Рабочая программа учебной дисциплины ОП.02. Основы электротехники по специальности СПО 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы (базовая подготовка)
Министерство общего и профессионального образования Ростовской области
государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области
«Новочеркасский машиностроительный колледж»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ГБПОУ РО «НМК»
______________ С.И.Евтушенко
«___»_____________2015 г.
Рабочая программа учебной дисциплины
ОП.02. Основы электротехники
по специальности СПО
09.02.01 Компьютерные системы и комплексы
(базовая подготовка)
2015
Рассмотрена ЦК
Специальностей 15.02.08, 15.02.07, 13.02.11
Протокол № 1от 31.08.2015
Председатель ЦК
___________ А. В.Глазков
СОГЛАСОВАНО
Зам. директора по УР
________________ О.В.Петрова
«___»_____________2015 г.
Рабочая программа учебной дисциплины ОП.02. Основы электротехники разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы (базовая подготовка), утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 28.07.2014 № 849, зарегистрированного в Минюсте России от 21.08.2014 № 33748.
Организация-разработчик: государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области «Новочеркасский машиностроительный колледж» (ГБПОУ РО «НМК»)
Разработчик:
Э.В.Сизякина преподаватель высшей квалификационной категории
ГБПОУ РО «НМК»
Рецензенты:
Т.А.Понарина преподаватель высшей квалификационной категории
ГБПОУ РО «НМК»
( Новочеркасский машиностроительный колледж, 2015
Сизякина Э.В., 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Паспорт рабочей программы учебной дисциплины
4
Структура и содержание учебной дисциплины
5
Условия реализации учебной дисциплины...
12
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины
13
паспорт РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.02. Основы электротехники
1.1. Область применения рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины ОП.02. Основы электротехники является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС по специальности СПО 09.02.01 Компьютерные системы и комплексы (базовая подготовка), отнесенной к укрупненной группе специальностей 09.00.00 Информатика и вычислительная техника.
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании при подготовке и переподготовке по рабочим профессиям данной специальности (курсах повышения квалификации) на базе среднего общего образования. Опыт работы не требуется.
1.2. Место учебной дисциплины в структуре программы подготовки специалистов среднего звена: дисциплина является общепрофессиональной и относится к профессиональному циклу.
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:
Учебная дисциплина ОП.02. Основы электротехники способствует формированию общих и профессиональных компетенций ОК 1-9; ПК 1.1, 3.1:
ОК 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.
ПК 1.1. Выполнять требования технического задания на проектирование цифровых устройств.
ПК 3.1. Проводить контроль параметров, диагностику и восстановление работоспособности компьютерных систем и комплексов.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
применять основные определения и законы теории электрических цепей;
учитывать на практике свойства цепей с распределенными параметрами и нелинейных электрических цепей;
различать непрерывные и дискретные сигналы и их параметры.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
основные характеристики, параметры и элементы электрических цепей при гармоническом воздействии в установившемся режиме;
свойства основных электрических RC и RLC – цепочек, цепей с взаимной индукцией;
трехфазные электрические цепи;
основные свойства фильтров;
непрерывные и дискретные сигналы;
методы расчета электрических цепей;
спектр дискретного сигнала и его анализ;
цифровые фильтры.
1.4. Количество часов на освоение рабочей программы учебной дисциплины:
Максимальной учебной нагрузки обучающегося 144 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 96 часов;
самостоятельной работы обучающегося 48 часов.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.02. Основы электротехники
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)
144
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
96
в том числе:
лабораторные работы
10
практические занятия
20
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
48
в том числе:
работа с конспектом;
выполнение задач и упражнений (индивидуальные задания);;
подготовка к тестированию, устному и письменному опросу;
работа с учебной, справочной и специальной литературой; интернет-ресурсами
подготовка к лабораторным работам и практическим занятиям;
завершение оформления отчетов по лабораторно-практическим работам;
подготовка к промежуточной аттестации
10
8
6
8
8
8
Промежуточная аттестация по учебной дисциплине в форме экзамена
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.02.Основы электротехники
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные работы, практические занятия,
самостоятельная работа обучающихся
Объем
часов
Уровень
освоения
Тема 1.
Свойства материалов, применяемых в электротехнике и электронике.
Содержание учебного материала
3
Электронное строение металла собственного полупроводника и диэлектрика. Влияние температуры на свойства материалов.
2
2
Лабораторные работы
-
Практические занятия
-
Контрольные работы
-
Самостоятельная работа обучающихся:
работа с конспектом;
выполнение задач и упражнений;
подготовка устному и письменному опросу;
работа с учебной литературой;
1
Тема 2.
Основы теории электрической цепи постоянного тока.
Содержание учебного материала
51
2.1. Элементы электрической цепи, их назначение. Свойства электрических сигналов. Электрический ток. Электрический заряд. Закон сохранения заряда (нейтральности проводника) – условия наличия постоянного тока. Свойства электрического заряда. Объекты взаимодействия в концепциях дальнодействия и близкодействия.
18
2
2.2. Свойства электрического поля. Силовая и энергетическая характеристики поля, их взаимосвязь. Свойства поля точечного заряда. Свойства электрического поля в проводнике с током.
2.3. Закон Ома для участка цепи. Линейность вольт-амперной характеристики (ВАХ) резистора. Обоснование моделирования постоянного тока в проводнике течением жидкости по трубе. Зависимость сопротивления от длины, площади сечения и свойств материалов. Распределённая и сосредоточенное сопротивления. Различные схемы включения резисторов. Эквивалентная схема. Зависимость сопротивления от температуры. Нелинейность ВАХ.
2.4. Источники постоянного тока с энергетической точки зрения. «Работа» гальванического элемента. Сопротивления внешней и внутренней цепи. Электродвижущая сила (э.д.с.). Источник тока и источник напряжения. Различные схемы включения э.д.с. Эквивалентные схемы. Закон Ома для полной цепи. Закон Джоуля-Ленца.
2.5. Законы Кирхгофа как следствия законов сохранения заряда и энергии. Метод узловых и контурных уравнений для расчётов сложных электрических цепей.
2.6.Связь электрического заряда – источника поля с векторной характеристикой поля, определение потока электрического поля точечного заряда и заряженной пластины. Поле двух пластин.
2.7.Электроёмкость. Ёмкость как коэффициент пропорциональности между зарядом и напряжением. Линейность вольт-фарадной характеристики. Ёмкость плоского конденсатора. Различные схемы включения конденсаторов. Эквивалентные схемы. Ёмкость сосредоточенная и распределённая.
Распределённая ёмкость двухпроводной линии.
2.8. Магнитное поле проводника, витка и катушки с током. Магнитный поток, потокосцепление. Индуктивность.
2.9. Напряжённость магнитного поля. Закон полного тока. Магнитодвижущая сила. Магнитное сопротивление. Индуктивность катушки. Условие нелинейности индуктивности.
Лабораторная работа № 1
Измерение напряжения. Проверка измерительного прибора по эталонному.
2
Лабораторная работа № 2
Измерение электрического сопротивления. Прямые и косвенные методы измерения электрического сопротивления.
2
Лабораторная работа № 3
Определение потерь напряжения и мощности в электрических цепях.
2
Практическое занятие № 1
Решение задач (закон Ома для участка цепи с сосредоточенным и распределённым сопротивлением).
2
Практическое занятие № 2
Решение задач. (закон Ома для полной цепи с сосредоточенным и распределённым сопротивлением).
2
Практическое занятие № 3
Решение задач. (законы Кирхгофа. Сложные цепи с сосредоточенным и распределённым сопротивлением).
2
Практическое занятие № 4
Решение задач. (Метод узловых и контурных уравнений с сосредоточенным и распределённым сопротивлением).
Контрольная работа
-
Самостоятельная работа обучающихся:
работа с конспектом;
выполнение задач и упражнений;
подготовка к тестированию, (устному и письменному опросу);
работа с учебной, справочной и специальной литературой;
подготовка к лабораторным работам и практическим занятиям;
завершение оформления отчетов по лабораторным работам и практическим занятиям.
16
Тема 3.
Основы теории электрической цепи синусоидального тока
Содержание учебного материала
51
3.1. Процесс заряда конденсатора. Ток смещения. Энергия и плотность энергии электрического поля. Нагрев проводника синусоидальным током. Действующее значение тока.
24
2
3.2. Закон Фарадея. Закон Ленца. Энергия магнитного поля. Энергия и плотность энергии катушки.
3.3. Колебательный контур. Собственное колебание с энергетической точки зрения. Собственная частота. Реактивные сопротивления элементов контура. Волновое сопротивление.
3.4. Затухающие и вынужденные колебания в контуре с энергетической точки зрения. Условия возникновения установившегося режима вынужденных колебаний. Время релаксации. Добротность. Магнитная связь между элементами электрической цепи. Взаимная индуктивность. Нелинейность индуктивности.
3.5. Связь вращательного и колебательных движений как основа метода векторных диаграмм. Область применения этого метода.
3.6. Анализ и построение векторных диаграмм тока, напряжения, магнитного потока и э.д.с. индукции при различных включениях сопротивления, конденсатора и индуктивности.
3.7. Резонанс токов и напряжений.
3.8. Электрическая цепь (двухпроводная линия) с распределёнными параметрами в режимах отсутствия токов и короткого замыкания.
Лабораторная работа № 4
Косвенное измерение активного, реактивного и полного сопротивления цепи.
2
Лабораторная работа № 5
Косвенное измерение активной, реактивной и полной проводимости цепи.
2
Практическое занятие № 5
Расчёт электрической и магнитной энергий собственных колебаний в разные моме6нты времени в идеальном контуре.
2
Практическое занятие № 6
Расчёт по закону полного тока напряжённости магнитного поля в различных магнитных цепях с линейным и нелинейным значением магнитной проницаемости.
2
Практическое занятие № 7
Расчёт индуктивного сопротивления катушек при их согласном и встречном включениях
2
Контрольная работа
-
Самостоятельная работа обучающихся:
работа с конспектом;
выполнение задач и упражнений;
подготовка к тестированию, (устному и письменному опросу);
работа с учебной, справочной и специальной литературой;
подготовка к лабораторным работам и практическим занятиям;
завершение оформления отчетов по лабораторным работам и практическим занятиям.
17
Тема 4.
Трёхфазные цепи.
Содержание учебного материала
12
4.1.Характеристики трёхфазной э.д.с. в синусоидальном и векторном представлениях. Устройство генератора. Расположение намагничивающих катушек и их включение.
6
2
4.2. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия синхронной и асинхронной машины. Работа электрической машины в режиме генератора.
4.3. Включение «звезда» и «треугольник» при симметричной и асимметричной нагрузки. Роль нулевого провода.
Лабораторная работа
-
Практическое занятие № 8
Расчёт линейных и фазовых напряжений при различных включениях нагрузок.
2
Контрольная работа
-
Самостоятельная работа обучающихся:
работа с конспектом;
выполнение задач и упражнений;
подготовка к тестированию, устному и письменному опросу;
работа с учебной, справочной и специальной литературой; интернет-ресурсами
подготовка к практическому занятию;
завершение оформления отчета по практическому занятию.
4
Тема 5.
Основы спектрального анализа электрических сигналов.
Содержание учебного материала
12
5.1. Осциллограмма и спектрограмма непрерывного синусоидального и дискретного сигналов. Понятие о физическом образе и Фурье-образе таких сигналов и их взаимном соответствии. Связь между «протяжённостями» обоих образов. Графическая иллюстрация: амплитудно-модулированный сигнал и «обрывок» синусоиды.
6
2
5.2. Примеры образов апериодических сигналов (протяжённости переходных процессов) и процессов переключений дискретных сигналов. Частотный интервал возникающих помех.
5.3. Примеры несинусоидальных и дискретных токов (э.д.с.) различной природы. Представление их набором гармоник различных по амплитуде и частоте.
Лабораторная работа
-
Практическое занятие № 9
Расчёт частотного интервала помех, возникающих при различных длительностях переключений.
2
Контрольная работа
-
Самостоятельная работа обучающихся:
работа с конспектом;
выполнение задач и упражнений (индивидуальные задания);
подготовка к тестированию, устному и письменному опросу;
работа с учебной, справочной и специальной литературой;
подготовка к практическому занятию;
завершение оформления отчета по практическому занятию
4
Тема 6.
Электрические фильтры.
Содержание учебного материала
18
6.1. Устройство и принцип действия электровакуумного диода. P-n переход, принцип действия полупроводникового диода.
10
2
6.2. Выпрямитель и сглаживающий фильтр. Фильтр в цепях питания электротехнических устройств.
6.3. Пассивные RC и RLC фильтры.
6.4. Активные фильтры. Устройства электровакуумного триода и транзистора. Их работа в режиме усилителя сигналов.
6.5. Усилители различного назначения. Операционный усилитель. Активные фильтры – аналоговые фильтры и цифровой фильтр.
Лабораторная работа
-
Практическое занятие № 10
Расчёт пассивных фильтров RC и RLC.
2
Контрольная работа
-
Самостоятельная работа обучающихся:
работа с конспектом;
подготовка к тестированию, устному и письменному опросу;
работа с учебной, справочной и специальной литературой.
Подготовка к промежуточной аттестации
6
Всего:
144
3. условия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины
ОП.02.Основы электротехники
3.1. Требования к материально-техническому обеспечению
Реализация учебной дисциплины требует наличия лаборатории «Электротехники».
Оборудование и оснащение лаборатории:
лабораторные стенды по электротехнике;
рабочее место преподавателя;
5 лабораторных столов, оборудованных электроизмерительными приборами и аппаратурой управления;
переносные электроизмерительные приборы;
трансформаторы;
электродвигатели;
генератор.
Технические средства обучения:
переносные электроизмерительные приборы;
трансформаторы
персональные компьютеры;
комплект учебных плакатов;
телевизионная установка;
комплект видеофильмов;
мультимедийный проектор.
3.2. Информационное обеспечение обучения
Основная литература
Гальперин М.В. Электротехника и электроника. – М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2012.
Мартынова И.О. Электротехника: Лабораторные практические работы. – М.: КНОРУС, 2011
Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Академия, 2012.
Дополнительная литература.
4. Морозова Н.Ю. Электротехника и электроника. – М.: Академия, 2010.
Лапынини Ю.Г. и др. Контрольные материалы по электротехнике и электронике. – М.: Академия, 2011.
Лобзин С.А. Электротехника: Лабораторный практикум. – М.: Академия, 2009
Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. – М.: Академия, 2004
Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники. – М.: ФОРУМ-ИНФРА- М, 2003.
Интернет-ресурсы
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Образовательный портал
Электронный электротехнический журнал «Я электрик
Электротехника Ярочкина Решение.
beducyquxovedyw.bmp-info.ru/elektrotehnika-yarochkina-reshenie.html
- [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] smps.h18.ru/directory_electrical.html
principact.ru/content/category/10/30/115 Справочник по электроприводу: Справочник по электротехнике
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Электротехнические справочники
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Сборник задач по электротехнике и основам ... Справочник по теории электрических цепей.
4. Контроль и оценка результатов освоения
УЧЕБНОЙ Дисциплины ОП.02.Основы электротехники
Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения лабораторных работ, практических занятий, тестирования, устного опроса, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий.
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания)
Формы и методы контроля и оценки
результатов обучения
Умения:
применять основные определения и законы теории электрических цепей;
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
тестовый контроль;
защита отчетов по лабораторным работам и практическим занятиям ЛР №№ 1-5
ПЗ №№ 1-10
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №1
учитывать на практике свойства цепей с распределенными параметрами и нелинейных электрических цепей;
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
тестовый контроль;
решение задач и упражнений;
защита отчета по ЛР №3; ПЗ №№1-3
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №2
различать непрерывные и дискретные сигналы и их параметры;
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
решение задач и упражнений;
- защита отчета по ПЗ №№8-10
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №3
Знания:
основные характеристики, параметры и элементы электрических цепей при гармоническом воздействии в установившемся режиме;
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
тестовый контроль;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание№1
свойства основных электрических RC и RLC – цепочек, цепей с взаимной индукцией;
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №2
трехфазные электрические цепи;
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание№1
основные свойства фильтров,
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
. Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №2
непрерывные и дискретные сигналы,
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №3
методы расчета электрических цепей
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №2
спектр дискретного сигнала и его анализ
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №3
цифровые фильтры
Текущий контроль:
устный и письменный опрос;
Оценка самостоятельной внеаудиторной работы
Промежуточный контроль:
Экзамен – практическое задание №3
ОП.02 Основы электротехники
ПК
Умения, знания
№ темы
ПК 1.1. Разрабатывать схемы цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции.
уметь:
применять основные определения и законы теории электрических цепей;
учитывать на практике свойства цепей с распределенными параметрами и нелинейных электрических цепей;
различать непрерывные и дискретные сигналы и их параметры.
знать:
основные свойства фильтров;
непрерывные и дискретные сигналы;
спектр дискретного сигнала и его анализ;
цифровые фильтры.
ЛР №№ 1-5
ПЗ №№ 1-10
ЛР №3
ПЗ №№1-3
ПЗ №№8-10
Т.6.
Т. №5, №6
Т.№5
Т.№6
ПК 2.1. Создавать программы на языке ассемблера для микропроцессорных систем.
знать:
основные характеристики, параметры и элементы электрических цепей при гармоническим воздействии в установившемся режиме;
свойства основных электрических RC и RLC – цепочек, цепей с взаимной индукцией;
трехфазные электрические цепи;
методы расчета электрических цепей.
Т.2
Т.3.
Т.4.
Т.1
ОК
Общие компетенции, включающие в себя способность:
№ темы
ОК 1
Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес
1-6
ОК 2
Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
1-6
ОК 3
Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
1-6
ОК 4
Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития
1-6
ОК 5
Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности
1-6
ОК 6
Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями
1-6
ОК 7
Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчинённых), результат выполнения заданий
1-6
ОК 8
Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации
1-6
ОК 9
Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности
1-6
ОК 10
Использовать воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)
1-6
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Наименование разделов и тем
Макс. уч.
нагруз. студента, час.
Количество часов при очной форме обучения
Самост.
внеауд.
работа студ., час
Тема 1. Свойства материалов, применяемых в
электротехнике и электронике.
3
2
2
-
1
Тема 2. Основы теории электрической цепи постоянного тока
48
32
18
6
8
16
Тема 3. Основы теории электрической цепи синусоидального тока.
51
34
24
4
6
17
Тема 4. Трёхфазные цепи.
12
8
6
-
2
4
Тема 5. Основы спектрального анализа электрических сигналов
12
8
6
2
4
Тема 6. Электрические фильтры
18
12
10
2
6
Всего
144
96
66
10
20
48
Группировка «уметь» и «знать» :
У1., З.1., З.3., З.6.
У.2., З.2., З.4., З.6.
У.3., З.4.,З.5., З.7., З.8.
13 PAGE \* MERGEFORMAT 141815
13PAGE 15
09.02.01 РПД ОП.02 Основы электротехники, преп.Сизякина Э.В., 2015г.
13PAGE \* MERGEFORMAT14115
Заголовок 1 Заголовок 415