ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КУЛЕБАКСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

РАССМОТРЕНО И «УТВЕРЖДАЮ»

ОДОБРЕНО НА ЗАСЕДАНИИ ЗАМ. ДИРЕКТОРА СПО

КОМИССИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ___________ Н.Б. Белова

цИКЛА СПЕЦИАЛЬНОСТИ. 270843

ПРОТОКОЛ № _____ ОТ __________

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ ЦИКЛОВОЙ

КОМИССИИ _______

ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Электротехнические материалы»

Для специальности СПО 270843 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий

2013г.

Программа «Электротехнические материалы» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 270843 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий

Организация-разработчик:_Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Кулебакский металлургический колледж»

Разработчики:

___________________ Киселева Мария Андреевна -преподаватель КМК

^{Ф.И.О., ученая степень, звание, должность,}

^©

^©

^©

СОДЕРЖАНИЕ

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

стр.

4

2. СТРУКТУРА и содержание учебной дисциплины

6

3 условия реализации программы

17

4 Контроль и оценка результатов освоения ПРОГРАММЫ

19

1. паспорт ПРОГРАММЫ

«ЭЛЕКТРотехниЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ»

1.1. Область применения программы

Программа учебной дисциплины является частью рабочей основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности (специальностям) СПО:

270843 Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий Программа учебной дисциплины может быть использована в профессиональной подготовке по специальности: «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий». Программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной подготовке работников в электротехнической области при наличии среднего (полного) общего образования; опыт работы не требуется

1.2. Место учебной дисциплины в структуре ОПОП

Дисциплина относится к общепрофессиональному циклу

1.3. Цели и задачи учебной дисциплины:

1. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

уметь:

• определять электрические характеристики твёрдых диэлектриков;

• определять электрическую прочность диэлектрических материалов (твёрдых, жидких, газообразных)

В результате освоения дисциплины обучающийся должен

знать:

• характеристики сталей, чугуна и область их применений;

• механические характеристики основных электротехнических материалов;

• электрические характеристики диэлектриков;

• механические, электрические свойства материалов высокой проводимости и с большим удельным сопротивлением;

• устройство контактов и требования, предъявляемые к ним;

• электрические характеристики твёрдых диэлектриков изоляционных масел;

• электрические характеристики полимерный, поликонденсационных диэлектриков, компаундов, волокнистых и минеральных диэлектриков;

• свойства и применение резины в электротехнической промышленности;

• электрические и механические характеристики фарфора и стекла;

• основные свойства полупроводниковых материалов и полупроводниковые материалы;

• характеристики электротехнической стали;

• назначение, маркировку, материалы токоведущих жил проводов и кабелей;

• конструктивное исполнение силовых и контрольных кабелей;

• функциональное назначение элементов изоляции

1.4. Количество часов на освоение программы учебной дисциплины:

Электротехнические материалы

всего - 90 часов, в том числе:

максимальной учебной нагрузки обучающегося - 90 часов, включая:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося - 60 час;

самостоятельной работы обучающегося - 30 часов;

2. структура и содержание учебной дисциплины

2. 2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

90

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

60

в том числе:

лабораторные занятия

16

контрольные работы

1

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

30

Итоговая аттестация в форме - экзамен

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины

Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

ОП.07.

Электротехнические

материалы

44+16+30

Введение

Краткая характеристика дисциплины «Электротехнические материалы», ее цели и задачи.

Краткий обзор развития производства электротехнических материалов.

Приоритетные направления в области повышения качества электротехнических материалов.

Классификация электротехнических материалов

2

1

Раздел 1

Основы металловедения

4

Тема 1.1.

Строение и свойства металлов и сплавов

Содержание

2

1

1.

Понятие о металловедении. Структура металлов.

Типы кристаллических решёток, дефекты их строения.

Процесс кристаллизации чистых металлов и сплавов. Кривые нагревания и охлаждения чистого железа, критические точки.

Классификация сплавов и их свойства. Понятие о диаграмме состояния сплавов.

Связь между структурой сплава и его механическими, физическими и технологическими свойствами

Тема 1.2

Сплавы железа с углеродом

Содержание

2

1

1.

Сплавы железа. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов и их свойства. Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны. Обзор современных способов получения чугуна и стали. Влияние содержания углерода на структуру и свойства стали. Классификация сталей по назначению. Легированные стали, их назначение и применение. Маркировка легированных сталей. Легированные стали с особыми свойствами и их применение. Чугун, его свойства. Влияние примени на структуру и свойства чугуна. Серые и белые чугуны, их свойства и область применения.

Твёрдые сплавы, их свойства и применение

Раздел 2

Основные характеристики электротехнических материалов

Тема 2.1.

Механические характеристики

Содержание

2

1

1

Прочность при растяжении, сжатии и изгибе. Ударная вязкость. Вибропрочность. Стандартные образцы, устройства и Способы испытаний

Тема 2.2

Электрические характеристики

Содержание

2

1

1

Электропроводность и факторы, влияющие на проводимость. Удельное сопротивление (р). Единицы измерения. Температурный коэффициент удельного сопротивления и его физический смысл. Диэлектрическая проницаемость (Ɛ). Поляризация диэлектриков и её разновидности. Тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ). Электрическая прочность диэлектрических материалов. Способы и устройства для испытаний

Лабораторные занятия

4

2

1

Определение удельных электрических сопротивлений твердых диэлектриков

2

Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь

Тема 2.3

Тепловые и физико - химические характеристики

Содержание

2

1

1

Тепловые характеристики: температура плавления!, вспышки и размягчения материалов, теплостойкость, морозостойкость, температурные коэффициенты.

Физико-химические характеристики: кислотное число, вязкость, влагостойкость и химическая стойкость материалов. Способы и устройства для испытаний

Раздел 3

Проводниковые материалы

Тема 3.1.

Проводниковые материалы высокой проводимости

Содержание

2

1

1

Проводниковая медь. Получение меди. Физические, механические и электрические свойства мягкой и твёрдой меди. Марки меди по ГОСТу. Применение меди. Сплавы меди, бронзы и латуни. Свойства и применение.

Марки по ГОСТу. Алюминий. Получение алюминия. Физические, механические и электрические свойства мягкого и твёрдого алюминия. Марки алюминия по ГОСТу и его применение. Биметаллические и сталеалюминиевые провода, их свойства и применение. Серебро. Электрические свойства серебра и его применение. Свинец, его свойства и применение

Тема 3.2.

Проводниковые материалы с большим удельным сопротивлением

Содержание

2

1

1

Вольфрам, манганин, консганган, нихром, фехраль: свойства, марки по ГОСТу и применение в электротехнических приборах

Тема 3.3

Контакты, контактные материалы, припои и флюсы

Содержание

2

1

1

Определение контакта. Разновидности контактов: неподвижные, разрывные, скользящие.

Устройство контактов и требования, предъявляемые к ним. Материалы и сплавы, применяемые для различных контактов.

Назначение припоев.

Технические требования, предъявляемые к пайке и припоям. Классификация припоев по температуре плавления.

Металлы и сплавы, применяемые в припоях. Маркировка припоев. Условия и факторы, влияющие на выбор марки припоя. Флюсы. Назначение и требования, предъявляемые к ним, маркировка флюсов.

Методика подбора флюса при пайке. Требования техники безопасности при выполнении пайки

Тема 3.4

Металлокерамические, электроугольные материалы и изделия

Содержание

2

1

1

Общие сведения о порошковой металлургии.

Компоненты металлокерамических изделий, способы получения и применение.

Компоненты электроугольных изделий.

Физические, механические, электрические свойства и применение изделий

Раздел 4

Диэлектрические материалы

Тема 4.1.

Электропроводимость и пробой твёрдых, жидких я газообразных диэлектриков

Содержание

2

1

1

Назначение электроизоляционных материалов, их классификация.

Физико-химическая сущность проводимости и пробоя твёрдых диэлектриков. Факторы, способствующие объёмной и поверхностной проводимости.

Электрический и тепловой пробой. Физико-химическая сущность проводимости и пробоя жидких диэлектриков. Нефтяные и электроизоляционные? масла, технология их получения.

Классификация, электрические характеристики трансформаторного, кабельного и конденсаторного масел. Методы очистки масел от воды и их сушка. Синтетические жидкие диэлектрики, свойства и применение совола, совтола и гексода.

Роль газообразных диэлектриков в электротехнических установках и их электрические характеристики. Электропроводность газов. Вольт-амперная характеристика.

Пробой газов в однородном и неоднородном электрическом поле.

Типы электродов, создающие однородные и неоднородные электрические поля.

Применение газообразных диэлектриков (воздух, азот, водород, элегаз, фреон) в электротехнических устройствах

Лабораторные занятия

12

2

3

Определение электрической прочности твердых диэлектриков

4

Определение электрической прочности жидких диэлектриков

5

Определение электрической прочности воздуха

Тема 4.2.

Твердые полимеризационные диэлектрики

Содержание

2

1

1

Значение полимеров в промышленности. Основные определения и свойства полимеров. Сущность полимеризации. Полистирол, полиэтилен, полиуретан, поливинилхлорид, поливинилхлоридный пластикат. Исходные материалы и технология получения конечного продукта- Электрические, механические я тепловые характеристики. Основные свойства и применение

Тема 4.3

Твердые поликонденсационные диэлектрики

Содержание

2

1

1

Фенолформальдегидные, глифталевые, полиэтилентерефталашые, эпоксидные диэлектрики. Получение, свойства; и применение в электроизоляционной технике.

Природные смолы к битумы, их применение. Перспективы развития производства и повышения качества синтетических диэлектриков

Тема 4.4

Нагревостойкие высокополимерные диэлектрики

Содержание

2

1

1

Кремнийорганические, полиамидные диэлектрики и фторопласт, их получение, свойства и применение. Физико-химические, тепловые и механические свойства, их отличие от свойств электроизоляционных материалов неорганического происхождения (фарфора, стеатита).

Тема 4.5.

Электроизоляционные резины

Содержание

2

1

1

Натуральные и синтетические каучуки, их недостатки. Технология процесса вулканизации.

Компоненты резиновых смесей и их функциональное назначение.

Влияние составляющих на электрические, механические и тепловые свойства. Применение резины в электротехнической промышленности

Тема 4.6.

Компаунды, лаки и эмали

Содержание

2

1

1

Понятие о лаках. Состав и классификация лаков. Требования, предъявляемые к лакам, область их применения. Эмали, состав и свойства. Роль пигментов. Классификация, марки и применение эмалей. Понятие о компаундах. Классификация и назначение компаундов. Составные части компаундов. Термопластичные и термореактивные компаунды. Применение компаундов в электротехнике

Тема 4.7.

Волокнистые электроизоляционные материалы

Содержание

2

1

1

Виды волокон, применяемых в электротехнике: природные, синтетические, искусственные. Породы древесины и требования, предъявляемые к ним. Обработка и применение. Электроизоляционные бумаги и картоны. Технология получения, разновидности, технологические требования и применение. Технология получения фибры и её применение. Текстильные электроизоляционные материалы. Технические требования и применение. Гибкие электроизоляционные материалы. Лакоткани, лакированные трубки, ленты. Технология изготовления и требования, предъявляемые к ним, их применение. Минеральные диэлектрики: асбест и асбоцемент, их свойства и характеристики. Изделия из асбеста и асбоцемента, их достоинства и применение

Тема 4.8.

Пластмассы

Содержание

2

1

1

Понятие о пластмассах. Основные особенности пластмасс. Технология получения, состав и классификация. Свойства и область применения пластмасс. Слоистые пластики, особенности их получения и применение

Тема 4.9.

Электроизоляционная слюда и слюдяные материалы

Содержание

2

1

1

Слюда и ее разновидности, состав, область применения. Изоляционные материалы на основе слюды: миканиты, микафолий, микаленты, слюдиниты. Электрические, механические и тепловые характеристики. Применение в электротехнике

Тема 4.10.

Электрокерамические и силикатные (неорганические) материалы

Содержание

2

1

1

Состав стекла. Способ получения, характеристики. Кварц. Кварцевое стекло.

Применение изделий из силикатных и кварцевых стёкол в электротехнической промышленности.

Классификация электрокерамических материалов. Электротехнический фарфор

Компоненты фарфора. Технология изготовления керамических изделий.

Основные электрические и механические характеристики фарфора.

Разновидности изделий и их применение.

Стеатит. Состав стеатитовых масс. Конденсаторная керамика

Раздел 5.

Проводниковые материалы

2

Тема 5.1.

Полупроводниковые материалы

Содержание

2

1

1

Общие сведения и классификация полупроводниковых материалов.

Основные свойства полупроводниковых материалов. Влияние примесей на электропроводимость полупроводников.

Полупроводниковые материалы, их параметру и область применения.

Простые полупроводники. Бинарные соединения.

Раздел 6.

Магнитные материалы

2

Тема 6.1.

Металлические магнитомягкие и магнитотвердые материалы.

Ферриты

Содержание

2

1

1

Металлические магнитные материалы, требования, предъявляемые к ним. Техническое максимально чистое железо, его магнитные характеристики и применение. Электротехническая сталь, её состав, основные характеристики. Магнитомягкие сплавы - пермаллой, альсифер. Их состав, магнитные характеристики, применение. Металлические магнитотвердые материалы. Легированные стали мартенситной структуры, их состав и магнитные характеристики. Тройные сплавы, их состав и магнитные характеристики. Холоднокатаные и горячекатаные электротехнические различия. Ферриты. Характерные свойства ферритов. Их состав и структура. Технология изготовления изделий из феррцтов. Магнитные и электротехнические характеристики ферритов. Магнитомягкие ферриты. Ферриты с прямоугольной петлёй гистерезиса. Магнитотвердые ферриты, их свойства и применение

Самостоятельная работа при изучении раздела «Электротехнические материалы»

Систематическая проработка конспектов занятий, учебной и специальной технической литературы (по вопросам к параграфам, главам учебных пособий, составленным преподавателем).

Подготовка к лабораторным и практическим работам с использованием методических рекомендаций преподавателя, оформление лабораторных и практических работ, отчетов и подготовка к их защите.

30

3

Внеаудиторная самостоятельная работа

Работа по диаграмме Fe - F₃; Строение и свойства металлов; Сплавы железа с углеродом; Классификация сталей; Механические характеристики; Электрические характеристики металлов; Прочность и растяжение, хрупкость; Тепловые и физико-химические характеристики; Проводниковые материалы высокой проводимости; Проводниковые материалы с большим удельным сопротивлением; Контакты, контактные материалы; Разновидности контактов; Металлокерамические изделия; Порошковая металлургия; Диэлектрические материалы; Классификация и свойства диэлектриков; Роль газообразных диэлектриков в электроустановках; Твердые полимеризационные диэлектрики; Твердые поликонденсационные диэлектрики; Классификация полимеров; нагревостойкие высокополимерные диэлектрики; Электроизоляционные резины; Компаунды, лаки и эмали; Волокнистые электроизоляционные материалы; Пластмассы; Слюда; Обмоточные и устновочные провода; Монтажные провода и кабели; Магнитные материалы

Тематика контрольных работ

1

3

3. условия реализации программы

«Электротехнические материалы»

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы предполагает наличие учебного кабинета «Электротехнические материалы»; мастерской и ЦЗЛ.

Оборудование учебного кабинета и рабочих мест кабинета: «Электротехнические материалы»: компьютеры, программное обеспечение, DVD, мульмедийный проектор, комплекты плакатов, комплект бланков технической документации, комплект учебно-методической документации.

Оборудование лаборатории и рабочих мест лабораторий:

машины (для испытания на скручивание, разрывные, на выносливость), приборы (на скручивание, на выдавливание), маятниковый копер, микроскопы, твердомеры, дефектоскопы, полировальные станки, стенды диаграмм: железо-цементит, состояния двойных сплавов, модели кристаллических решеток, макро-и микрошлифы, образцы изломов

Технические средства обучения: компьютеры, программное обеспечение, DVD, мульмедийный проектор, принтер, сканер.

Оборудование мастерской и рабочих мест мастерской:

учебно-технический комплекс «Термическая обработка металлов», электрические печи лабораторного типа, закалочные баки, рабочие клещи, стенды графиков термической обработки, отрезной и, шлифовальный станки , слесарные тиски, слесарный инструмент.

Центрально-заводская лаборатория: анализаторы углерода и серы, спектрометры, фотоколориметры, микроскопы с видиосистемой регистрации изображения, разрывные машины с программным управлением для испытаний при комнатных и высоких температурах, машины для испытания на длительную прочность, маятниковые копры, станки с ЧПУ для изготовления образцов, рентгеновские аппараты, ультразвуковые и магнитные дефектоскопы, установка люминесцентного контроля, установка травления изделий,

.

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Журавлева Л.В. «Электроматериаловедение»

2. Солнцев Ю.П., Ермаков Б.С, Слепцов О.И. Материалы для низких и криогенных температур: Энциклопедический справочник. 2008 год

3. Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка). 2009 год.

4. Л.А. Мальцева, М.А. Гервасьев, А.Б. Кутьин. Материаловедение. Учебник. 2007 год.

Дополнительные источники:

1. 1. ГОСТ 21515-76. Материалы диэлектрические. Термины и определения.

2. ГОСТ 22265-76. Материалы проводниковые. Термины и определения.

3. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок - Главгосэнергонадзор России, 1994

4. ГОСТ 6323-79 Провода с поливинилхлоридной изоляцией для электрических установок. Технические условия

5. ГОСТ 17515-72 Провода монтажные с пластмассовой изоляцией. Технические условия.

справочно-правовые системы «Гарант», «Консультант Плюс» и сайты mega-press.ru, electrolibrary.narod.ru, elektro-tex.ru, electricalschool.info

4. Контроль и оценка результатов освоения ПРОГРАММЫ

Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки

Умения:

• определять электрические характеристики твёрдых диэлектриков;

• определять электрическую прочность диэлектрических материалов (твёрдых, жидких, газообразных)

Знания:

• - характеристики сталей, чугуна и область их применений;

• механические характеристики основных электротехнических материалов;

• электрические характеристики диэлектриков;

• механические, электрические свойства материалов высокой проводимости и с большим удельным сопротивлением;

• устройство контактов и требования, предъявляемые к ним;

• электрические характеристики твёрдых диэлектриков изоляционных масел;

• электрические характеристики полимерный, поликонденсационных диэлектриков, компаундов, волокнистых и минеральных диэлектриков;

• свойства и применение резины в электротехнической промышленности;

• электрические и механические характеристики фарфора и стекла;

• основные свойства полупроводниковых материалов и полупроводниковые материалы;

• характеристики электротехнической стали;

• назначение, маркировку, материалы токоведущих жил проводов и кабелей;

• конструктивное исполнение силовых и контрольных кабелей;

• функциональное назначение элементов изоляции

Выполнение лабораторных работ, тестирование, контрольная работа. Выполнение лабораторных работ, тестирование, контрольная работа. Выполнение лабораторных работ, тестирование, контрольная работа. Выполнение лабораторных работ Исследовательская деятельность, контрольная работа

Опрос

Итоговая аттестация в форме экзамен