Рабочая программа учебной дисциплины "Электротехника и электроника" по специальности 13.02.13 "Эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)"

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

1. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

5

10

1. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

11

Код

ПК, ОК

Умения

Знания

ОК 01,

ОК 02,

ОК 05,

ОК 09,

ПК 1.1,

ПК 1.2,

ПК 2.1,

ПК 3.1,

ПК 3.2

• рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;

• снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами;

• собирать электрические схемы;

• читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;

• применять электронные компоненты при составлении электрических схем;

• работать с современной элементной базой электронной аппаратуры.

• методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

• основные законы электротехники;

• способы получения, передачи и использования электрической энергии;

• характеристики и параметры электрических и магнитных полей;

• основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках, и их свойства;

• параметры электрических схем;

• принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;

• принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

• классификацию электронных приборов, их устройство и область применения;

• классификация, устройство и принципы работы различных источников питания.

Вид учебной работы

Объем в часах

Объем образовательной программы учебной дисциплины

295

в т.ч. в форме практической подготовки

97

(с учетом лабораторных занятий)

в т. ч.:

теоретическое обучение

148

практические занятия

77

лабораторные занятия

20

Самостоятельная работа ¹

44

Промежуточная аттестация

6

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала и формы организации деятельности обучающихся

Объем, акад. ч / в том числе в форме практической подготовки

(с учетом лабораторных занятий),

акад. ч

Коды компетенций и личностных результатов, формированию которых способствует элемент программы

1

2

3

4

Раздел 1. Электротехника

195/81

Тема 1.1. Электрическое поле

Содержание учебного материала

4

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Начальные сведение об электрическом токе. Ток проводимости, ток переноса, ток смещения, ток в вакууме и полупроводниках. Зависимость сопротивления от температуры. Явления, сопровождающие электрический ток. Основные параметры, характеризующие электрический ток.

4

2. Характеристики электрического поля. Формы существования материи. Характеристики электрического поля: напряженность, потенциал, напряжение. Закон Кулона, теорема Гаусса. Потенциал и электродвижущая сила. Мощность. Энергетическая и силовая характеристики электрического поля.

Самостоятельная работа обучающихся

10

Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока

Содержание учебного материала

68

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Простые и сложные цепи постоянного тока. ЭДС, мощность, КПД цепи, режимы работы цепи. Закон Джоуля-Ленца. Режимы работы источников энергии. Способы получения, передачи и использования электрической энергии.

32

2. Расчет электрических цепей постоянного тока. Законы Ома, Кирхгофа. Неразветвленная электрическая цепь. Цепь с несколькими источниками ЭДС. Потенциальная диаграмма. Расчет проводов на нагрев.

В том числе практических и лабораторных занятий

36

1. Практическое занятие 1. Расчёт простой электрической цепи с помощью закона Ома (решение задач).

4

2. Практическое занятие 2. Расчёт параметров электрической цепи (решение задач).

2

3. Практическое занятие 3. Расчёт эквивалентного сопротивления простой цепи (решение задач).

6

4. Практическое занятие 4. Расчёт эквивалентного сопротивления цепи с преобразованием «треугольник/звезда» (решение задач).

2

5. Практическое занятие 5. Расчёт сложных электрических цепей с помощью законов Кирхгофа (решение задач).

12

6. Лабораторное занятие 1. Ознакомление с инструкцией по технике безопасности, с порядком в лаборатории и лабораторным стендом.

2

7. Лабораторное занятие 2. Зависимость напряжения и мощности источника от тока нагрузки.

2

8. Лабораторное занятие 3. Изучение закономерностей параллельного соединения сопротивлений.

2

9. Лабораторное занятие 4. Изучение закономерностей последовательного соединения сопротивлений.

2

10. Лабораторное занятие 5. Потери напряжения и мощности в линии.

2

Самостоятельная работа обучающихся

10

Тема 1.3.

Магнитное поле

Содержание учебного материала

8

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Магнитные цепи. Магнитная индукция, магнитный поток, потокосцепление. Магнитные свойства материалов. Энергия магнитного поля.

8

2. Расчет магнитных цепей. Расчет однородной и неоднородной магнитной цепи. Законы Ома и Кирхгофа для магнитных цепей.

3. Электромагнитная индукция. Закон ЭМИ. ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле. Правило Ленца. Самоиндукция, взаимоиндукция, потокосцепление. Коэффициент магнитной связи. Магнетизм и электромагнетизм в электрооборудовании.

Самостоятельная работа обучающихся

10

Тема 1.4.

Электрические цепи переменного тока

Содержание учебного материала

109

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Элементы и основные параметры переменного тока. Переменный ток. Синусоидальная ЭДС, параметры переменного тока. Действующее и среднее значение переменного тока. Цепь с активным сопротивлением. Векторное изображение переменных токов и напряжений. Цепь переменного тока с индуктивностью и емкостью. Векторное изображение.

64

2. Расчет цепей переменного тока. Векторная диаграмма. Расчет неразветвленной цепи переменного тока с R, L, C. Треугольники напряжений, сопротивлений, мощностей. Расчет разветвленной цепи с R, L, C. Треугольники токов, проводимостей, мощностей. Компенсация реактивной мощности в электрических цепях. Коэффициент мощности. Методы увеличения коэффициента мощности.

3. Резонанс в электрических цепях переменного тока. Резонанс напряжений. Условия резонанса напряжений. Резонанс токов. Условия резонанса токов. Практическое значение и использование резонансных контуров.

4. Трехфазные цепи. Получение трехфазной ЭДС. Симметричная нагрузка при соединении звездой и треугольником. Фазные и линейные токи и напряжения, соотношения между ними. Несимметричная нагрузка в трехфазной цепи, роль нулевого провода. Напряжение смещения нейтрали.

5. Переходные процессы в электрических цепях. Процесс заряда и разряда конденсатора.

В том числе практических и лабораторных занятий

45

1. Практическое занятие 6. Расчёт параметров электрических цепей переменного тока (решение задач).

4

2. Практическое занятие 7. Расчёт цепей переменного тока с R-, L- и C-элементами (решение задач).

8

3. Практическое занятие 8. Расчёт симметричной трёхфазной цепи (решение задач).

11

4. Практическое занятие 9. Расчёт несимметричной трёхфазной цепи (решение задач).

12

5. Лабораторное занятие 6. Конденсатор в цепи переменного тока. Последовательное соединение C- и R-элементов.

2

6. Лабораторное занятие 7. Реальная катушка индуктивности в цепи переменного тока. Последовательное соединение L- и R-элементов.

2

7. Лабораторное занятие 8. Последовательное соединение R-, L- и С-элементов в цепи переменного тока. Резонанс напряжений.

2

8. Лабораторное занятие 9. Исследование трёхфазной цепи при включении приёмников треугольником.

2

9. Лабораторное занятие 10. Исследование трёхфазной цепи при включении приёмников звездой. Роль нулевого провода.

2

Самостоятельная работа обучающихся

10

Тема 1.5.

Понятие, классификация и принцип действия электрических машин и трансформаторов

Содержание учебного материала

6

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Назначение, классификация, принцип действия машин постоянного и переменного тока. Синхронные и асинхронные машины. Устройство машин постоянного тока. Назначение, классификация, принцип действия и устройство трансформаторов.

6

Самостоятельная работа обучающихся

3

Раздел 2. Электроника

50/16

Тема 2.1.

Электронные приборы

Содержание учебного материала

14

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Физические основы электронных приборов, их классификация. Типы, устройство и характеристики электровакуумных приборов. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Понятие об электронной и дырочной проводимости, об основных и неосновных носителях зарядов. Электронно-дырочный (p-n) переход. Механизм образования. Равновесное состояние p-n перехода. Прямое и обратное включение.

14

2. Полупроводниковые диоды. Классификация полупроводниковых диодов. Условные графические обозначения. Маркировка полупроводниковых диодов. Точечные и плоскостные диоды.

Выпрямительные диоды, параметры диодов. Стабилитроны. Варикапы. Туннельные диоды. Фотогальванический эффект. Фотодиоды. Светодиоды. Основные характеристики и параметры, области применения.

3. Транзисторы. Биполярные транзисторы. Устройство и принцип действия. Режимы работы. Схемы включения: ОБ, ОЭ, ОК. Статические характеристики. Динамический режим и усилительные свойства. h- параметры. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы). Устройство, принцип действия, характеристики, параметры.

4. Тиристоры. Устройство, принцип действия диодного и триодного тиристоров. Вольтамперные характеристики, параметры. Условные графические обозначения тиристоров. Применение тиристоров.

5. Интегральные микросхемы (ИМС). Общие сведения о микроэлектронике. Интегральные микросхемы. Классификация ИМС по технологии изготовления, по функциональному назначению, по степени интеграции. Основные параметры ИМС.

Гибридные ИМС. Пассивные и активные элементы гибридных ИМС. Полупроводниковые ИМС. Компоненты полупроводниковых ИМС. Совмещенные интегральные микросхемы. Большие интегральные микросхемы (БИС).

6. Оптоэлектронные приборы и устройства отображения информации. Оптоэлектронные приборы, основные понятия. Типы оптронов, принцип действия. Условные обозначения. Буквенно-цифровые индикаторы: полупроводниковые, жидкокристаллические, газоразрядные.

В том числе практических и лабораторных занятий

16

1. Практическое занятие 10. Исследование выпрямительного диода.

8

2. Практическое занятие 11. Исследование биполярного транзистора.

8

Самостоятельная работа обучающихся

-

Тема 2.2.

Источники питания

Содержание учебного материала

10

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Классификация источников питания. Неуправляемые выпрямители. Классификация выпрямителей. Принцип действия однофазных выпрямителей, временные диаграммы токов и напряжений. Мостовая схема выпрямления. Трехфазные схемы выпрямления. Принцип работы, графики.

10

2. Сглаживающие фильтры. Назначение, типы сглаживающих фильтров. Индуктивные, емкостные, LC-, RC- фильтры. Схемы, принцип работы.

3. Управляемые выпрямители. Классификация, принцип действия управляемых выпрямителей на примере однофазной схемы на тиристоре. Временные диаграммы. Особенности трехфазных управляемых выпрямителей.

4. Стабилизаторы напряжения и тока. Классификация стабилизаторов. Принцип действия и параметры стабилизаторов.

Самостоятельная работа обучающихся

1

Тема 2.3.

Усилители и генераторы

Содержание учебного материала

10

ОК 01, ОК 02, ОК 05,

ОК 09, ПК 1.1,

ПК 1.2, ПК 2.1,

ПК 3.1, ПК 3.2

1. Усилители. Назначение, классификация. Параметры и характеристики усилителей. Обратная связь в усилителях. Режимы работы усилительного элемента. Питание усилителей. Стабилизация режима работы усилительного каскада по постоянному току. Усилители низкой частоты (УНЧ). Усилители постоянного тока (УПТ).

10

2. Генераторы гармонических колебаний. Назначение и классификация генераторов гармонических (синусоидальных) колебаний. Структурная схема инвертора. Режимы работы генераторов.

Самостоятельная работа обучающихся

-

Промежуточная аттестация

6

Всего:

295

Результаты обучения²

Критерии оценки

Методы оценки

Знания:

• методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

• основные законы электротехники;

• способы получения, передачи и использования электрической энергии;

• характеристики и параметры электрических и магнитных полей;

• основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках, и их свойства;

• параметры электрических схем;

• принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;

• принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

• классификацию электронных приборов, их устройство и область применения;

• классификация, устройство и принципы работы различных источников питания.

«отлично»:

обучающийся показывает глубокое и полное знание и понимание всего объёма программного материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, явлений и закономерностей, теорий, взаимосвязей; умеет составить полный и правильный ответ на основе изученного материала; выделять главные положения, самостоятельно подтверждать ответ конкретными примерами, фактами; самостоятельно и аргументировано делать анализ, обобщения, выводы.

«хорошо»:

обучающийся показывает знания всего изученного программного материала. Даёт полный и правильный ответ на основе изученных теорий; незначительные ошибки и недочёты при воспроизведении изученного материала, определения понятий дал неполные, небольшие неточности при использовании научных терминов или в выводах и обобщениях из наблюдений и опытов; материал излагает в определенной логической последовательности, при этом допускает одну негрубую ошибку или не более двух недочетов и может их исправить самостоятельно при требовании или при небольшой помощи преподавателя; в основном усвоил учебный материал; подтверждает ответ конкретными примерами; правильно отвечает на дополнительные вопросы; умеет самостоятельно выделять главные положения в изученном материале; на основании фактов и примеров обобщать, делать выводы, устанавливать внутрипредметные связи.

«удовлетворительно»: обучающийся показывает освоение содержания учебного материала, но имеет пробелы в усвоении материала, материал излагает несистематизированно, фрагментарно, не всегда последовательно; показывает недостаточную сформированность отдельных знаний; выводы и обобщения аргументирует слабо, допускает в них ошибки, обучающийся допустил ошибки и неточности в использовании научной терминологии, определения понятий дал недостаточно четкие;

«неудовлетворительно»: обучающийся не усвоил и не раскрыл основное содержание материала; не делает выводов и обобщений, не знает и не понимает значительную или основную часть программного материала в пределах поставленных вопросов или допускает более двух грубых ошибок, которые не может исправить.

Текущий контроль:

экспертная оценка выполнения лабораторных работ и на опросах.

Промежуточная аттестация

Умения:

• рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;

• снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами;

• собирать электрические схемы;

• читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;

• применять электронные компоненты при составлении электрических схем;

• работать с современной элементной базой электронной аппаратуры.

«отлично»:

обучающийся показывает глубокое и полное понимание всего объёма программного материала для демонстрации конкретных умений;

«хорошо»:

обучающийся показывает понимание всего изученного программного материала, однако допускает незначительные ошибки и недочёты при демонстрации умений, но может их исправить самостоятельно при требовании или при небольшой помощи преподавателя;

«удовлетворительно»:

обучающийся показывает освоение содержания учебного материала, но имеет проблемы при демонстрации умений, может исправить ошибки только при помощи преподавателя;

«неудовлетворительно»: обучающийся не усвоил основное содержание материала, не может продемонстрировать конкретные умения или допускает более двух грубых ошибок, которые не может исправить.

Текущий контроль:

экспертная оценка выполнения лабораторных работ и на опросах.

Промежуточная аттестация