ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.03. Электротехника 23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог

стр.

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

6

условия реализации учебной дисциплины

20

Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

21

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

135

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

90

в том числе:

Практические занятия

45

контрольная работа

Самостоятельная (внеаудиторная) работа обучающегося (всего)

45

в том числе:

проработка конспекта занятий, дополнительной литературы выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям

Итоговая аттестация в форме экзамена

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная (внеаудиторная) работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1.

Электростатика

6

Тема 1.1.

Электрическое поле

Содержание учебного материала

3

1

1. Электрические заряды, электрическое поле.

2. Характеристики электрического поля.

3. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы , выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

3

3

Темы для самостоятельного изучения

1. Электрические заряды, электрическое поле, закон Кулона, диэлектрическая проницаемость.

2. Основные характеристики электрического поля: напряженность, электрическое напряжение, электрический потенциал, единицы измерения.

3. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

Тема 1.2.

Электрическая емкость и конденсаторы

Содержание учебного материала

3

2

1. Электрическая емкость.

2. Конденсаторы, электрическая емкость конденсаторов.

3. Соединение конденсаторов.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

3

Темы для самостоятельного изучения

1. Понятие «электрическая емкость». Емкость конденсатора. Единицы измерения.

2. Конденсаторы, их виды, условные обозначения. Энергия электрического поля.

3. Соединение конденсаторов в батареи.

Раздел 2.

Электрические цепи постоянного тока

17

2

Тема 2.1.

Электрический ток, сопротивление, проводимость

Содержание учебного материала

2

1. Основные понятия постоянного электрического тока. Закон Ома.

2. Электрическое сопротивление и проводимость.

Практические занятия

1. Проверка закона Ома для участка цепи.

2. Резисторы, реостаты, потенциометры.

2

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Электрический ток, направление тока, сила тока, плотность тока, единицы измерения. Зависимость сопротивления от температуры. Понятие о линейных и нелинейных элементах.

2. Закон Ома для участка цепи безэлектродвижущей силы (далее - ЭДС). Сопротивление и проводимость, единицы измерения. Резисторы, реостаты, потенциометры, их условные обозначения, схемы включения.

Тема 2.2.

Электрическая энергия и мощность

Содержание учебного материала

3

2

1. Электродвижущая сила источника электрической энергии.

2. Работа и мощность в электрической цепи, единицы измерения. Баланс мощностей, электрический КПД. 3. Закон Джоуля-Ленца.

Практические занятия

1. Изучение способов измерения электрической энергии и мощности, правил эксплуатации амперметра, вольтметра, ваттметра, мегаоммметра и электронного тестера.

2. Замкнутая электрическая цепь, основные элементы.

2

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Замкнутая электрическая цепь, основные элементы. Баланс мощностей, электрический КПД. Закон Джоуля-Ленца.

2. Электродвижущая сила источника электрической энергии. Тепловое действие электрического тока. Защита проводов от перегрузки

Тема 2.3.

Расчет электрических цепей постоянного тока

Содержание учебного материала

2

2

1. Законы Кирхгофа.

2. Эквивалентное сопротивление цепи.

Контрольная работа

1

Контрольная работа по теме «Расчет электрических цепей постоянного тока»

Практические занятия

1. Исследование цепи постоянного тока с последовательным и параллельным соединением резисторов.

2. Моделирование обрыва цепи.

3. Последовательное, параллельное, смешанное соединение потребителей.

4. Расчет сложных электрических цепей методами законов Кирхгофа и узлового напряжения.

4

Определение падения потери напряжения, потери мощности и определение КПД в линии электропередачи.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

4

Темы для самостоятельного изучения

1. Схема замещения электрической цепи. Ветвь, узел, контур электрической цепи.

2. Первый закон Кирхгофа. Второй закон Кирхгофа. Работа источника электрической энергии в режиме генератора и потребителя (двигателя).

3. Свойства последовательного соединения. Эквивалентное сопротивление.

4. . Свойства параллельного соединения. Эквивалентное сопротивление и проводимость.

Тема 2.4.

Химические источники электрической энергии. Соединение химических источников в батарею

Содержание учебного материала

2

2

1. Основные сведения о химических источниках электрической энергии. Последовательное, параллельное и смешанное соединение химических источников в батарею.

2. Сравнительный анализ кислотных и щелочных батарей. Применение кислотных и щелочных батарей на подвижном составе железных дорог.

Самостоятельная работа обучающихся

1

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

Темы для самостоятельного изучения

1. Гальванические химические источники электрической энергии, устройство, емкость,электродвижущая сила (далее - ЭДС). Щелочные аккумуляторы, устройство, емкость, ЭДС. Кислотные аккумуляторы, устройство, емкость, ЭДС. Свойства последовательного соединения химических источников электрической энергии в батарею. Свойства параллельного соединения химических источников электрической энергии в батарею. Свойства смешанного соединения химических источников электрической энергии в батарею.

Раздел 3.

Электромагнетизм

6

2

Тема 3.1.

Магнитное поле постоянного тока

Содержание учебного материала

3

1. Магнитное поле и его характеристики.

2. Магнитные свойства материалов.

3. Электромагнитная сила.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу. подготовка к практическим занятиям.

1

Темы для самостоятельного изучения

1. Понятие магнитного поля, графическое изображение магнитных полей постоянного магнита, проводника с током, кругового тока, катушки с током. Мнемонические правила: правило «правого винта», правило «обхвата правой руки». Магнитные полюса. Характеристики магнитного поля: магнитный поток, магнитная индукция, напряженность магнитного поля, магнитное потокосцепление, единицы измерения. Магнитная проницаемость, магнитные материалы. Намагничивание ферромагнетиков. Гистерезис. Действие магнитного поля на проводник с током. Мнемоническое правило «левой руки».

Тема 3.2.

Электромагнитная индукция

Содержание учебного материала

1

2

Явление электромагнитной индукции, закон электромагнитной индукции, правило Ленца. Вихревые токи.

Явление самоиндукции, электродвижущая сила (далее - ЭДС) самоиндукции, индуктивность.

Практические занятия

1. Проверка законов электромагнитной индукции.

2. Явление взаимоиндукции, ЭДС взаимоиндукции, взаимная индуктивность.

2

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, , дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

1

Темы для самостоятельного изучения

1. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции, правило Ленца. Вихревые токи, потери, использование. Движение проводника в магнитном поле, ЭДС индукции, мнемоническое правило «правой руки». Явление самоиндукции, ЭДС самоиндукции, индуктивность. Явление взаимоиндукции, ЭДС взаимоиндукции, взаимная индуктивность. Принцип действия трансформатора.

Раздел 4.

Электрические цепи переменного однофазного тока

18

Тема 4.1.

Синусоидальный электрический ток

Содержание учебного материала

3

2

1. Получение переменного синусоидального тока. Характеристики синусоидально изменяющихся величин электрического тока.

2. Графическое изображение синусоидально изменяющихся величин.

3. Действующее и среднее значения переменного тока.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Получение переменного однофазного тока, волновая и векторная диаграммы синусоидального тока. Электрическая цепь переменного тока с активным сопротивлением, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, активное сопротивление, активная мощность, единицы измерения. Электрическая цепь переменного тока с индуктивностью, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, индуктивное сопротивление, реактивная мощность, единицы измерения.

2. Параметры переменного синусоидального тока: мгновенное, амплитудное, действующее, среднее значение; частота, угловая частота, период, начальная фаза, сдвиг фаз. Электрическая цепь переменного тока с емкостью, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, емкостное сопротивление, реактивная мощность. Электрическая цепь переменного тока с последовательным соединением элементов, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, полное сопротивление, полная мощность, коэффициент мощности, единицы измерения.

Тема 4.2.

Линейные электрические цепи синусоидального тока

Содержание учебного материала

2

2

1. Активное сопротивление, индуктивность, емкость в цепи переменного тока. Закон Ома, реактивное сопротивление, векторные диаграммы.

2. Закон Ома, полное сопротивление, полная мощность, векторные диаграммы, треугольники сопротивлений, треугольники мощностей, коэффициент мощности.

Практические занятия

1. Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности.

2. Цепь переменного тока с параллельным соединением элементов, векторные диаграммы, проводимости.

3. Цепь переменного тока с последовательным соединением элементов

3

Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости.

Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением катушек индуктивности.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

5

Темы для самостоятельного изучения

1. Электрическая цепь переменного тока с активным сопротивлением, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, активное сопротивление, активная мощность, единицы измерения.

2. Электрическая цепь переменного тока с индуктивностью, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, индуктивное сопротивление, реактивная мощность, единицы измерения.

3. Электрическая цепь переменного тока с емкостью, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, емкостное сопротивление, реактивная мощность, единицы измерения.

4. Электрическая цепь переменного тока с последовательным соединением элементов, векторные диаграммы напряжений и тока. Закон Ома, полное сопротивление, полная мощность, коэффициент мощности, единицы измерения. Треугольники сопротивлений и мощностей.

5. Электрическая цепь переменного тока с параллельным соединением катушек индуктивности, векторные диаграммы напряжения и токов. Закон Ома, полня проводимость, полная мощность, коэффициент мощности, единицы измерения. Треугольники проводимостей и мощностей. Электрическая цепь переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора, векторные диаграммы напряжения и токов. Закон Ома, полня проводимость, полная мощность, коэффициент мощности, единицы измерения. Треугольники проводимостей и мощностей.

Тема 4.3.

Резонанс в электрических цепях переменного однофазного тока

Содержание учебного материала

2

2

1. Резонанс напряжений. Резонанс токов.

2. Коэффициент мощности, его значение, способы улучшения.

Практические занятия

1. Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности и конденсатора.

2. Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора.

3. Резонанс напряжений.

4. Последовательное соединение катушки индуктивности и конденсатор.

5. Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора.

6. Резонанс токов

6

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Последовательное соединение катушки индуктивности и конденсатора, векторная диаграмма тока и напряжений, закон Ома, треугольник сопротивлений и мощностей. Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора, векторная диаграмма напряжения и токов, закон Ома, треугольник проводимостей и мощностей

2. Резонанс напряжений, условия возникновения. Резонанс токов, условия возникновения, применение. Коэффициент мощности, его значение, способы улучшения..

Тема 4.4.

Расчет цепей переменного тока символическим методом

Содержание учебного материала

2

2

1. Три формы комплексных чисел, комплексная плоскость. Напряжения и токи в комплексной форме,

Закон Ома, сопротивления и проводимости в комплексной форме.

2. Мощности в комплексной форме.

Расчет неразветвленных цепей переменного тока символическим методом.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Алгебраическая, тригонометрическая и показательная формы комплексных чисел, комплексная плоскость. Мощности в комплексной форме.

2. Выражение синусоидальных напряжений и токов комплексными числами. Закон Ома в символической форме. Комплексные сопротивления и проводимости.

Раздел 5.

Трехфазные цепи

10

Тема 5.1.

Получение трехфазного тока

Содержание учебного материала

2

2

1. Получение трехфазной системы ЭДС. Трехфазный генератор.

2. Соединение обмоток трехфазного генератора. Фазные и линейные напряжения, векторные диаграммы.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

1

Темы для самостоятельного изучения

1. Получение трехфазного тока, принцип действия простейшего трехфазного генератора. Соединение обмоток трехфазного генератора «звездой», фазные и линейные напряжения, векторные диаграммы напряжений. Соединение обмоток трехфазного генератора «треугольником», фазные и линейные напряжения, векторные диаграммы напряжений.

Тема 5.2.

Расчет цепей трехфазного тока

Содержание учебного материала

2

2

1. Соединение потребителей «звездой».

2. Соединение потребителей «треугольником».

Практические занятия

1. Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей «звездой».

2. Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей «звездой».

3. Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей «треугольником».

4. Исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей «треугольником».

5. Фазные и линейные напряжения и токи, векторные диаграммы.

6. Роль нейтрального (нулевого рабочего) провода

6

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

3

Темы для самостоятельного изучения

1. Соединение нагрузки «звездой». Векторные диаграммы напряжений и токов.

2. Симметричная и несимметричная нагрузка при соединении «звездой» Соотношение между фазными и линейными токами.

3. Роль нейтрального провода при соединении нагрузки «звездой». Симметричная и несимметричная нагрузка при соединении «треугольником». Соотношение между фазными и линейными токами.

Раздел 6.

Цепи несинусоидального тока

2

Содержание учебного материала

2

2

1. Причины возникновения несинусоидальных токов. Несинусоидальные напряжения и токи, их выражения.

2. Действующие значения несинусоидального тока и напряжения. Мощность в электрической цепи при несинусоидальном токе.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Причины возникновения несинусоидальных ЭДС, напряжений и токов. . Действующие значения несинусоидального тока и напряжения (без вывода). Мощность в электрической цепи при несинусоидальном токе (без вывода).

2. Ряды Фурье. Измерение величин несинусоидального тока.

Раздел 7.

Электрические измерения

16

Тема 7.1.

Измерительные приборы

Содержание учебного материала

2

2

1. Средства измерения электрических величин.

2. Устройство электроизмерительных приборов.

Практические занятия

1. Ознакомление с устройством электроизмерительных приборов.

2. Ознакомление с устройством электроизмерительных приборов.

3. Погрешность приборов.

3

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к лабораторным занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Устройство, принцип действия приборов магнитоэлектрической системы, применение. Устройство, принцип действия приборов электромагнитной системы, применение. Устройство, принцип действия приборов электродинамической и ферромагнитной систем, применение

2. Погрешность измерительных приборов. Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов. Расчет и подбор шунтов и добавочных сопротивлений для увеличения предела измерений приборов.

Тема 7.2.

Измерение электрических сопротивлений

Содержание учебного материала

1

Классификация электрических сопротивлений.

2

Практические занятия

1. Измерение сопротивлений мостами и омметром.

2. Измерение средних электрических сопротивлений косвенным методом (амперметра-вольтметра).

3. Измерение средних сопротивлений мостом и омметром.

4. Измерение больших сопротивлений мегаомметром.

4

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

1

Темы для самостоятельного изучения

1. Классификация электрических сопротивлений: малые, средние и большие сопротивления. Схемы подключения измерительных приборов при измерении сопротивлений косвенным методом.

2

Тема 7.3.

Измерение мощности и энергии

Содержание учебного материала

1

Счетчики электрической энергии.

Практические занятия

5

1. Включение в цепь и поверка однофазного счетчика электрической энергии. Измерение энергии в цепях переменного тока

2. Измерение мощности в цепях трехфазного тока..

3. Измерение мощности в цепи постоянного тока.

4. Измерение мощности в цепи переменного тока

5. Измерение мощности в цепях трехфазного тока при равномерной и неравномерной нагрузке фаз.

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Измерение мощности в цепях однофазного переменного тока, электродинамический и ферродинамический ваттметры, принцип действия.

2. Измерение мощности в цепях трехфазного тока одним, двумя и тремя ваттметрами, схемы подключения. Принцип действия однофазного индукционного счетчика. Схема подключения.

Раздел 8.

Электрические машины

15

Тема8.1.

Трансформаторы

Содержание учебного материала

2

2

1. Принцип действия и устройство однофазного трансформатора.

2. Режимы работы, типы трансформаторов.

Практические занятия

1. Испытание однофазного трансформатора.

2. Устройство однофазного трансформатора

3. Принцип действия однофазного трансформатора

3

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Виды трансформаторов. Устройство однофазного трансформатора. Принцип действия однофазного трансформатора.

2. Режимы холостого хода, короткого замыкания однофазного трансформатора и под нагрузкой. Потери и КПД трансформаторов.

Тема 8.2.

Электрические машины постоянного тока

Содержание учебного материала

4

2

1. Основные характеристики машин постоянного тока.

2. Основные характеристики генератора постоянного тока.

3. Генераторы постоянного тока

4. Двигатели постоянного тока

Практические занятия

1. Испытание работы генератора постоянного тока.

2. Устройство и принцип действия машин постоянного тока.

3. Испытание работы двигателя постоянного тока

3

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы, выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к практическим занятиям.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Устройство машин постоянного тока. Принцип действия машин постоянного тока. Генераторы постоянного тока, независимое, последовательное, параллельное и смешанное возбуждение.

2. Способы запуска электродвигателя постоянного тока и регулирование частоты вращения. Механические и рабочие характеристики двигателя постоянного тока.

Тема 8.3.

Электрические машины переменного тока

Содержание учебного материала

1

2

1. Устройство, принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Основные параметры и характеристики трехфазного асинхронного двигателя. Однофазный асинхронный двигатель.

Практические занятия

1. Испытание трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором.

2. Методы регулирования частоты вращения трехфазного двигателя.

2

Самостоятельная работа обучающихся

Проработка конспекта занятий, дополнительной литературы , выполнение домашнего задания, решение задач и упражнений по образцу, подготовка к экзамену.

2

Темы для самостоятельного изучения

1. Устройство и основные элементы конструкции трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором. Механическая и рабочая характеристики асинхронного двигателя.

2. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Условия пуска и методы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, реверсирование. Охрана труда при эксплуатации электродвигателей.

самостоятельная работа обучающегося –

45

аудиторная учебная нагрузка обучающегося

90

Всего:

135

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

Умения:

-собирать простейшие электрические цепи;

-выбирать электроизмерительные приборы;

-определять параметры электрических цепей.

Знания:

-сущности физических процессов, протекающих в электрических и магнитных цепях;

-построения электрических цепей, порядка расчета их параметров;

-способов включения электроизмерительных приборов и методов измерения электрических величин.

Текущий контроль в форме:

- защиты отчётов по лабораторным занятиям,

Текущий контроль в форме:

- устного опроса;

- защиты отчётов по практическим занятиям,

- контрольных и тестовых заданий по темам учебной дисциплины, экзамена.