Поделиться
ОП.15 Компьютерное моделирование электрических цепей РП.doc
Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Самарской области
«Новокуйбышевский нефтехимический техникум»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дисциплина ОП.15 Компьютерное моделирование электрических цепей
Профиль профессионального образования Технический
Специальность СПО
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования
Базовая подготовка
г.о. Новокуйбышевск, 2018
|
РАССМОТРЕНО предметной (цикловой) комиссией Протокол № _____ от «___» ___________ 201_ г. Председатель ПЦК _____________Тарасова О.П. |
УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по НМР
______________Щелкова О.Д. |
Разработчик:
Комиссарова Н.П., преподаватель ГАПОУ СО «ННХТ»
должность полное название ОО
Внутренняя экспертиза:
Семисаженова В.Б зам. директора по УР
Фамилия И.О. должность
СОДЕРЖАНИЕ
|
|
стр. |
|
1. 1. ПАСПОРТ ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
|
4 |
|
2. 2. СТРУКТУРА и ПРИМЕРНОЕ содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
|
6 |
|
3. 3. условия реализации примерной программы учебной дисциплины
|
14 |
|
4. 4. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины
5. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 |
17
18 |
1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Информационные технологии в профессиональной деятельности
1.1. Область применения рабочей программы
Дисциплина «Компьютерное моделирование электрических цепей» относится к вариативной части профессионального цикла Федерального государственного образовательного стандарта по специальности СПО 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования базовой подготовки.
1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:
профессиональный цикл.
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины
Моделирование электрических цепей средствами моделирующих пакетов занимает одно из основных место в подготовке специалистов в области компьютерных технологий. Базовыми дисциплинами для изучения компьютерного моделирования электрических цепей являются информатика, электротехника.
Дисциплина «Компьютерное моделирование электрических цепей» имеет практическую направленность и является базовой для всех дисциплин, изучающих электромагнитные явления в различных устройствах, способы их представления и анализа работы с использованием компьютеров.
Задачи изучения дисциплины:
• выработать умения рационально применять методы расчета линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей с источниками различной формы,
• научиться анализировать полученные результаты с различных точек зрения (оптимальности, достоверности),
• использовать информационные технологии для этих целей.
Целями преподавания компьютерного моделирования электрических цепей являются:
• создание у студентов научной системы взглядов на теорию электромагнитных процессов,
• овладение студентами теоретическими и практическими знаниями законов электрических цепей, свойств и характеров процессов в электромагнитных устройствах, аналитическими и численными методами анализа электрических цепей, способами моделирования сложных устройств.
- основные положения и принципы автоматизированной обработки и передачи информации;
- основные принципы, методы и свойства информационных и телекоммуникационных технологий в профессиональной деятельности.
По окончании изучения курса студент должен знать:
• понятия моделей, их классификацию по различным основаниям;
• процесс моделирования, его этапы и виды;
• особенности компьютерного моделирования объектов, процессов. явлений;
• этапы и технологии компьютерного моделирования электрических цепей;
• особенности прикладного программного обеспечения, предназначенного для компьютерного моделирования электрических цепей;
• методы расчета и измерения основных параметров
электрических цепей;
• параметры электрических схем и единицы их измерения.
По окончании изучения курса студент должен уметь:
• рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;
• моделировать электрические цепи постоянного, синусоидального и периодического несинусоидального электрического тока с использованием прикладного программного обеспечения, анализировать полученные модели;
• собирать электрические схемы с использованием прикладного программного обеспечения, читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;
• моделировать логические функции и электронные устройства с использованием прикладного программного обеспечения, анализировать полученные модели.
В процессе изучения данной дисциплины у обучающихся должны быть сформированы общие компетенции (ОК):
OK 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии,
проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы
и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
В процессе освоения данной дисциплины обучающийся должен овладеть профессиональными компетенциями, соответствующими видам деятельности:
ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.
ПК 1.2. Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования.
ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.
ПК 2.2. Осуществлять диагностику и контроль технического состояния бытовой техники.
ПК 2.3. Прогнозировать отказы, определять ресурсы, обнаруживать дефекты электробытовой техники
1.4. Количество часов на освоение рабочей программы учебной дисциплины:
Максимальной учебной нагрузки обучающегося 154 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 106 часа;
самостоятельной работы обучающегося 53 часов.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
|
Вид учебной работы |
Объем часов |
|
Максимальная учебная нагрузка |
154 |
|
Обязательная аудиторная учебная нагрузка |
106 |
|
в том числе: |
|
|
лабораторно-практические занятия |
64 |
|
Самостоятельная работа обучающегося (всего) |
53 |
|
в том числе: составление конспекта, информационного блока, ответы на вопросы, подготовка сообщений, подготовка презентаций, составление глоссария, выполнение заданий, тестов, решение задач, выполнение заданий к практическим занятиям, подготовка отчетов |
|
|
Промежуточная аттестация в форме экзамена |
|
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины
«Компьютерное моделирование электрических цепей»
|
Наименование разделов и тем |
Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся |
Объем часов |
Уровень освоения |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Раздел 1. Моделирование как метод познания |
|
9 |
|
|
|
Содержание учебного материала |
6 |
1,2
|
|
Понятие о модели. Моделирование. Алгоритмическое (математическое) моделирование Физическое моделирование. Использование информационных технологий для моделирования. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
3 |
2 |
|
|
Модели и моделирование. Составить информационный блок. Информационное моделирование. Ответить на вопросы. Модели каких видов чаще используются в вашей будущей профессиональной деятельности Подготовить сообщение. |
|
||
|
Раздел 2. Основные понятия и определения теории электрических цепей |
|
9 |
|
|
|
Содержание учебного материала |
6 |
2 |
|
Физические основы электротехники. История развития электротехники и ее теории. Основные понятия и законы электромагнитного поля, электрических и магнитных цепей. Электрические цепи и схемы, их основные элементы. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
3 |
2 |
|
|
История развития электротехники и ее теории. Подготовить презентацию. Законы электрических и магнитных цепей. Составить глоссарий. Элементы электрической цепи. Составить опорный конспект. |
|
||
|
Раздел 3. Использованию систем моделирования Electronics Workbench, Multisim MS-01 |
|
21 |
|
|
|
Содержание учебного материала |
2 |
2
|
|
Контрольно-измерительные приборы пакета Electronics Workbench Элементная база пакета EWB: источники тока, резисторы, конденсаторы, коммутационные аппараты и т.д. |
|
||
|
Практические занятия |
8 |
2, 3 |
|
|
Практическое занятие № 1. Изучение интерфейса пакета Electronics Workbench (Электронные инструментальные средства). Опорное меню пакета. Практическое занятие № 2. Технология подготовки схем в виртуальной лаборатории. Моделирование электротехнической схемы. |
|
||
|
Лабораторные работы |
4 |
3 |
|
|
Лабораторная работа № 1.Назначение и состав системы моделирования и анализа электрических схем Multisim. Запуск программы, её составляющие. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
7 |
|
|
|
Элементная база пакета Electronics Workbench. Составить информационный блок Выполнение заданий к практическому занятию. Подготовка к лабораторной работе, оформление отчета по выполненной работе. |
|
||
|
Раздел 4. Особенности компьютерного моделирования электрических цепей постоянного тока |
|
27
|
|
|
|
Содержание учебного материала |
4 |
2 |
|
Закон Ома для участка цепи с ЭДС. Законы Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока. Принцип суперпозиции и метод наложения. Баланс активной мощности. |
|
||
|
Лабораторные работы |
10 |
3 |
|
|
Лабораторная работа № 2. Сборка простейших виртуальных электрических схем. Моделирование и расчет электрических цепей постоянного тока с использованием законов Ома и Кирхгофа. Лабораторная работа № 3.Моделирование и расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом контурных токов. Лабораторная работа № 4. Моделирование и расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом наложения. Лабораторная работа № 5. Моделирование и расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом эквивалентного генератора. |
|
||
|
Практические занятия |
4 |
3 |
|
|
Практическое занятие № 3. Моделирование электрических цепей постоянного тока. Практическое занятие № 4. Особенности компьютерного моделирования электрических цепей постоянного тока. Контрольная работа. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
9 |
2, 3 |
|
|
Цепи постоянного тока. Подготовить презентацию. Выполнить тест. Выполнение заданий к практическому занятию. Подготовка к лабораторной работе, оформление отчета по выполненной работе. |
|
||
|
Раздел 5. Компьютерное моделирование электрических цепей синусоидального тока |
|
54 |
|
|
|
Содержание учебного материала |
12 |
2
|
|
Переменные токи. Понятие о генераторах переменного тока. Синусоидальный ток. Характеристики синусоидального тока. Действующее и амплитудное значения тока, ЭДС, напряжения. Синусоидальный ток в резисторе. Индуктивность в цепи синусоидального тока. Конденсатор в цепи синусоидального тока. Ток и напряжения при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного элементов Активное, реактивное, полное сопротивления. Угол сдвига фаз между напряжением и током. Напряжение и токи при параллельном соединении активного, индуктивного и емкостного элементов. Мощность. Основные определения. Мощности резистивного, индуктивного и емкостного элементов Связь мощностей с сопротивлениями и проводимостями. Коэффициент мощности. Баланс мощностей. |
|
||
|
Лабораторные работы |
16 |
3 |
|
|
Лабораторная работа № 6. Исследование компьютерной модели неразветвленной электрической цепи синусоидального тока. Резонанс напряжений. Лабораторная работа № 7. Исследование компьютерной модели разветвленной электрической цепи синусоидального тока. Резонанс напряжений. Лабораторная работа № 8. Исследование компьютерной модели трехфазной цепи при соединении приемника звездой. Лабораторная работа № 9. Исследование компьютерной модели трехфазной цепи при соединении приемника треугольником. |
|
||
|
Практические занятия |
8 |
2 |
|
|
Практическое занятие № 5. Расчет цепей при синусоидальных токах. Практическое занятие № 6. Моделирование однофазных электрических цепей синусоидального тока. Практическое занятие № 7. Компьютерное моделирование электрических цепей синусоидального тока. Контрольная работа. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
18 |
2, 3 |
|
|
Электрические цепи синусоидального тока. Составить опорный конспект. Выполнить задание. Выполнить тест. Решить задачи. Выполнение заданий к практическому занятию. Подготовка к лабораторной работе, оформление отчета по выполненной работе. |
|
||
|
Раздел 6. Компьютерное моделирование электрических цепей с применением устройств промышленной электроники |
|
24 |
|
|
|
Содержание учебного материала |
8 |
2
|
|
Элементная база электроники. Полупроводниковые диоды, устройство, принцип действия, вольт-амперная характеристика. Полевые и биполярные транзисторы, принцип работы, область применения. Тиристоры. Устройства промышленной электроники. Выпрямители. Однополупериодная, двухполупериодная, мостовая схемы выпрямления. Принцип действия. Достоинства и недостатки. Область применения. Электронные ключи. Усилители переменного тока Коэффициент усиления. |
|
||
|
Практические занятия |
8 |
3 |
|
|
Практическое занятие № 8. Порядок расчета числа диодов в маломощных схемах. Практическое занятие № 9. Определение статических параметров транзистора как элемента системы управления силовыми приборами. Практическое занятие № 10. Моделирование электронных устройств. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
8 |
2, 3 |
|
|
Элементная база электроники. Подготовить информационный блок. Выполнить задание. Выполнить тест. Выполнение заданий к практическому занятию. |
|
||
|
Раздел 7. Особенности компьютерного моделирования электрических цепей с использованием устройств на базе логических элементов |
|
15 |
|
|
|
Содержание учебного материала |
4 |
2 |
|
Решение задач по подбору эмпирических формул Выбор эмпирических формул для нелинейных зависимостей. Логические функции и способы их записи Основы алгебры логики Логические элементы |
|
||
|
Практические занятия |
6 |
2, 3 |
|
|
Практическое занятие № 11. Реализация алгоритмов линейной и квадратичной интерполяции для обработки результатов экспериментальных данных. Преобразование экспериментальных данных методом выравнивания. Практическое занятие № 12. Компьютерное моделирования устройств на базе логических элементов. Практическое занятие № 13. Устройства промышленной электроники. Контрольная работа. |
|
||
|
Самостоятельная работа |
5 |
2, 3 |
|
|
Логические элементы. Решить задачи. Устройства промышленной электроники. Составить глоссарий. Выполнение заданий к практическому занятию. |
|
||
|
Всего |
154 |
|
|
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета информационных технологий в профессиональной деятельности.
Оборудование учебного кабинета:
- рабочее место преподавателя;
- рабочие места обучающихся, оснащенные ПЭВМ, оборудованные в соответствии и требованиями СанПиН;
- комплект учебно-наглядных пособий
Технические средства обучения:
- компьютеры с лицензионным программным обеспечением и мультимедиа проектор,
- периферийные устройства
- Интернет.
Перечень учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
1. Афонин, В.В. Моделирование систем: учеб. пособие / В.В. Афонин, С.А. Федоскин. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2016. – 231 с. – ISBN 978-5-9963-0352-6
2. Колесов, Ю.Б. Моделирование систем. Практикум по компьютерному моделированию / Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сенинченков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2016. – 352 с.
3. Панфилов, Д.И., Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: практикум на Electronics Workbanch / Д.И. Панфилов, В.С. Иванов, И.Н. Чепурин. – М.: ДОДЭКА, 2015. – 304 с.
4. Харнитер, М.Е. Multisim 7. Современная система компьютерного моделирования и анализа схем электронных устройств / М.Е. Харнитер. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 488 с. – ISBN 5-9706-0026-1
|
Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) |
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения |
|
1 |
2 |
|
Уметь: |
|
|
рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей; |
Практические задания |
|
моделировать электрические цепи постоянного, синусоидального и периодического несинусоидального электрического тока с использованием прикладного программного обеспечения, анализировать полученные модели; |
Практические задания |
|
собирать электрические схемы с использованием прикладного программного обеспечения, читать принципиальные, электрические и монтажные схемы; |
Практические задания
|
|
моделировать логические функции и электронные устройства с использованием прикладного программного обеспечения, анализировать полученные модели. |
Практические задания
|
|
Знать: |
|
|
понятия моделей, их классификацию по различным основаниям; |
Устный опрос Тестирование
|
|
процесс моделирования, его этапы и виды; |
Устный опрос Тестирование
|
|
особенности компьютерного моделирования объектов, процессов. явлений; |
Устный опрос Тестирование |
|
особенности компьютерного моделирования объектов, процессов, явлений; |
Устный опрос Тестирование
|
|
этапы и технологии компьютерного моделирования электрических цепей; |
Практические задания
|
|
особенности прикладного программного обеспечения, предназначенного для компьютерного моделирования электрических цепей; |
Практические задания Творческая работа |
|
методы расчета и измерения основных параметров электрических цепей; |
Практические задания
|
|
параметры электрических схем и единицы их измерения. |
Тестирование Практические задания |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Планирование учебных занятий с использованием активных и интерактивных форм и методов обучения
|
№ п/п |
Тема учебного занятия |
Кол-во часов |
Активные и интерактивные формы и методы обучения |
Формируемые универсальные учебные действия |
|
1. |
Моделирование как метод познания |
2 |
Интерактивная лекция.
|
Регулятивные, личностные, познавательные, коммуникативные |
|
2. |
Основные понятия и определения теории электрических цепей |
3 |
Работа в малых группах, метод «Мозгового штурма». |
Регулятивные, личностные, познавательные, коммуникативные |
|
3. |
Использованию систем моделирования Electronics Workbench, Multisim MS-01 |
12 |
Тренинг, мини-лекция. |
Регулятивные, познавательные, коммуникативные |
|
4. |
Особенности компьютерного моделирования электрических цепей постоянного тока |
14 |
Просмотр и обсуждение учебных видеофильмов, творческое задание, работа в малых группах. |
Регулятивные, познавательные, коммуникативные |
|
5. |
Компьютерное моделирование электрических цепей синусоидального тока |
16 |
Проблемная лекция, творческое задание. |
Регулятивные, познавательные, коммуникативные |
|
6. |
Компьютерное моделирование электрических цепей с применением устройств промышленной электроники |
8 |
Творческое задание, работа в малых группах, метод «Мозгового штурма», тренинг. |
Регулятивные, личностные, познавательные, коммуникативные |
|
7. |
Особенности компьютерного моделирования электрических цепей с использованием устройств на базе логических элементов |
6 |
Творческое задание, работа в малых группах |
Регулятивные, личностные, познавательные, коммуникативные |
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
