МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ОП. 04 «Электротехника и электронная техника»

ГБОУ СПО ВО

«Суздальский индустриально-гуманитарный колледж»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИЗУЧЕНИЮ

ОП.04«Электротехника и электронная техника»

И ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

для заочников ГБОУ СПО ВО

«Суздальский индустриально-гуманитарный колледж» специальности 110809 Механизация сельского хозяйства

Суздаль, 2014

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Курс «Электротехника и электронная техника» изучается в соответствии с Примерной программой ОП.04«Электротехника и электронная техника» специальности 110809, рекомендована экспертным советом Департамента образования Владимирской области по экспертизе примерных учебных ОПОП начального и среднего профессионального образования в соответствии с ФГОС нового поколения и утверждена Приказом Департамента образования Администрации Владимирской области №1096 от 30.12.2010г, Студенты-заочники самостоятельно изучают раздел «Электротехника и электронная техника» по основному рекомендованному учебнику. Для более глубокого изучения отдельных тем рекомендуется дополнительная литература. После изучения теоретического материала студенты приступают к выполнению контрольной работы. Выполненная контрольная работа высылается в колледж на рецензирование.

В результате контроля и оценки по дисциплине осуществляется комплексная проверка следующих знаний и умений:

уметь:

использовать основные законы и принципы теоретической электротехники и электронной техники в профессиональной деятельности;

читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;

рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;

пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;

подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;

собирать электрические схемы;

знать:

способы получения, передачи и использования электрической энергии;

электротехническую терминологию;

основные законы электротехники;

характеристики и параметры электрических и магнитных полей;

свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;

основы теории электрических машин, принцип работы типовых электрических устройств;

методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

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

принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов, составления электрических и электронных цепей;

правила эксплуатации электрооборудования

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Данилов, И.А. Общая электротехника : учеб. пособие / И.А. Данилов. - М. : Юрайт, 2014.

Дополнительные источники:

1. Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника. : учеб. для сред. проф. учеб. заведений / Ф.Е. Евдокимов. - 3-е изд., испр. - 2014, М. : Высш.шк

2. Жаворонков М.А. Электротехника и электроника : учеб. пособие / М.А. Жаворонков. - 3-е изд., стер. - 2010, М. : Академия ИЦ - (Высшее профессиональное образование).

3. Лоторейчук Е.А. Электротехника. Теоретические основы : учеб. пособие для среднего проф. образования / Е.А. Лоторейчук. - Изд. 3-е, пер. и доп. - 2005, М. : Высшая школа

4. Немцов, М.В. Электротехника и электроника : учебник / М.В. Немцов. - 3-е изд., стер. - 2010, М. : Академия ИЦ - (СПО).

5. Петленко Б.И.,Иньков Ю.М.,Крашенинников А.В. Электротехника и электроника / Б.И. Петленко. - 6-е изд., стер. - 2010, М. : Академия ИЦ - (СПО).

6. Фуфаева, Л.И. Электротехника : учебник для учреждений сред. проф. образования / Л.И. Фуфаева. - М. : Академия ИЦ, 2009

Программа ОП.04«Электротехника и электронная техника»

Раздел 1. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Тема 1.1. Электрическое поле

Основные свойства и характеристики электрического поля Проводники и диэлектрики в электрическом ноле. Электроемкость Конденсаторы Соединение конденсаторов Энергия электрического поля заряженного конденсатора.

Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока

Элементы электрической цепи, их параметры и характеристики. Пассивные и активные элементы электрической цепи.

Элементы схемы электрической цепи: ветвь, узел, контур. Схемы замещения электрических цепей. Электродвижущая сила (ЭДС).

Электрическое сопротивление. Зависимость электрического сопротивления от температуры. Электрическая проводимость. Резистор. Соединение резисторов.

Режимы работы электрической цепи: холостой ход, номинальный, рабочий, короткого замыкания.

Энергия и мощность электрической цепи. Баланс мощностей. КПД.

Основы расчета электрической цепи постоянного тока. Законы Ома и Кирхгофа. Расчет электрических цепей произвольной конфигурации методами: контурных токов, узловых потенциалов, двух узлов (узлового напряжения).

Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Нелинейные пассивные элементы и их вольтамперные характеристики (ВАХ). Графический метод расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока.

Тема 1.3. Электромагнетизм

Основные свойства и характеристики магнитного поля. Закон Ампера. Индуктивность: собственная и взаимная.

Магнитная проницаемость: абсолютная и относительная. Магнитные свойства вещества. Намагничивание ферромагнетика. Гистерезис.

Электромагнитная индукция. ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции. ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле.

Магнитные цепи: разветвленные и неразветвленные Расчет неразветвленной магнитной цепи. Электромагнитные силы. Энергия магнитного поля. Электромагниты и их применение.

Тема 1.4.Электрические цепи переменного тока.

Понятие о генераторах переменного тока. Получение синусоидальной ЭДС. Общая характеристика цепей переменного тока. Амплитуда, период, частота, фаза, начальная фаза синусоидального тока. Мгновенное, амплитудное, действующее и среднее значения ЭДС, напряжения, тока.

Изображение синусоидальных величин с помощью временных и векторных диаграмм.

Электрическая цепь: с активным сопротивлением, с катушкой индуктивности (идеальной), с емкостью Векторная диаграмма Разность фаз напряжения и тока.

Неразветвленные электрические RC и RL-цепи переменного тока. Треугольники напряжений, сопротивлений, мощностей Коэффициент мощности. Баланс мощностей. Неразветвленная электрическая RI.C-цепь переменного тока резонанс напряжений и условия его возникновения Разветвленная электрическая RI.C-цепь переменного тока, резонанс токов и условия его возникновения Расчет электрической цепи, содержащей источник синусоидальной ЭДС

Тема 1.5. Электрические измерения

Основные понятия измерения. Погрешности измерений. Классификация электроизмерительных приборов.

Измерение тока и напряжения. Магнитоэлектрический измерительный механизм, электромагнитный измерительный механизм. Приборы и схемы для измерения электрического напряжения. Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров.

Измерение мощности. Электродинамический измерительный механизм Измерение мощности в цепях постоянного и переменного токов.

Индукционный измерительный механизм. Измерение электрической энергии.

Измерение электрического сопротивления, измерительные механизмы. Косвенные методы измерения сопротивления, методы и приборы сравнения для измерения сопротивления.

Тема 1.6. Трехфазные электрические цепи

Соединение обмоток трехфазных источников электрической энергии звездой и треугольником. Трехпроводные и четырехпроводные трехфазные электрические цепи. Фазные и линейные напряжения, фазные и линейные токи, соотношения между ними. Симметричные и несимметричные трехфазные электрические цепи. Нейтральный (нулевой) провод и его назначение. Векторная диаграмма напряжений и токов. Передача энергии по трехфазной линии. Мощность трехфазной электрической цепи при различных соединениях нагрузки. Расчет симметричной трехфазной электрической цепи при соединении нагрузки звездой и треугольником.

Тема 1.7. Трансформаторы

Назначение, принцип действия и устройство однофазного трансформатора. Режимы работы трансформатора. Номинальные параметры трансформатора: мощность, напряжение и токи обмоток. Потери энергии и КПД трансформатора.

Типы трансформаторов и их применение: трехфазные, многообмоточные, измерительные, автотрансформаторы.

Тема 1.8. Электрические машины переменного тока

Назначение машин переменного тока и их классификация. Получение вращающегося магнитного поля в трехфазных электродвигателях и генераторах. Устройство электрической машины переменного тока: статор и его обмотка ротор и его обмотка. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Частота вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора. Вращающий момент асинхронного двигателя.

Скольжение. Пуск в ход асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. Рабочий процесс асинхронного двигателя и его механическая характеристика. Регулирование частоты вращения ротора

Однофазный и двухфазный асинхронный электродвигатели. Потери энергии и КПД асинхронного двигателя.

Синхронные машины и область их применения.

Тема 1.9. Электрические машины постоянного тока

Назначение машин постоянного тока и их классификация. Устройство и принцип действия машин постоянного тока: магнитная цепь, коллектор, обмотка якоря. Рабочий процесс машины постоянного тока: ЭДС обмотки якоря, реакция якоря, коммутация.

Генераторы постоянного тока, двигатели постоянного тока, общие сведения. Электрические машины с независимым возбуждением, с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.

Пуск в ход, регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. Потери энергии и КПД машин постоянного тока.

Тема 1.10. Основы электропривода

Понятие об электроприводе Уравнение движения электропривода. Механические характеристики нагрузочных устройств. Расчет мощности и выбор двигателя при продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах. Аппаратура для управления электроприводом

Тема 1.11. Передача и распределение электрической энергии

Электроснабжение промышленных предприятий от электрической системы Назначение и устройство трансформа торных подстанций и распределительных пунктов.

Электрические сети промышленных предприятий: воздушные линии; кабельные линии; внутренние электрические сети и распределительные пункты электропроводки.

Электроснабжение цехов и осветительных электросетей Графики электрических нагрузок.

Выбор сечений проводов и кабелей: по допустимому нагреву; с учетом защитных аппаратов; по допустимой потере напряжения.

Эксплуатация электрических установок. Защитное заземление, защитное зануление.

Раздел 2. ЭЛЕКТРОНИКА

Тема 2.1.Физические основы электроники. Электронные приборы

Электропроводимость полупроводников Собственная и примесная проводимость. Электронно-дырочный переход и его свойства. Прямое и обратное включение "р-n" перехода

Полупроводниковые диоды: классификация, свойства, маркировка, область применения

Полупроводниковые транзисторы: классификация, принцип действия, назначение, область применения, маркировка.

Биполярные транзисторы. Физические процессы в биполярном транзисторе. Схемы включения биполярных транзисторов: общая база, общий эмиттер, общий коллектор. Вольтамперные характеристики, параметры схем. Статические параметры, динамический режим работы, температурные и частотные свойства биполярных транзисторов.

Полевые транзисторы: принцип работы, характеристики, схемы включения.

Тиристоры: классификация, характеристики, область применения, маркировка.

Фотоэлектронные приборы: вакуумные, газонаполненные, полупроводниковые.

Тема 2.2.Электронные выпрямители и стабилизаторы

Основные сведения, структурная схема электронного выпрямителя. Однофазные и трехфазные выпрямители. Сглаживающие фильтры.

Основные сведения, структурная схема электронного стабилизатора. Стабилизаторы напряжения. Стабилизаторы тока.

Тема 2.3. Электронные усилители

Схемы усилителей электрических сигналов.

Основные технические характеристики электронных усилителей. Принцип работы усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе. Обратная связь в усилителях.

Многокаскадные усилители, температурная стабилизация режима работы.

Усилители постоянного тока.

Импульсные и избирательные усилители. Операционные усилители.

Тема 2.4. Электронные генераторы и измерительные приборы

Колебательный контур. Структурная схема электронного генератора. Генераторы синусоидальных колебаний: генераторы LC-типа, генераторы RC-типа.

Переходные процессы в RC-цепях.

Импульсные генераторы: мультивибратор, триггер.

Генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН- генератор).

Электронные стрелочные и цифровые вольтметры.

Электронный осциллограф.

Тема 2.5. Электронные устройства автоматики и вычислительной техники

Структура системы автоматического контроля, управления и регулирования.

Измерительные преобразователи. Измерение неэлектрических величин электрическими методами. Параметрические преобразователи: резистивные, индуктивные, емкостные. Генераторные преобразователи.

Исполнительные элементы: электромагниты; электродвигатели постоянного и переменного токов, шаговые электродвигатели.

Электромагнитное реле.

Ферромагнитные бесконтактные реле и их использование в вычислительной технике.

Тема 2.6. Микропроцессоры и микро-ЭВМ

Понятие о микропроцессорах и микро-ЭВМ. Устройство и работа микро-ЭВМ. Структурная схема, взаимодействие блоков.

Арифметическое и логическое обеспечение микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Архитектура микропроцессора. Микропроцессоры с жесткой и гибкой логикой. Интерфейс микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Интегральные схемы микроэлектроники. Основные параметры больших интегральных схем микропроцессорных комплектов.

Периферийные устройства микро-ЭВМ.

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Студентам специальности 110809 - «Механизация сельского хозяйства» следует выполнить одну контрольную работу ОП.04«Электротехника и электронная техника».

Каждый студент выполняет индивидуальное задание контрольной работы, состоящее из семи вопросов.

Выполнению задания должно предшествовать самостоятельное изучение разделов и тем.

При этом следует руководствоваться методическими указаниями и пользоваться литературными источниками.

Ответы на вопросы контрольной работы должны быть краткими, ясными и четкими. Ответ на каждый вопрос или задачу начинается с новой страницы. Условие задачи переписывается в тетрадь полностью. Контрольная работа выполняется согласно шифра зачетной книжки.

Контрольная работа является текстовым документом и выполняется на компьютере в текстовом редакторе Word. При этом используется только удобочитаемый шрифт Times New Roman размера 14 и межстрочный интервал 1,5. Набранный текст следует выровнять одновременно по правым и левым полям.

Контрольная работа выполняется на листах формата А4 с одной стороны и полями, соответствующими обычным полям Microsoft Word: слева - 30, справа - 15, сверху и снизу - 20 мм.

Абзацный отступ должен быть одинаковым и равен 1,5 см при печатании в Word шрифтом 14 по всей работе.

Цифры, указывающие номер пунктов, не должны выступать за границу абзаца.

Опечатки, описки, графические неточности, обнаруженные в процессе выполнения контрольной работы, допускается исправлять аккуратной подчисткой и нанесением на том же месте исправленного текста ( графики).

Повреждения листов, помарки и следы не полностью удалённого прежнего текста (графики) не допускаются.

В конце работы приводится список литературы.

Выполненная в полном объеме контрольная работа высылается на проверку в колледж не позже, чем за месяц до начала экзаменационной сессии. В том случае, если работа окажется не зачтенной, студент обязан выполнить все указания рецензента и представить работу на повторное рецензирование.

ТАБЛИЦА

распределения контрольных вопросов по вариантам

Предпоследняя цифра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1,11,

21,31,

41,51,

61

2,12,

22,29,

42,52,

62

3,13,

23,33,

43,53,

62

4,14,

24,34,

44,54, 64

5,15,

25,35,

45,55, 65

6,16,

26,36,

46,60, 66

7,17,

27,37,

47,57, 67

8,18,

28,38,

48,58, 68

9,19,

32,39,

49,59, 69

10,20,

30,40,

50,60, 70

1

2,13,

25,35,

46,60, 71

3,14,

25,36,

47,58, 72

4,15,

26,37,

48,59, 73

5,16,

27,38,

49,57, 74

7,18,

29,40,

41,52,

61

8,19,

30,31,

42,53,

62

9,20,

21,32,

43,60,

63

9,20,

21,32,

43,60, 64

10,11,

22,33,

44,55, 65

1,12,

23,34,

45,56, 67

2

3,15,

27,39,

42,53, 67

4,16,

28,40,

43,54, 70

5,17,

29,31,

44,55, 72

6,18,

30,32,

45,56, 73

7,19,

21,33,

46,57, 74

8,20,

22,34,

47,58,

61

9,11,

23,35,

48,59,

62

10,12,

24,36,

49,54,

63

1,13,

25,37,

50,51, 64

2,14,

26,38,

41,52, 65

3

4,17,

30,33,

48,60, 65

5,18,

21,34,

45,53, 67

6,19,

22,35,

50,52, 70

7,20,

23,36,

41,55, 72

8,11,

24,37,

42,54, 73

9,12,

35,38,

43,60, 74

10,13,

26,39,

44,56,

61

1,14,

27,40,

49,57,

62

2,15,

28,31,

46,58,

63

3,16,

29,32,

47,59, 64

4

5,19,

23,37,

49,56, 64

6,20,

24,38,

44,57, 66

7,11,

25,34,

45,58, 67

8,12,

26,40,

46,59, 70

9,13,

27,31,

47,60, 72

10,14,

28,32,

48,51, 73

1,15,

29,33,

49,52, 74

2,16,

30,34,

50,53,

61

3,17,

21,35,

41,54,

62

4,18,

22,36,

42,60,

63

5

6,12,

26,38,

44.52,

63

7,13,

29,39,

45,53, 64

8,14,

28,40,

46,54, 66

9,15,

29,31,

47,55, 68

10,16,

30,32,

48,56, 70

1,17,

21,33,

49,57, 72

2,18,

22,34,

50,58, 73

3,19,

23,35,

41,59, 74

4,20,

24,36,

42,60,

61

5,21,

25,37,

43,51, 67

6

7,14,

29,32,

47,54,

62

8,15,

30,33,

48,55,

63

9,16,

21,34,

41,56, 64

10,17,

22,35,

50,57, 66

1,18,

23,36,

49,58, 68

2,19,

24,37,

42,59, 71

3,20,

25,38,

43,60, 72

4,11,

26,39,

44,51, 73

5,12,

29,40,

45,52, 74

6,13,

28,31,

46,53,

61

7

8,16,

22,34,

45,55, 74

9,17,

23,35,

46,56,

62

10,18,

29,36,

47,57,

63

1,19,

25,37,

48,58, 64

2,20,

26,38,

49,59, 66

3,11,

27,39,

50,60, 69

4,12,

28,31,

41,51, 71

5,13,

29,32,

42,52, 67

6,14,

30,32,

43,53, 73

7,15,

31,33,

44,54, 74

8

7,15,

21,34,

44,54, 71

8,16,

22,35,

45,55, 67

9,17,

23,36,

46,56,

62

10,18,

24,37,

47,57,

63

11,19,

25,38,

48,58, 64

12,20,

26,39,

49,59, 66

13,21,

27,40,

50,60, 69

6,15,

22,37,

47,56, 71

7,16,

23,38,

48,57, 67

8,17,

24,39,

49,58, 73

9

10,20,

28,36,

49,58, 71

1,11,

29,37,

50,59, 67

2,12,

20,38,

41,60, 74

3,13,

21,39,

42,51,

62

4,14,

22,43,

49,52,

63

5,15,

23,31,

44,53, 64

6,16,

24,32,

45,60, 66

7,17,

25,33,

46,55, 69

8,18,

26,34,

47,56, 71

9,19,

27,35,

48,57, 67

ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ.

1. Электроизмерительные приборы

2. Электрическая цепь и ее элементы

3. Основные понятия и определения для электрической цепи

4. Основные законы цепей постоянного тока

5. Способы соединения сопротивлений и расчет эквивалентного сопротивления электрической цепи

6. Электрическая цепь со смешанным соединением элементов

7. Соединение элементов электрической цепи по схемам «звезда» и «треугольник»

8. Источник ЭДС и источник тока в электрических цепях

9. Режимы работы электрической цепи

10. Расчет электрических цепей с использованием законов Ома и Кирхгофа

11. Основные методы расчета сложных электрических цепей

12. Способы представления синусоидальных токов, напряжений, ЭДС

13. Действующее значение переменного тока и напряжения

14. Элементы электрической цепи синусоидального тока

15. Основные свойства простейших цепей переменного тока

16. Сопротивления в цепи переменного тока

17. Мощности в цепях переменного тока

18. Цепь переменного тока с последовательным соединением элементов

19. Цепь переменного тока с параллельным соединением элементов

20. Повышение коэффициента мощности в электрической цепи

21. Основные понятия и определения трехфазной электрической цепи

22. Соединение фаз генератора и приемника звездой

23. Симметричная нагрузка приемника

24. Несимметричная нагрузка приемника

25. Трехпроводная электрическая цепь

26. Соединение фаз генератора и приемника треугольником

27. Мощность трехфазной цепи, ее расчет и измерение при соединении потребителей звездой

28. Мощность трехфазной цепи, ее расчет и измерение при соединении потребителей треугольником

29. Измерение активной мощности в трехфазных цепях

30. Измерение активной мощности двумя ваттметрами

31. Магнитное поле и его параметры

32. Закон полного тока

33. Закон Ома для магнитной цепи. Линейные и нелинейные магнитные сопротивления

34. Ферромагнитные материалы и их свойства

35. Расчет неразветвленной магнитной цепи

36. Потери в сердечнике

37. Векторная диаграмма и схема замещения катушки с сердечником

38. Причины возникновения переходных процессов.

39. Законы коммутации

40. Математические основы анализа переходных процессов

41. Алгоритм расчета переходного процесса классическим методом

42. Переходные процессы в электрических цепях с последовательно соединенными резисторами и катушками

43. Переходные процессы в цепи с последовательно включенными резисторами и конденсатором

44. Разряд конденсатора на цепь с резистором и катушкой

45. Включение контура из конденсатора, резистора, катушки на постоянное напряжение

46. Назначение и области применения трансформаторов

47. Принцип действия трансформатора

48. Устройство трансформаторов

49. Намагничивающий ток и ток холостого хода

50. Комплексные уравнения и векторная диаграмма реального трансформатора

51. Схема замещения трансформатора

52. Определение параметров схемы замещения

53. История создания и область применения асинхронных двигателей

54. Устройство трёхфазной асинхронной машины

55. Получение вращающегося магнитного поля

56. Режимы работы трёхфазной асинхронной машины

57. Процессы в асинхронной машине

58. Электромагнитный момент асинхронной машины

59. Зависимость электромагнитного момента от скольжения

60. Механическая характеристика асинхронного двигателя

61. Совместная работа асинхронного двигателя с нагрузкой на валу

62. Пуск в ход асинхронного двигателя

63. Использование двигателей с улучшенными пусковыми свойствами

64. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

65. Тормозные режимы асинхронных машин

66. Коэффициент мощности асинхронного двигателя и его зависимость от нагрузки на валу

67. Понятие полупроводника и p-n-перехода

68. Полупроводниковые диоды

69. Транзисторы и их характеристики

70. Полевые транзисторы

71. Тиристоры

72. Принцип выпрямления переменного тока

73. Однофазные двухполупериодные выпрямители

74. Мостовые выпрямители

Содержание

Общие методические указания………………………………….…………………...…....…2

Литература…………………………………………………….…………………...…..….…..3

Программа дисциплины…………………………………………………………..….………4

Задания и методические указания по выполнению контрольной работы……………..…8

Таблица распределения вопросов по вариантам…………………………………....………9

Вопросы контрольного задания………………………………………………………..……10

Разработчик:

преподаватель высшей категории Д.А.Гордеев

Рецензенты:

преподаватель высшей категории, Д.В.Шляхов

Эксперты от работодателя:

____________________ ___________________ _________________________

(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)