Рабочая программа по Электротехнике

2.2 Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.04. «Основы электротехники» Наименование разделов и тем 1 Раздел 1. Тема 1.1.  Основные понятия и определения Тема 1.2.  Электрическое поле и электрическая емкость Раздел 2. Тема 2.1 Типы электрических схем Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия,  самостоятельная работа обучающихся Объем часов Уровень  освоения 2 Электротехническая терминология Содержание учебного материала: 1. Введение. Краткий обзор развития электротехники. Содержание дисциплины, ее  значение в подготовке специалистов.  Область применения электрической энергии постоянного тока. Область применения электрической энергии однофазного переменного тока. Преимущества электрических цепей трехфазного переменного тока. Основные понятия и определения  Содержание учебного материала: 1. Основные величины и соотношения, характеризующие электростатическое поле.  Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость. Напряженность  электростатического поля. Однородное электрическое поле 2. Поле и емкость плоского конденсатора. Работа сил электрического поля.  Напряжение и потенциал. Распределение энергии электрического поля при  различных соединениях конденсаторов. Практические работы: 1 Расчет электростатических полей при последовательно­параллельном соединении  конденсаторов. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электрическая прочность диэлектрика Типы электрических схем Содержание учебного материала: 1 Типы электрических схем.  Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Структурные схемы.  Функциональные схемы. Принципиальные (полные) схемы. Соединений (монтажные) схемы. Подключения схемы. Практические работы: 1 Чтение принципиальных, электрических и монтажных схем Самостоятельная работа обучающихся: 3 9 2 2 7 2 2 2 2 1 1 5 5 2 2 2 1 4 2 1 1 2 Раздел 3. Тема 3.1 Правила графического изображения элементов электрических схем Раздел 4. Тема 4.1. Законы  постоянного тока. 1 Типы электрических схем: Общие схемы. Расположения схемы. Объединенные  схемы. Правила графического изображения элементов электрических схем Содержание учебного материала: 1 Электрическая схема и ее основные элементы. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения  электрических схем.  Обозначения условные графические в схемах. Размеры условных графических  обозначений. Приборы полупроводниковые. Резисторы конденсаторы. Источники  света. Самостоятельная работа обучающихся: 1 Единая система конструкторской документации (ЕСКД) Обозначения условные графические в схемах. Приборы электроизмерительные. Основные законы электротехники Содержание учебного материала: 1 Электрический ток проводимости. Направление и плотность электрического тока.  Электрическое сопротивление и удельная проводимость. Электродвижущая сила  (ЭДС). Закон Ома.   2. Последовательное и параллельное соединение резисторов. Первый и второй законы  Кирхгофа. Смешанное соединение резисторов. Потенциалы точек электрической  цепи. Падение напряжения. Расчет неразветвленных цепей постоянного тока методом «сворачивания схем» Практические работы: 1 Лабораторные работы: 1. Ознакомление   с   порядком   выполнения   лабораторных   работ,   аппаратурой   и электроизмерительными приборами. 2. Измерение удельного сопротивления проводникового материала. 3. Исследование неразветвленной электрической цепи при одном переменном сопротивлении. 4. Параллельное и смешанное соединение резисторов. 5. Измерение потери напряжения в проводах. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Методы расчета электрических цепей  Смешанное соединение резисторов. Потери напряжения в проводах. Раздел 5. 2 2 2 1 3 3 2 1 1 18 18 2 2 2 2 10 2 2 2 2 2 2 2 26 Тема 5.1. Линейные электрические цепи постоянного тока Содержание учебного материала: 1. Расчет сложных электрических цепей методом узловых и контурных уравнений.  Метод контурных токов. Определение потенциалов точек электрической цепи. 2. Метод узлового напряжения. Метод эквивалентного преобразования треугольника и звезды сопротивлений. Расчет неразветвленных цепей постоянного тока, построение потенциальной диаграммы. Расчет цепей постоянного тока методом узловых и контурных уравнений.  Расчет цепей постоянного тока методом контурных токов.  Расчет цепей постоянного тока методом узлового напряжения. Расчет цепей постоянного тока методом наложения. Практические работы: 1. 2. 3. 4. 5. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Построение потенциальной диаграммы. 2. Метод наложения. 3. Содержание учебного материала: 1. Нелинейные элементы электрических цепей постоянного тока. Графический и   Метод эквивалентного генератора. графоаналитический методы расчета нелинейных электрических цепей при  последовательном и параллельном соединениях пассивных и нелинейных элементов. Тема 5.2. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Лабораторные работы: 1. Экспериментальная проверка графического метода расчета нелинейной цепи. Практические работы: 1. Расчет нелинейных цепей при последовательном и параллельном соединениях  нелинейных и линейных элементов графическим методом. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Примеры нелинейных элементов электрической цепи. Построение вольтамперной  характеристики. Основные элементы электрических сетей Содержание учебного материала: 1 Классификация электрических сетей. Воздушные; Кабельные; Токопроводы  промышленных предприятий; Проводки внутри зданий и сооружений. Основные  элементы электрических сетей.  Самостоятельная работа обучающихся: Раздел 6. Тема 6.1. Основные элементы электрических сетей 2 2 2 2 18 2 2 10 2 2 2 2 2 4 2 1 1 8 2 2 2 2 2 2 2 4 4 2 2 Раздел 7. Тема 7.1. Магнитное поле и электромагнитная индукция. Тема 7.2. Линейные электрические цени синусоидального тока. 1 Основные элементы воздушных линий электропередач: опоры, провода,  грозозащитные тросы, изоляторы и линейная арматура. Самонесущий изолированный провод (СИП). Принципы действия, устройство, основные характеристики электроизмерительных приборов, электрических машин, аппаратуры управления и защиты Содержание учебного материала: 1. Основные величины и соотношения, характеризующие магнитное поле Закон полного тока. Магнитное поле провода с током. Электромагнитная индукция.  ЭДС в проводе и контуре. Действие электромагнитных сил. Направление ЭДС индукции. Закон  электромагнитной индукции. Взаимная индуктивность. ЭДС взаимной индукции. Понятие о коэффициенте связи. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Намагничивание материалов. Магнитное поле прямой и кольцевой катушек. 2. Принцип действия электромашинного генератора и электродвигателя постоянного  тока.  Принцип действия трансформатора. Вихревые токи. Автотрансформаторы. 3. 4. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Индуктивность кольцевой и цилиндрической  катушек. Содержание учебного материала: 1. Основные сведения о синусоидальном токе. Период, частота (полная) фаза,  начальная фаза, угловая частота.  Устройство электромашинного генератора  синусоидального тока. Цепи синусоидального тока: с резистором, с индуктивной  катушкой, с конденсатором.    Последовательное   соединение   резистора   и   индуктивной   катушки;   резистора   и конденсатора;   резистора,   индуктивной   катушки   и   конденсатора.   Векторные диаграммы, треугольники сопротивлений и мощностей.   Цепь с параллельным соединением резистора, индуктивной катушки и конденсатора.   Резонанс токов Лабораторные работы: 1. Исследование последовательной цепи синусоидального тока с активным и  индуктивным сопротивлениями. 2. Исследование последовательной цепи синусоидального тока с активным и  емкостным сопротивлениями. 2 2 2 82 10 2 8 2 2 2 2 21 2 8 2 2 3. Исследование последовательной цепи синусоидального тока и резонанса  напряжений  Исследование параллельной цепи синусоидального тока и резонанса токов. 4. Практические работы: 1. Расчет неразветвленных цепей синусоидального тока. Построение векторных 2. диаграмм, треугольников сопротивлений и мощностей.  Расчет разветвленных цепей синусоидального тока. Построение векторных  диаграмм.  Расчет цепей синусоидального тока с последовательно­параллельным соединением  активного и реактивного элементов. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Действующее и среднее значения синусоидального тока. Изображение  3. синусоидальных величин с помощью вращающихся векторов. Волновые и векторные  диаграммы 2. Коэффициент мощности и его технико­экономическое значение. 3. Резонансные кривые. Резонанс напряжений. Условия получения и особенности Содержание учебного материала: 1. Общие сведения о комплексных числах. Комплексные выражения тока и  напряжения. Комплексные сопротивления и проводимости. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Комплексная мощность Практические работы: 1. Расчет разветвленных цепей с применением комплексного метода. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Расчет цепей методом двух узлов с применением комплексного метода Содержание учебного материала: 1. Трехфазная система ЭДС и токов. Устройство трехфазного электромашинного  генератора. Соединение фаз звездой и треугольником 2. Соединение приемников энергии звездой. Фазные и линейные напряжения и токи.  Расчет четырехпроходной трехфазной цепи. Мощность трехфазной цепи Соединение приемников энергии треугольником. Фазные и линейные напряжения и  токи Мощность трехфазной цепи Лабораторные работы: 1. 2. Исследование трехфазной цепи, соединенной треугольником.  Исследование трехфазной цепи, соединенной звездой. 2 2 6 2 2 5 2 1 2 6 2 2 2 2 2 19 2 2 4 2 2 2 2 2 Тема 7.3. Комплексный метод расчета электрических цепей Трехфазные электрические Тема 7.4. цепи. Практические работы: 1. Расчет симметричного режима трехфазных цепей, соединенных звездой и  треугольником. 2. Расчет несимметричного режима трехфазной цепи, соединенной звездой с нулевым  проводом и без него. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Короткое замыкание фазы приемника при отключенном нейтральном проводе.  Определение фазных напряжений приемника  Принцип действия синхронного и асинхронного электродвигателей. 2.  Расчет несимметричного режима трехфазной цепи, соединенной треугольником. 3. 4. Роль нейтрального провода при соединении приемников энергии звездой. Обрыв  фазы приемника энергии при отключенном нейтральном проводе Содержание учебного материала: 1. Причины возникновения несинусоидальности ЭДС, токов и напряжений. Понятие о  разложении несинусоидальной периодической величины в тригонометрический ряд. Расчет линейной электрической цепи при несинусоидальной периодической ЭДС.  Действующее значение несинусоидальных периодических тока. Напряжения и ЭДС.  Мощность при несинусоидальном токе. Практические работы: 1. Расчет электрической цепи при несинусоидальной периодической ЭДС. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Понятие о коэффициентах формы, амплитуды и искажения. Содержание учебного материала: 1. Магнитные цепи постоянного тока. Классификация магнитных цепей. Закон Ома  для магнитной цепи. Магнитное сопротивление. Расчет неразветвленных  однородных и неоднородных магнитных цепей. Законы Кирхгофа для магнитной  цепи. Нелинейные элементы цепей переменного тока. Выпрямление переменного тока Практические работы: 1. Расчет симметричной неразветвленной однородной и неоднородной магнитной цепи. Самостоятельная работа обучающихся: 4 2 2 7 2 2 2 1 6 2 2 2 2 2 8 2 2 2 4 2 2 Тема 7.5. Электрические цепи с несинусоидальными ЭДС Тема 7.6. Нелинейные и магнитные цепи синусоидального тока Тема 7.7. Переходные процессы в линейных электрических цепях Раздел 8. Тема 8.1. Схемы электроснабжения 1. Напряжение, ток и магнитный поток в катушке со стальным сердечником. Понятие  об эквивалентной синусоиде. Векторная диаграмма. 2. Потери энергии в ферромагнитном сердечнике катушки. Векторная диаграмма с  учетом потока рассеяния. Содержание учебного материала: 1. Характеристика переходных процессов. Законы коммутации. Включение цепи с  резистором и конденсатором под постоянное напряжение. Постоянная времени  цепи. Уравнения и графики напряжения на конденсаторе и тока в цепи 2. Короткое замыкание цепи с резистором и индуктивной катушкой. Уравнения и  графики переходного тока. Практические работы: 1. Расчет переходного процесса цепи с резистором и конденсатором при включении ее  под постоянное напряжение. Самостоятельная работа обучающихся: 1. Короткое замыкание цепи с резистором и конденсатором. Уравнения и графики  напряжения на конденсаторе и тока в цепи. 2. Включение цепи с резистором и индуктивной катушкой под постоянное напряжение. Уравнения и графики переходного тока. 3. Расчет переходного процесса цепи с резистором и индуктивной катушкой при  включении ее под постоянное напряжение. Схемы электроснабжения Содержание учебного материала: 1. Виды схем электроснабжения. Категории электроприемников. Элементы схем.  Магистральная и радиальная схемы распределения энергии. Тупиковая схема  электроснабжения. Кольцевая схема электроснабжения . Схемы питающей сети с  автоматическим включением резервного (АВР) питания. Схемы электроснабжения  трансформаторной подстанции с АВР на стороне высшего напряжения  Схема  автоматизированной распределительной сети Питание сетей электрического освещения.  Самостоятельная работа обучающихся: 1. Питание сетей электрического освещения. Схемы электроснабжения  трансформаторной подстанции с АВР на стороне высшего напряжения   Раздел 9. Тема 9.1. Основные правила эксплуатации электрооборудования Содержание учебного материала: 2 2 2 2 2 12 2 2 2 2 6 2 2 2 4 4 2 2 2 2 2 Основные правила эксплуатации электрооборудования Раздел 10. Тема 10.1. Способы экономии электроэнергии 1. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Организация  эксплуатации электроустановок. Электрооборудование и электроустановки общего  назначения. Электроустановки специального назначения. (Силовые трансформаторы и реакторы. Распределительные устройства и подстанции.  Воздушные линии  электропередачи и токопроводы.  Кабельные линии.  Электродвигатели.  Релейная  защита, электроавтоматика, телемеханика и вторичные цепи. Заземляющие  устройства. Защита от перенапряжений). Способы экономии электроэнергии Содержание учебного материала: 1 Организационно­технические мероприятия по экономии электрической энергии. Способы экономии электроэнергии: при эксплуатации электрооборудования,  отопительных систем, осветительных установок, при оплате за электроэнергию. Самостоятельная работа обучающихся: 1 Электрооборудование и электроустановки общего назначения: Конденсаторные  установки. Аккумуляторные установки. Средства контроля, измерений и учета.   Электрическое освещение. Раздел 11. Тема 11.1. Основные электротехнические материалы Основные электротехнические материалы Содержание учебного материала: 1. Классификация электротехнических материалов.  Свойства основных электротехнических материалов.  Применение основных электротехнических материалов. Раздел 12.           Тема 12.1. Правила сращивания, спайки и изоляции проводов Самостоятельная работа обучающихся: 1. Электротехнические материалы в современной электротехнике Правила сращивания, спайки и изоляции проводов Содержание учебного материала: 1 Организация рабочего места при сращивании, спайке  и изоляции  проводов.  Техника безопасности при выполнении работ. Материалы, инструменты  приспособления.  Методика выполнения сращивания, спайки и изоляции проводов. Проведение  контроля качества выполняемых работ; Самостоятельная работа: 1 Контроль качества выполняемых работ при сращивании, спайке  и изоляции   проводов; 2 4 4 2 2 2 4 4 2 2 2 4 4 2 2 2 2 2 2 2 Итого  165