Типова навчальна програма електротехніка з оснвами промислової електроніки для професійно-технічних навчальних закладів пояснювальна записка
| Вид материала | Документы |
- Програма для професійно-технічних навчальних закладів Пояснювальна записка, 387.23kb.
- Програма для професійно-технічних навчальних закладів пояснювальна записка, 340.26kb.
- Навчальна програма нормативної дисципліни для учнів загальноосвітніх, професійно-технічних, 758.24kb.
- Результати моніторингу діяльності професійно-технічних навчальних закладів Закарпатської, 172.17kb.
- Програма для професійно-технічних навчальних закладів України Пояснювальна записка, 578.72kb.
- Інформація щодо спільної роботи професійно-технічних навчальних закладів та вищих навчальних, 96.29kb.
- Типова навчальна програма нормативної дисципліни «цивільний захист» для вищих навчальних, 416.75kb.
- Типова навчальна програма нормативної дисципліни «цивільний захист» для вищих навчальних, 415.29kb.
- Типова навчальна програма нормативної дисципліни «безпека життєдіяльності» для вищих, 306.67kb.
- Навчальна програма академічний рівень м. Маріуполь 2010р. Пояснювальна записка, 549.63kb.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Науково-методичний центр професійно-технічної освіти
ТИПОВА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА
ЕЛЕКТРОТЕХНІКА
З ОСНВАМИ ПРОМИСЛОВОЇ
ЕЛЕКТРОНІКИ
Для професійно-технічних навчальних закладів
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
Електрична енергія знаходить найширше і різнобічне застосування в різних галузях промислового і сільськогосподарського виробництва, транспорту, зв’язку, побутової техніки тощо. Розвиток електроенергетики - основна умова науково-технічного і соціального прогресу суспільства. Виконання цієї умови потребує подальшого підвищення рівня професійної підготовки кваліфікованих робітників.
У зв’язку з вище сказаним, предмет “Електротехніка з основами промислової електроніки” має бути основною електротехнічною підготовкою робітників, що передбачає вивчення питань теорії та практики використання різного електрообладнання та приладів радіоелектроніки, а також повинен бути обов’язковим компонентом загальнотехнічної підготовки, що є, в свою чергу, складовою професійної освіти.
Програма з предмета “Електротехніка з основами промислової електроніки” призначена для підготовки кваліфікованих робітників в професійно-технічних навчальних закладах майже з усіх професій, де цей предмет передбачається загальнотехнічною підготовкою. Вона передбачає орієнтовну навчальну програму теоретичної підготовки і лабораторно-практичних робіт та діапазон годин на їх висвітлення за трьома напрямами підготовки:
І напрям (130- 155 години) - підготовка учнів на базі повної загальної середньої освіти та на базі базової та повної загальної середньої освіти за професіями електротехнічного та радіотехнічного профілю;
ІІ напрям (80 - 110 години) - підготовка учнів на базі повної загальної середньої освіти та на базі базової загальної середньої освіти за професіями енергетичного, машинобудівного, металообробного та інших профілей промисловості;
ІІІ напрям (55 - 34 - 25 години) - підготовка учнів на базі повної загальної середньої освіти та на базі базової загальної середньої освіти за професіями всіх інших профілей в обсязі необхідного мінімуму знань з основ електротехніки для подальшого застосування їх в засвоєнні професійних знань.
У залежності від специфіки конкретної професії за рішенням методичної комісії навчального закладу визначається кількість годин на вивчення тем теоретичного навчального матеріалу та лабораторно-практичних робіт.
Відгуки, зауваження і пропозиції з питання покращення програми просимо надсилати за адресою: 04070, Київ-70 вул. Сагайдачного, 37 Науково-методичний центр професійно-технічної освіти.
НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА
| № п/п | Назва теми | Кількість годин | |||||
| І | ІІ | ІІІ | |||||
| | | Всього | В т.ч. л.-п. роб. | Всього | В т.ч. л.-п. роб. | Всього | В т.ч. л.-п. роб. |
| 1 | Вступ | 2 - 2 | | 2 - 2 | | 1 - 1- 1 | |
| 2 | Основи електростатики | 4 - 4 | | 4 - 4 | | 4 - 2 -2 | |
| 3 | Постійний струм та кола постійного струму | 10 - 8 | 2 - 0 | 6 - 5 | | 4 - 4- 4 | |
| 4 | Електромагнетизм | 10 - 9 | | 7 - 4 | | 3 - 3- 2 | |
| 5 | Змінний струм та кола змінного струму | 24 - 16 | 4 - 2 | 12 - 8 | 2 - 2 | 7 - 4- 3 | |
| 6 | Електричні та радіотехнічні вимірювання. Електровимірювальні прилади. | 16 - 12 | 4 - 2 | 10 - 6 | 2 - 0 | 4 - 4- 2 | |
| 7 | Трансформатори | 9 - 9 | | 7 - 5 | | 4 - 2- 2 | |
| 8 8.1 8.2 | Електричні машини: Електричні машини змінного струму Електричні машини постійного струму | 12 - 10 10 - 8 | 2 - 2 2 - 2 | 8 - 6 6 - 4 | 2 - 0 - | 6 - 4- 2 4 - 3- 2 | |
| 9 | Електричні апарати | 6 - 4 | | 4 - 4 | | 4 - 2- 2 | |
| 10 | Електровакуумні прилади | 6 - 4 | | 4 - 2 | | | |
| 11 | Іонні (газорозрядні) прилади | 4 - 4 | 2 - 0 | 4 - 2 | | | |
| 12 | Напівпровідникові прилади | 8 - 6 | 2 - 0 | 6 - 4 | | 4 - 0- 0 | |
| 14 | Інтегральні мікросхеми | 6 - 6 | | 6 - 4 | | 4 - 0- 0 | |
| 15 | Випрямлячі змінного струму | 4 - 4 | | 4 - 4 | | | |
| 16 | Електронні підсилювачі | 4 - 4 | | 4 - 2 | | | |
| 17 | Генератори коливань високої частоти | 4 - 4 | | 2 - 2 | | | |
| 18 | Використання електронних схем в системах автоматики | 4 - 4 | | 4 - 2 | | | |
| 19 | Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії | 4 - 4 | | 2 - 2 | | 2 - 1- 1 | |
| 20 | Основні відомості про електробезпеку | 4 - 4 | | 4 - 4 | | 4 - 4- 2 | |
| | Всього | 155 -130 | | 110 - 80 | | 55 - 34- 25 | |
ЗМІСТ ПРОГРАМИ
Тема № 1 Вступ.
Коротка характеристика і зміст предмета “Електротехніка з основами промислової електроніки”. Зв’язок цього предмета з іншими предметами (математика, фізика, хімія). Значення електротехнічної підготовки для кваліфікованих робітників різноманітних професій. Розвиток енергетики, електротехніки та електроніки в Україні.
Тема № 2. Електричні кола постійного струму.
Силові та еквіпотенціальні лінії електричного поля. Простіші електричні поля: поле точкового заряду, поле зарядженої осі, поле між двома паралельними пластинами. Силова взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона. Напруженість, потенціал і робота електричного поля.
Потік вектора через елемент поверхні і потік вектора через поверхню. Поляризація речовин. Вектор електричного зміщення (індукція). Теорема Гауса.
Провідники і діелектрики в електричному полі. Електрична ємність. Ємність плоского конденсатора і блоку конденсаторів. Типи конденсаторів та їх застосування.
Тема № 3 Постійний струм та кола постійного струму.
Струм та щільність струму. Резистори, величина їх опору і його залежність від температури.
Теплова дія струму. Закони Ома і Джоуля-Ленця. Нагрівання проводів. Максимально припустимий (номінальний) струм у проводі. Вибір перерізу проводу в залежності від максимально припустимого струму у проводі.
Джерела постійного струму, їх електрорушійна сила, внутрішній опір, напруга на затискачах, зображення на схемах.
Кола постійного струму: паралельне, послідовне та змішане з’єднання елементів. Закон Ома для повного кола. Закони Кірхгофа. Основні методи розрахунку кіл постійного струму (метод контурних струмів, метод вузлових потенціалів, метод еквівалентного джерела). Втрата напруги у проводах. Розрахунок перерізу проводів по заданій величині максимально припустимої втрати напруги.
Поняття про нелінійні кола постійного струму.
Тема № 4. Електромагнетизм.
Простіші магнітні поля: магнітне поле провідника із струмом, соленоїда та постійного магніта.
Основні характеристики магнітного поля: напруженість, магнітна індукція, магнітний потік, магнітна проникність.
Парамагнітні, діамагнітні та феромагнітні матеріали. Намагнічування тіл. Явище гістерезису. Електромагніти.
Закон повного струму. Магнітний опір. Розрахунок магнітних кіл.
Провідник із струмом в магнітному полі. Взаємодія паралельних провідників зі струмом. Явище електромагнітної індукції, її практичне використання (поняття про трансформатор). Індуктивність. Розрахунок індуктивності котушки без осереддя. Розрахунок індуктивності котушки без осереддя. Поняття про індуктивність котушки з осереддям.
Самоіндукція, величина та напрями електрорушійної сили самоіндукції. Взаємоіндукція. Взаємна індуктивність. Вихрові струми та їх використання.
Тема № 5 Змінний струм та кола змінного струму.
Синусоїдальний змінний струм. Отримання змінного струму. Графічне зображення змінного струму. Період і частота. Кутова частота. Фаза, зсув фаз. Векторне зображення змінного струму та напруги.
Активний опір провідників. Коло змінного струму з активним опором; графіки і векторна діаграма струму і напруги; закон Ома. Кола змінного струму з індуктивністю; індуктивний опір; графіки і векторно-діаграма струму і напруги; закон Ома. Ємність у колі змінного струму; ємнісний опір; графіки і векторна діаграма струму і напруги; закон Ома.
Послідовне, паралельне та змішане з’єднання однотипних елементів кіл змінного струму. Послідовне й паралельне з’єднання активного, індуктивного та ємнісного опорів. Еквівалентний опір та еквівалентна провідність кіл, їх активна і реактивна складові. Трикутники опорів і векторні діаграми. Активна, реактивна та повна потужності в колі змінного струму. Трикутник потужностей, коефіцієнт потужності.
Послідовне і паралельне з’єднання індуктивності та ємності. Резонанси напруг і струмів, векторні діаграми. Частотні та енергетичні характеристики резонансних кіл.
Синусоїдальні струми і напруги у комплексній формі, опори, провідність: потужність в комплексній формі. Розрахунок електричних кіл змінного струму з використанням комплексних чисел.
Поняття про несинусоїдальний змінний струм та про нелінійні кола змінного струму.
Трифазна система змінного струму, її графічне зображення та векторні діаграми. З’єднання обмоток генератора і споживача зіркою та трикутником. Кількісне співвідношення між фазними і лінійними струмами й напругами при з’єднанні зіркою і трикутником. Рівномірне й нерівномірне, симетричне й несиметричне навантаження, роль нульового проводу. Активна, реактивна й повна потужності у трифазній мережі.
Тема № 6. Електричні та радіотехнічні вимірювання. Електровимірювальні прилади.
Значення й роль електричних та радіотехнічних вимірювань. Методи й похибки вимірювань. Клас точності приладів. Класифікація електровимірювальних приладів. Будова та принцип роботи вимірювальних приладів магнітноелектричної, електромагнітної, електродинамічної, індукційної, цифрової та інших систем. Шкали приладів. Чутливість приладів.
Вимірювання струму та напруги. Схеми включення амперметра і вольтметра. Розрахунок шунтів та додаткових опорів. Вимірювання опорів. Вимірювальні мостові схеми та омметри. Вимірювання опорів ізоляції проводів.
Вимірювання потужності і енергії. Схеми включення ватметрів та лічильників.
Вимірювання потужності у три- та чотирипровідній трифазній мережі змінного струму. Вимірювання коефіцієнта потужності. Вимірювання індуктивності та ємності. Частоміри.
Вимірювання неелектричних величин за допомогою електровимірювальних приладів. Основні типи чутливих елементів, їх статичні характеристики й чутливість.
Тема № 7. Трансформатори.
Принцип дії та будова трансформаторів. Коефіцієнт трансфор- мації. Режим роботи трансформатора: режим холостого ходу, режим короткого замикання, режим навантаження. Коефіцієнт корисної дії трансформатора. Коефіцієнт навантаження. Векторні діаграми при різноманітних режимах роботи трансформатора, витрати потужності. Використання трансформаторів при передачі електроенергії на великі відстані. Вимірювальні трансформатори.
Трифазні трансформатори. Групи з’єднання обмоток. Паралельна робота трансформаторів.
Автотрансформатори, будова, принцип дії, основні характеристики автотрансформаторів та області застосування.
Зварювальні трансформатори. Магнітні підсилювачі.
Тема № 8. Електричні машини.
8.1. Електричні машини змінного струму.
Обертове магнітне поле. Принцип дії та будова асинхронних двигунів короткозамкненим та фазним роторами. Синхронна швидкість обертання магнітного поля. Ковзання. Обертовий момент. Коефіцієнт корисної дії. Механічна характеристика асинхронного двигуна. Способи реверсування. Регулювання швидкості обертання асинхронних машин. Область застосування асинхронних електричних машин.
Принцип дії та будова синхронних електричних машин змінного струму. Обертовий момент. Коефіцієнт корисної дії. Зовнішня й регулювальна характеристики. Пуск в хід, реверсування та регулювання швидкості обертання синхронних машин. Оберненість синхронних електричних машин.
Синхронні генератори, синхронні компенсатори. Синхронні двигуни трифазні та однофазні.
8.2. Електричні машини постійного струму.
Принцип дії й будова генератора постійного струму. Електрорушійна сила. Реакція якоря. Комутація струму. Додаткові полюси. Способи збудження: незалежне, послідовне, паралельне, змішане. Основні характеристики генератора постійного струму. Паралельна робота генераторів.
Принцип дії та будова двигуна постійного струму. Протиелектрорушійна сила якоря. Обертовий момент. Двигуни з паралельним, послідовним та змішаним збудженням. Схеми включення, пуск, регулювання швидкості обертання двигунів, їх реверсування.
Втрати та коефіцієнт корисної дії машин постійного струму. Оберненість машин постійного струму. Використання машин постійного струму. Обертальні перетворення.
Тема № 9. Електричні апарати.
Загальні відомості про електричні апарати.
Рубильники, вимикачі, перемикачі.
Запобіжники.
Автоматичні вимикачі.
Електромагнітні виконавчі пристрої.
Електромагнітні контактори та пускачі. Безконтактні контактори.
Електричні реле.
Тема № 10. Електровакуумні прилади.
Фізичні основи електроніки.
Катоди електровакуумних приладів. Типи та властивості катодів електровакуумних приладів. Конструкція катодів. Катоди прямого та непрямого (посереднього) розжарювання.
Приймально-підсилюючі лампи. Діоди, триоди, тетроди, гентоди. Комбіновані та багатосіткові лампи. Їх будова, призначення електродів, схема включення, характеристики та параметри. Основні типи приймально-підсилюючих ламп, їх маркування, цокольовка.
Генераторні лампи. Типи генераторних та модуляторних ламп, їх маркування. Лампи малої, середньої та великої потужності. Конструктивні особливості та область застосування генераторних ламп.
Електронно-променеві трубки (ЕПТ). Їх класифікація, будова та принцип роботи. Осцилографічні ЕПТ, кінескопи, передавальні ЕПТ, їх маркування та область застосування.
Осцилограф, структурна схема осцилографа та принцип роботи.
Тема № 11. Іонні (газорозрядні) прилади.
Електричні явища та носії заряду в газах. Тліючий та дуговий розряд, їх використання в газорозрядних приладах. Основні види газорозрядних приладів; неонова лампа, тиранерон, стабілітрон тощо. Лампи розжарювання, газорозрядні джерела світла, їх будова, принцип роботи, призначення та правила газорозрядних приладів, маркування.
Тема № 12. Напівпровідникові прилади.
Електричні властивості напівпровідників. Електронна та діркова електропровідність. Домішковий та тепловий характер провідності.
Напівпровідниковий терморезистор, вольт амперна й температурна характеристики.
Електронно-дірковий перехід та його властивості. Напівпровідникові діоди, вольт-амперні характеристики в прямому й зворотному включенні.
Транзистори, основні схеми включення із загальною базою та загальним емітером. Вхідні та вихідні характеристики, коефіцієнт підсилення. Біполярні та польові транзистори.
Тиристори, їх різновиди, особливості, параметри.
Маркування напівпровідникових приладів, області застосування.
Тема № 13. Оптоелектронні пристрої.
Визначення оптоелектроніки.
Фоторезистори, їх умовне позначення та схема включення. Темновий опір, темновий струм. Світловий струм та опір освітленого фоторезистора. Сила фотоструму. Питома чутливість фоторезистора. Основні характеристики.
Фотоелементи з зовнішнім фотоефектом. Будова, умовне позначення та схема включення. принцип дії. Основні параметри та основні характеристики фотоелементів.
Фотоелектронні помножувачі (ФЕП). Однокаскадні та багатокаскадні ФЕП. Будова та схема включення. Принцип дії. Основні параметри, що характеризують фотопомножувачі.
Фотодіоди, фототранзистори, фототиристори. Будова, принцип дії. Основні характеристики та параметри.
Позитивні якості фототиристорів.
Маркування оптоелектронних пристроїв, область їх застосування.
Тема № 14. Інтегральні мікросхеми (ІМС).
Визначення інтегральних мікросхем. Елементи ІМС, компоненти ІМС.
Основні параметри ІМС.
Інтегральні цифрові та інтегральні аналогові мікросхеми.
Гібридні інтегральні мікросхеми.
Конструкція ІМС: підкладки, пасивні частини, навісні елементи; корпус. Плівкові резистори, плівкові конденсатори, тонкоплівкові індуктивності. Активні елементи гібридних ІМС.
Напівпровідникові ІМС. Особливості їх конструкції.
Великі інтегральні схеми (ВІС). Конструкція комутаційної плати гібридної ВІС.
Тема № 15. Випрямлячі змінного струму.
Призначення та принцип дії випрямляча. Типи вентилів, що застосовуються у випрямлячах різноманітної потужності. Функціональна схема випрямляча.
Схеми випрямлення: однонапівперіодна, двонапівперіодна (з середньою точкою, мостова) трифазна. Графічне зображення випрямленого струму. Згладжувальні фільтри: їх схеми та принцип дії.
Стабілізація напруги та струму: параметричні стабілізатори, компенсаційні стабілізатори. Структурні схеми компенсаційних стабілізаторів. Основні показники стабілізаторів.
Тема № 16. Електронні підсилювачі.
Призначення підсилювачів. Види підсилювачів у залежності від смуги частот, в якій вони працюють. Однокаскадні та багатокаскадні підсилювачі.
Основні параметри підсилювачів: коефіцієнт підсилення (за струмом, за напругою, за потужністю), вхідний і вихідний опори, вихідна потужність, коефіцієнт корисної дії, чутливість, смуга пропускання, рівень власних завад, дробовий ефект, динамічний діапазон амплітуд. Амплітудна характеристика. амплітудно-частотна характеристики ПНЧ.
Зменшення спотворень у підсилювачах за допомогою негативного зворотного зв’язку. Структурна схема підсилювача зі зворотнім зв’язком. Порівняння амплітудно-частотних характеристик без негативного зворотного зв’язку та з негативним зворотним зв’язком. Фактор зворотного зв’язку.
Тема № 17. Генератори коливань високої частоти.
Генератори гармонічних коливань високої частоти.
Електрична схема трансформаторного L-C-генератора.
Генератори прямокутних імпульсів: мультивібратори, шригери, їх схеми, графічне зображення прямокутних імпульсів, їх основні характеристики (тривалість імпульсу Ti, тривалість паузи Tп, період повторення Т, шпаруватість Q ).
Генератори пилкоподібних імпульсів. Схема та часова діаграма роботи генератора пилкоподібних імпульсів на неоновій лампі.
Поняття про амплітудну, частотну та широкоімпульсну модуляції.
Тема № 18. Використання електронних схем в системах автоматики.
Значення автоматики для розвитку всіх галузей народного господарства. Поняття про системи автоматичного регулювання. Контроль якості виробів за допомогою електронних пристроїв. Поняття про телеуправління. Програмне управління виробничими процесами.
Блок-схема однієї з автоматичних систем з електронним пристроєм (на прикладі галузі виробництва, для якої здійснюється підготовка робітників).
Поняття про електронні обчислювальні машини. Можливість використання електронних обчислювальних машин для управління технологічними процесами.
Тема № 19. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії.
Виробництво і споживання електричної енергії як єдиний процес. Електроенергетичні системи.
Електричні станції. Порівняльні техніко-економічні характеристики теплових, гідравлічних і атомних електростанцій.
Електричні мережі. Кабельні і повітряні лінії електропередач. Способи втрат потужності при передачі електричної енергії.
Електропостачання промислових та електротранспортних підприємств. Трансформаторні підстанції і розподільчі пункти. Тягові підстанції. Типи споживачів електричної енергії. Категорії споживачів, споживання.
Тема № 20. Основні відомості про електробезпеку.
Дія електричного струму на організм людини. Перша допомога при враженні людини електричним струмом.
Аналіз небезпеки електричних мереж.
Технічні способи і засоби захисту від враження електричним струмом. Захисні заземлення, занулення, вирівнювання потенціалів, роздільні трансформатори.
Поняття про ПТБ та ПТЕ.
Додаток: Перелік рекомендованих лабораторних робіт.
Додаток
Перелік рекомендованих лабораторних робіт*
Тема № 3 Постійний струм та кола постійного струму.
1. Дослідження кіл з послідовним, паралельним та змішаним з’єднанням.
Тема № 5 Змінний струм та кола змінного струму.
1. Перевірка закону Ома при послідовному з’єднанні активного, індуктивного та ємнісного опорів. Отримання резонансів напруг.
2. Паралельне з’єднання індуктивного та ємнісного опорів. Отримання резонансів струмів.
Тема № 6. Електричні та радіотехнічні вимірювання. Електровимірювальні прилади.
1. Вимірювання величини опору за допомогою тестера та універсального моста.
2. Вимірювання різноманітних величин елементів (за завданням викладача) цифровим вимірювальним приладом.
Тема № 8. Електричні машини.
1. Визначення початків та закінчення фаз обмоток асинхронного електродвигуна змінного струму.
2. Робота з електродвигуном постійного струму паралельного та змішаного збудження (за завданням викладача).
Тема № 12. Напівпровідникові прилади.
1. Зняття та аналіз характеристик напівпровідникових триодів (транзисторів)
______________________________________________________
*) Лабораторні роботи проводяться за вибором викладача в залежності від можливостей професійно-технічного навчального закладу та галузі підготовки учнів.
Література.
1. Атабеков В.Б. Монтаж електричних мереж і силового електроустаткування. - К.: Вища школа, 1995.
2. Анисимов М.В. Радіоелектроніка. Лабораторний практикум. - К.: Вища школа, 1995.
3. Бондар В.М., Шаповаленко О.Г. Монтаж освітлювальних, силових мереж і електроустаткування. - К.: Вища школа, 1995.
4. Анисимов М.В. Електротехніка з основами промислової електроніки. Лабораторний практикум. - К.: Вища школа, 1997.
5. Бондар В.М., Гаврилюк В.А., Духовний А.Х., Павлишин М.М., Печеник М.В. Практична електротехніка. - К.: Веселка, 1997.
6. Принц М.В., Цимбалістий В.М. Силове електрообладнання (з основами знань електроніки). - К.: ІЗМН, 1998.
7. Смердов А.А., Дяденко М.С., Зайчук В.О., Закалик Л.І., Зіньковський Ю.Ф. Мікроелектроніка: прилади, матеріали, технологія. - К.: ГАЛА, 1998.
8. Гуржій А.М., Бойкова В.О., Поворознюк Н.І. Електротехніка з основами промислової електроніки. - К.: Форум.
9. Поворознюк Н.І., Гуржій А.М., Шаповаленко О.Г. Електричні і радіотехнічні вимірювання. - К.: Форум.
10.Попов Ю.П., Шовкошитний І.І. Основи електротехніки, радіо та мікроелектроніки. - Л.: Оріяна-Нова,2001.
11. Цимбалістий В.М., Принц М.М. Освітлювальне і силове електроустаткування. Монтаж і обслуговування. - Л.: Світ.