLOGIC TURCENI ELEV:……………………….
MODUL I: CIRCUITE ELECTRICE NOTA:………….
CLASA: a IX-a E
DATA:
TEST DE EVALUARE
BOBINE
(15p)I. Încercuiți varianta corectă:
1. Rolul miezului bobinei este de a:
a) obține inductivități mari;
b) obține inductivități mici;
c) miezul nu are influență asupra inductivității.
2. Inductanța se poate calcula cu relația:
a) L = I / Φ
b) L = Φ / I
c) L = Φ • I
3. Ecranul bobinei se utilizează pentru:
a) identificarea bobinelor;
b) îndepărtarea cuplajelor parazite;
c) obținerea unor curenți mari.
(15p)II. Realizați corespondența între elementele coloanei A (în care sunt precizate criteriile de clasificare a bobinelor) și elementele coloanei B (în care sunt precizate tipurile de bobine):
(20p)III. Precizați valoarea de adevăr (A) sau fals (F) pentru următoarele enunțuri:
1. Miezul bobinei este suportul pe care se înfășoară conductorul bobinei.
2. Înfășurarea bobinei poate fi realizată din materiale precum: cupru, aluminiu, cupru argintat, aur, aliaje din cupru.
3.Spira se compune dintr-un conductor activ și un conductor pasiv.
4. Inductanța depinde de dimensiunile bobinei,de numărul de spire și de materialul miezului magnetic.
(20p)IV. Completați spațiile libere cu informația corectă:
1. Unitatea de măsură pentru inductanță se numește ……………
2. Reactanța bobinei se manifestă numai în curent …………..
3. Tensiunea nominală a bobinei este tensiunea …………… pentru care se dimensionează izolația bobinei.
4. Rolul bobinei este de a înmagazina ……………. în câmpul magnetic.
(20p)V. Precizați ce se înțelege prin bobină.
Notă: Toate subiectele sunt obligatorii. Se acordă 10 puncte din oficiu. Timp de lucru 40 minute.
BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE
BOBINE
SUBIECTUL I – 15 puncte(3*5p)
1- a; 2- b; 3- b.
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL II – 15 puncte (3*5p)
a – 4; b – 3; c – 2.
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL III –20 puncte (4*5p)
1 – F; 2 – A; 3 – F; 4 – A.
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL IV –20 puncte (4*5p)
1 – henry; 2 – alternativă; 3 – maximă; 4 – energie.
Se acordă 5 puncte pentru fiecare răspuns corect.
SUBIECTUL V – 20 puncte
Bobina este un element pasiv de circuit, format din bucle (spire) conductoare așezate într-o succesiune (una lângă alta), parcurse de același curent
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR. 5 (TEST DE EVALUARE FORMATIVĂ)
Scopul evaluării formative
Evaluarea formativă la clasa a IX-a E are drept scop:
cunoașterea gradului de însușire a cunoștințelor predate anterior;
furnizarea de informații asupra performanțelor elevilor din perspectiva capacității lor de acțiune și relaționare, a competențelor și abilităților de care dispun aceștia;
realizarea unei ierarhii la nivelul clasei.
Competențe vizate
Competențele avute în vedere pentru alcătuirea acestui test sunt:
– definirea rolului bobinei;
– identificarea parametrilor bobinei;
– identificarea elementelor constructive ale unei bobine;
– identificarea criteriilor de clasificare a bobinelor.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 6.60
Constatări și concluzii:
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că 53,56 din elevi au obținut note de 7, 8 în timp ce 46,44 au obținut note de 3, 4, 5, 6. Totodată s-a constatat că, din nou nu s-au obținut note de 9 și 10, fapt ce are ca și consecință ulterioara atenție ce trebuie acordată planului remedial, asfel încât toți elevii să progreseze. Se constată faptul ca media pe clasă la proba de evaluare nr. 5, este aproximativ egală cu media pe clasă la proba de evaluare nr.2, observându-se creșterea numărului notelor de 8.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– cunoașterea satisfăcătoare a criteriilor de clasificare a bobinelor;
– bagaj satisfăcător de cunoștințe privind elementele constructive ale bobinei.
Puncte slabe
– abilități reduse în identificarea parametrilor bobinei;
– limbaj sărac în termeni tehnici.
Acțiuni de remediere
– acordarea unei atenții deosebite temelor pentru acasă;
– fișe de documentare și de lucru (Parametrii bobinei);
Proba de evaluare nr. 6 – Portofoliul
Evaluarea pe baza portofoliului s-a desfășurat pe parcursul a mai multor ore, fiecare portofoliu fiind analizat împreună cu elevii. Piesele din portofoliu, propuse spre evaluare, au fost stabilite la începutul anului școlar 2016-2017, atunci cînd profesorul a discutat cu elevii despre întocmirea portofoliului și a prezentat un model de portofoliu. Pentru activitatea la clasă și pentru rezolvarea de probleme, elevii au primit la începutul activităților criteriile de evaluare care vor fi urmărite.
Conținutul portofoliului, precum și distribuția punctajului, este prezentat în tabelul următor, cu precizarea că piesele din categoria celor obligatorii (care au fost evaluate, pe rând, pe parcursul anului școlar) sunt:
• P1 – fișă de lucru
• P2 – fișă de divertisment
• P3 – fișă de activitate independentă
• P4 – eseu structurat
• P5 – fișă de lucru
PIESA 1
FIȘĂ DE LUCRU – MĂRIMI FIZICE, UNITĂȚI DE MĂSURĂ, MULTIPLII ȘI SUBMULTIPLII UNITĂȚILOR DE MĂSURĂ
1. În tabelul următor se dă o listă care conține: mărimi fizice, unități de măsură, multipli și submultipli ai unităților de măsură. Coloanele tabelului sunt notate astfel:
MF – mărime fizică fundamentală; MD – mărime fizică derivată; UF – unitate de măsură fundamentală; UD – unitate de măsură derivată; M – multiplu al unei unități de măsură; S – submultiplu al unei unități de măsură.
2. Pentru fiecare element al listei, marcați cu X în coloana corespunzătoare.
Rezolvați următoarele ecuații:
a) 0,2 [mA] + 200 [μA] + X [A] = 0,002 [A]
b) 0,005 [MW] + 5 [kW] + X [W] = 0,015 [MW]
3. Completați spațiul liber din interiorul parantezelor drepte cu unitatea de măsură, multiplul sau submultiplul corespunzător, pentru ca egalitățile să fie adevărate:
a) 0,5 [J] = 500 [……..];
b) 20,2 [mV] = 20200 [……..]
c) 0,075 [kA] = 75 [……..]
d) 4000 [Ω] = 0,004 [……..]
e) 0,03 [MW] = 30 [……..]
4. Un rezistor cu rezistența electrică R, căruia i se aplică la borne tensiunea electrică U, este parcurs de curentul electric I. Completați tabelul următor cu valorile numerice obținute prin aplicarea legii lui Ohm, ținând seama de unitățile de măsură/multiplii/submultimplii din interiorul parantezelor drepte:
PIESA 2
FIȘĂ DE DIVERTISMENT
I. Rezolvând corect următorul aritmogrif veți obține pe coloana a – b o importantă mărime ce caracterizează consumatorii electrici.
1. Fizician francez al cărui nume a fost atribuit unității de măsură pentru intensitatea curentului electric.
2. Fizician englez al cărui nume a fost atribuit unității de măsură pentru căldura/energie.
3. Fizician italian care a inventat pila electrică, iar numele său a fost dat unității de tensiune electrică.
4. Mărime a cărei unitate de măsură este ohmmul.
5. Mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca stare de referință( „potențialul care determină schimbări” ).
6. Mare fizician teoretician de etnie evreiască, născut în Germania, autorul teoriei relativității și unul dintre cei mai străluciți oameni de știință ai omenirii.
II. Găsiți cuvinte specifice instalațiilor electrice din următoarele anagramări:
III Desenează schema echivalentă a circuitului din figură:
IV. Căutați 10 componente ale instalațiilor electrice ascunse în careul următor:
V. Ordonează cuvintele următoarelor enunțuri și vei obține câteva sfaturi pentru evitarea electrocutării:
1. prize, la, vă, jucați, nu
………………………………………………………………………………………………………….
2. neizolate, introduceți, metalice, nu, în prize, obiecte
………………………………………………………………………………………………………….
3. din priză, pe care, scoateți, electric, orice, să îl reparați, aparat, vreți
…………………………………………………………………………………………………………
4. în timpul, nu introduceți, băii, electric, un aparat, în cadă
………………………………………………………………………………………………………….
Răspuns:
I.
II.
III.
IV.
CIRCUIT, COMUTATOR, DOZA, FIȘA, CONTOR, COLOANĂ,CABLU,CONDUCTOR, LAMPĂ, PRIZĂ
V. 1. Nu vă jucați la prize.
2. Nu introduceți în prize obiecte metalice.
3. Scoateți din priză orice aparat electric pe care vreți să îl reparați.
4. În timpul băii nu introduceți în cadă un aparat electric
PIESA 3
FIȘĂ DE ACTIVITATE INDEPENDENTĂ
Rezolvați următoarele probleme:
1. Pentru un conductor de aluminiu, utilizat la alimentarea cu energie electrică a unui consumator,se cere a se determina care este rezistența electrică. Se cunosc: secțiunea conductorului – 6mm2, lungimea – 2 km, și rezistivitatea ρAl = 0,029 Ω.
2. Rezistența adițională a unui voltmetru se realizează din conductor de manganină cu diametrul de 0,08 mm. Calculează lungimea conductorului care va fi utilizat pentru a se obține valoarea de 6000 Ω. Se dă ρ = 0,42 Ω.
3. Ce căldură degajă în timp de 24 de ore un radiator electric funcționând la tensiunea de 220V, dacă I5A ?
4. Trei rezistoare R1 = 8 Ώ , R2 = 12 Ώ , R3 = 4 Ώ se conectează ca în figura de mai jos. Calculați rezistența echivalentă în fiecare caz (a, b, c, d).
PIESA 4
ESEU – DIVIZORUL DE TENSIUNE
• Realizați un esu cu tema Divizorul de tensiune, urmărând structura:
elementele divizorului de tensiune;
rolul divizorului de tensiune;
schema electrică a divizorului de tensiune;
ecuația divizorului de tensiune;
două aplicații ale divizorului de tensiune (enumerare, rol).
Răspuns:
(15p) a) Divizorul de tensiune este un circuit format din două rezistoare conectate în serie.
(15p) b) Rolul divizorului de tensiune este de a obține o tensiune mai mică decât tensiunea aplicată la bornele sistemului.
(15p) c)
(25p) d) Aplicând legea lui Ohm, rezultă:
(20p) e) Aplicații ale divizorului de tensiune
– reostatul – este un dispozitiv ce permite obținerea unei tensiuni ajustabile între și valoarea limită ;
70
– rezistența adițională – este un rezistor ce se montează ăn serie cu o altă componentă de circuit, pentru a limita tensiunea electrică aplicată componentei respective.
PIESA 5
FIȘĂ DE LUCRU – CONDENSATORUL
I. Completând aritmograful veți descoperi pe verticala A – B cuvântul cheie al temei:
1. Fizician care a realizat studiul forțelor electrice.
2. Instrument folosit de fizicianul de mai sus la studierea acestor forțe.
3. Unitatea de măsură pentru forță.
4. Mărime electrică definită de relația : ε E.
5. Mărime electrică definită ca raport între forța electrică și sarcină electrică.
6. V1 – V 2 = se numește ……………………….
7. Această diferențăse mai numește și ………………………..
8. Valoarea intensității câmpului electric pentru care printr-un corp izolator se produce curent electric de străpungere.
9. Unitate de măsură pentru tensiunea electrică.
10. Unitate de măsură pentru lucru mecanic.
11. Aparat folosit la multiplicare ce folosește fenomenul electrostatic.
II. Rezolvă următoarele sarcini :
1. Selectați răspunsul corect.
Condensatorul este un ansamblu format din: a. două armături conductoare și un dielectric; b. două armături conductoare separate de un dielectric; c. două armături plane separate de un izolator.
2. Indicați răspunsul greșit:
Capacitatea unui condensator este un raport între: a. diferența de potențial dintre armături și sarcina acestuia; b. sarcina unei armături și potențialul acesteia; c. sarcina acumulată de armături și diferența dintre acestea.
3. Calculați sarcina acumulată pe un corp metalic izolat știind că are capacitatea electrică 6 pF și este încărcat la un potențial de 250 V.
4. Completați următoarea schemă de clasificare a condensatoarelor.
după natura dielectricului: după construcție. după regimul de lucru
a. a. a.
b. b. b.
c. c.
d.
5. Numiți parametrii principali ai condensatorului.
6. Pe un condensator ceramic este înscris numărul 46 n. Capacitatea lui este: a. 46 pF, 46 nF; 4,6 nF; 46 μF.
7. Identificați tipurile de condensatoare din fig. de mai jos.
a b c d
8. Calculați capacitatea echivalent a două condensatoare cu capacitățile C1 = 2 μF și C2 = 4 μF dacă : a. sunt grupate în serie; b. sunt grupate în paralel.
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR.6
Scopul evaluării
Evaluarea portofoliului la clasa a IX-a E are drept scop activizarea tuturor elevilor, chiar și acelora cu dificultăți de învățare
Competențe vizate
Competențele avute în vedere pentru alcătuirea acestui instrument de evaluare sunt diverse, acoprind aproape întreaga arie a competențelor vizate pe parcursul anului școlar, la modulul Circuite electrice.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 8,53
Constatări și concluzii:
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că 57,14 din elevi au obținut note de 9 și 10 în timp ce 42,86 au obținut note de 6 și 7. Totodată s-a constatat că 2 elevi au obținut nota 10, precum și că nu sunt note sub 6.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– acoperire bună a elementelor de conținut;
– dezvoltarea creativității și stimularea originalității, în urma faptului că elevul lucrează mai mult acasă, fără influențe externe;
– implicarea elevului în realizarea diverselor materiale care să îl reprezinte.
Puncte slabe
– depășirea relativ scurtă a timpului de prezentare a portofoliului.
Proba de evaluare nr. 7 – Fișă de autoevaluare
Fișa de autoevaluare a fost aplicată la finele anului școlar 2016-2017, având rolul unui instrument de evaluare sumativă. Elevii au avut la dispoziție un interval de timp de două săptămâni pentru recapitularea cunoștințelor dobândite în urma parcurgerii unității de învățare Circuite simple de curent continuu. Fișa conține următoarele tipuri de itemi: cu alegere duală, cu alegere multiplă, de completare, de tip rezolvare de probleme.
LICEUL TEHNOLOGIC TURCENI ELEV:……………………….
MODUL I: CIRCUITE ELECTRICE NOTA ELEV :………….
CLASA: a IX-a E NOTA PROFESOR:………….
DATA:
FIȘĂ DE AUTOEVALUARE
CIRCUITE SIMPLE DE CURENT CONTINUU
(15p) I. Realizați corespondența între elementele coloanei A (mărimi electrice) și elementele coloanei B (unități de măsură):
(25p) II. Completați spațiile libere din textul de mai jos, astfel încât afirmațiile să capete valoare de adevăr:
1. Circuitele de curent continuu sunt acele circuite în care curenții și tensiunile sunt ………. în timp.
2. Un element de circuit se numește ………. dacă poate genera energie de natură electrică.
3. Căldura dezvoltată în unitatea de timp se numește putere ………. Joule.
4. Divizorul de tensiune este un circuit format din două rezistoare conectate în ……….
5. Condensatoarele marcate cu trei benzi au toleranța ……….
(25p) III. Încercuiți varianta corectă:
1. Elementul de circuit cere înmagazinează energie magnetică este:
a) condensatorul;
b) bobina;
c) rezistorul;
d) conductorul.
2. Capacitatea echivalentă a trei condensatoare identice cu C30 pF, toate conectate în serie, este:
a) 90 pF;
b) 30 pF;
c) 10 pF;
d) 5 pF.
3. Reactanța bobinei este dată de relația:
a) ;
b) ;
c) ;
d) .
4. Tensiunea maximă care se poate aplica unui circuit serie format din două rezistoare cu parametrii: , , , , este:
a) 4V;
b) 6V;
c) 8V;
d) 10V.
5. Se leagă n rezistoare o dată în serie, apoi în paralel. Raportul Rs/Rp este:
a) Rs/Rpn2;
b) Rs/Rpn2;
c) Rs/Rpn2;
d) Rs/Rp 1/n2.
(25p) IV. Precizați valoarea de adevăr (A) sau fals (F) pentru următoarele enunțuri:
1. Divizorul de curent este utilizat pentru a obține un curent mai mic decât curentul principal.
2. Un ansamblu de două conductoare separate printr-un strat izolator, încărcate cu sarcini egale și de semne contrare, se numește condensator.
3. Matematic, legea lui Ohm, pe o poțiune de circuit se exprimă prin relația: .
4. Rezistivitatea electrică depinde de natura conductorului.
5. La legarea în paralel a mai multor condensatoare este comună mărimea: sarcina electrică.
Notă: Toate subiectele sunt obligatorii. Se acordă 10 puncte din oficiu. Timp de lucru 50 minute.
BAREM DE CORECTARE ȘI NOTARE
SUBIECTUL I – 15 puncte (5*3p)
1 – b; 2 – d; 3 – e; 4 – c; 5 – f.
Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 3 puncte.
Pentru răspuns greșit sau lipsa acestuia se acordă 0 puncte.
SUBIECTUL II – 25 puncte (5*5p)
1 – invariabile; 2 – activ; 3 – putere; 4 – serie; 5 – 20.
Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 5 puncte.
Pentru răspuns greșit sau lipsa acestuia se acordă 0 puncte.
SUBIECTUL III – 25 puncte (5*5p)
1 – b; 2 – c; 3 – a; 4 – b; 5 – b.
Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 5 puncte.
Pentru răspuns greșit sau lipsa acestuia se acordă 0 puncte.
SUBIECTUL IV – 25 puncte (5*5p)
1 – A; 2 – A; 3 – F; 4 – A; 5 – F.
Pentru fiecare răspuns corect se acordă câte 5 puncte.
Pentru răspuns greșit sau lipsa acestuia se acordă 0 puncte.
ANALIZA PROBEI DE EVALUARE NR.7
Scopul autoevaluării
Autoevaluarea la clasa a IX-a E are drept scop:
cunoașterea gradului de însușire a cunoștințelor predate anterior;
furnizarea de informații asupra performanțelor elevilor din perspectiva capacității lor de acțiune și relaționare, a competențelor și abilităților de care dispun aceștia;
realizarea unei ierarhii la nivelul clasei.
Competențe vizate
Competențele avute în vedere pentru alcătuirea acestui instrument de evaluare sunt:
– identificarea elementelor de circuit;
– precizarea parametrilor specifici componentelor pasive de circuit;
– utilizarea metodelor de calcul a rețelelor de rezistoare;
– utilizarea metodelor de calcul a rețelelor de condensatoare;
– aplicarea legilor și teoremelor specifice circuitelor de curent continuu pentru determinarea anumitor mărimi.
Prelucrarea statistică a datelor:
Media clasei: 7,28
Constatări și concluzii:
Modalitatea de autoevaluare a constat în autocorectarea propriei fișe pe baza baremului primit de la profesor. Proba de evaluare nr. 7 s-a desfășurat pe durata a două ore de curs: o oră pentru rezolvarea fișei de autoevaluare, o oră pentru autocorectare și discuții cu profesorul.
În funcție de procentele distribuite fiecărei note în parte, se constată că 46,42 din elevi au obținut note de 8, 9 și 10 în timp ce 54,58 au obținut note de 5, 6 și 7. Totodată s-a constatat că 5 elevi au obținut note de 9 și 10, precum și că nu sunt note sub 5.
Rezultatele testului:
Puncte tari
– realizare corectă a corespondențelor între mărimile electrice și unitățile de măsură corespunzătoare;
– însușire satisfăcătoare a metodelor de calcul a rețelelor de rezistoare, respectiv condensatoare;
– bagaj satisfăcător de cunoștințe privind parametrii componentelor pasive de circuit.
Puncte slabe
– cunoștințe puțin satisfăcătoare despre elementele active de circuit.
Acțiuni de remediere
– acordarea unei atenții deosebite temelor pentru acasă;
– exerciții de utilizarea calculului matematic în aplicațiile tehnice;
– fișe de documentare și de lucru (Elemente active de circuit).
CONCLUZII:
În anexa 1, este prezentă fișa de progres a clasei a IX-a E, la modulul Circuite electrice. Analizând respectiva fișă se constată următoarele:
– se observă progresul elevilor de la testarea inițială către media anuală;
– elevii sunt atrași de către metodele de evaluare moderne, în special de realizarea portofoliului; această atracție se datorază faptului că pentru un anumit procent din elementele evaluate se elimină factorul timp. Deasemenea, elevii au posibilitatea, ca în urma consultării cu profesorul, să-și corecteze eventualele erori.
– este recomandabil, pe viitor, să se utilizeze atât metodele clasice, cât și metodele moderne de evaluare, pentru obținerea rezultatelor cât mai satisfăcătoare.
3.5.2. Identificarea atitudinii elevilor față de procesul de evaluare
Atingerea celui de-al doilea obiectiv a presupus aplicarea unui chestionar, la finele anului școlar 2016-2017, aceluiași eșantion experimantal. Chestionarul a fost structurat pe x întrebări, cu variante de răspuns, având ca scop identificarea atitudinii elevilor față de procesul evaluativ, preferința pentru forma de evaluare, părerea despre metodele tradiționale sau metodele moderne de evaluare, argumentarea propriei păreri, opinia despre cele mai eficiente metode de evaluare.
CHESTIONAR PENTRU ELEVI
1.Cum apreciezi evaluarea la modulul Circuite electrice?
□ pozitivă □ negativă
2. Evaluarea profesorului de modul Circuite electrice te influențează:
□ foarte mult
□ mult
□ puțin
□ foarte puțin
□ deloc
3. Consideri că notele reflectă cunoștințele tale ?
□ foarte mult
□ mult
□ puțin
□ foarte puțin
□ deloc
4. Care este forma de evaluare pe care o preferi?
□ inițială □ continuă □ sumativă
5. Care sunt metodele de evaluare clasice pe care le preferi:
□ evaluare orală
□ evaluare scrisă
□ evaluare practică
6. Argumentează preferința/respingerea față de o metodă clasică de evaluare?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
7. Ce metodă modernă de evaluare îți place să fie folosită la clasă?
□ autoevaluarea
□ fișa de activitate independentă/ fișa de lucru
□ portofoliul
□ referatul
□ eseul
8. Ce preferi în cadrul unui test?
□ partea teoretică □ aplicațiile numerice
CONCLUZII:
În urma aplicării chestionarului s-au constatat următoarele:
– majoritatea elevilor au apreciat drept corectă și obiectivă evaluarea profesorului, apreciind deasemenea, că evaluarea profesorului îi influențează pozitiv în activitatea de învățare;
– s-a observat că pentru un procent semnificativ (88,71) contează valoarea notei; pentru
– forma de evaluare preferată este cea formativă (52,47), deoarece aria de cunosțințe ce urmează a fi evaluată este relativ mică, urmată de cea sumativă (26, 86) și apoi de cea inițială (20,67), deoarece intervine teama de ″ceva″ mai puțin cunoscut;
– elevii preferă evaluarea scrisă, deoarece se simt mai siguri pe ei (65,32);
– dintre metodele moderne, cea mai îndrăgită o constituie portofoliul (48,45), urmată de autoevaluare (26,17).
BIBLIOGRAFIE
1. Aron, Ioan, Aparate de bord pentru aeronave, Editura tehnică, București, 1984
2.Bălășoiu, Tatiana, Electrotehnica. Teste pentru olimpiadele interdisciplinare tehnice, Editura Economica, București,
3. Bunoiu, Dumitru; Fârță, Dumitru, Portofoliul – metodă modern de evaluare, Editura Gorjeanul, Tg. Jiu, 2005
4. Cosma, Dragoș Ionel, Circuite electrice, Editura CD PRESS, București, 2009
5. Cocoș, Constantin, Pedagogie pentru examenele de definitivare și grade didactice, Editura Polirom, București, 2008
6. Cocoș, Constantin, Teoria și metodologia evaluării, Editura Polirom, București, 2010
7. Grigore, Octavian, Echipamente de bord și navigație aeriană, Editura Printech, București 2001
8. Iordache, Mihai, Bazele electrotehnicii, Editura MATRIX ROM, București, 2008
9. Nițuică, Costică; Stanciu, Tudor, Didactica disciplinelor tehnice, Editura PERFORMANTICA, Iași, 2006
10. Potolea, Dan, ș.a., Pregătirea psihopedagogică – manual pentru definitivat și gradul didactic II, Editura Polirom, București, 2008
11. Zaharia, Iustina, Bazele electrotehnicii. Teoria circuitelor electrice, Editura Tehnopress, București, 2013
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: INTRODUCERE: JUSTIFICAREA ALEGERII TEMEI [305838] (ID: 305838)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.