ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ
государственное профессиональное образовательное учреждение
«БЕЛОВСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ »
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
по выполнению домашней контрольной работы
ОП.02 Электротехника и электроника
для специальности
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
вид подготовки: базовый
форма обучения: заочная
1курс
Белово
2016
Составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям техникума на основе рабочей программы, рассмотрены на цикловой комиссии ,на заседании методического совета и рекомендованы к использованию в учебном процессе
Рассмотрены на заседании ЦМК
Протокол №
От «____»_______20___г
Председатель ЦМК
|
Рассмотрены на заседании
методического совета и рекомендованы к
использованию в учебном процессе
Протокол № ____ от «___»_____201_
Председатель МС_____________ А.Р.Анохина
|
Составитель
Преподаватель общепрофессиональных дисциплин Горохов В.А
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Содержание дисциплины
Контрольные вопросы для самопроверки
Методические указания по выполнению контрольной работы
Требования по выбору варианта контрольной работы
Вопросы и задания к контрольной работе
Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие рекомендации предназначены обучающимся заочного обучения специальности « Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)» техникума для выполнения домашней контрольной работы и подготовки к экзамену.
Обязательным элементом изучения дисциплины является выполнение домашней контрольной работы. Программа дисциплины «Электротехника и электроника» предусматривает изучение процессов, происходящих в электрических цепях постоянного и переменного тока; устройств, принципа действия электроизмерительных приборов, электромагнитных аппаратов, электрических машин и их практического применения; устройств и принципа действия электронных, фотоэлектронных и полупроводниковых приборов.
В результате освоения дисциплины обучающий должен уметь:
подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;
правильно эксплуатировать электрооборудование и механизмы передачи движения технологических машин и аппаратов;
рассчитывать параметры электрических, магнитных цепей;
снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;
собирать электрические схемы;
читать принципиальные, электрические и монтажные схемы.
В результате освоения дисциплины обучающий должен знать:
классификацию электронных приборов, их устройство и область применения;
методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;
основные законы электротехники;
основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения электрических величин;
основы теории электрических машин; принцип работы типовых электрических устройств;
основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках;
параметры электрических схем и единицы их измерения;
принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;
принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;
свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;
способы получения, передачи и использования электрической энергии;
характеристики и параметры магнитных полей.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. Электротехника
Тема 1.1. Электрическое поле. Электрический ток.
Электрические заряды. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Электрический потенциал и напряжение. Измерение напряжения. Проводники, диэлектрики и полупроводники. Электрическая емкость и конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Способы соединения конденсаторов Электрический ток. Измерение электрического тока. Электрическая цепь и ее элементы. Сопротивление и проводимость. Закон Ома. Способы соединения сопротивлений. Работа и мощность. Измерение мощности
Тема 1.2. Простые и сложные электрические цепи постоянного тока
Неразветвленные электрические цепи постоянного тока. Потенциальная диаграмма. Разветвленные электрические цепи постоянного тока. Первый закон Кирхгофа. Тепловое действие электрического тока. Закон ДжоуляЛенца. Выбор сечения проводов по допустимому нагреву и допустимой потере напряжения Общие сведения о сложных электрических цепях. Второй закон Кирхгофа.Расчет сложных электрических цепей методом узловых и контурных уравнений. Расчет сложных электрических цепей методом контурных токов. Расчет сложных электрических цепей методом узлового напряжения. Расчет сложных электрических цепей методом наложения
Тема 1.3. Магнитное поле. Ферромагнетизм. Магнитная цепь
Определение и основные свойства магнитного поля. Величины, характеризующие магнитное поле.Закон полного тока. Магнитное поле в прямолинейном проводе, в кольцевой и прямой катушках.Сила взаимодействия токов двух параллельных проводов. Классификация ферромагнитных материалов. Петля гистерезиса. Магнитная цепь. Закон Ома и законы Кирхгофа для магнитных цепей. Расчеты магнитных цепей
Тема 1.4. Электромагнитная индукция
Явление электромагнитной индукции. Преобразование электрической энергиимеханическую.Явление самоиндукции. Индуктивность. Явление взаимной индукции.Взаимная индуктивность. Энергия магнитного поля
Тема 1.5. Однофазный переменный ток
Получение переменного синусоидального тока. Принцип работы генератора переменного тока.Период и частота, действующее и среднее значения, фаза и разность фаз переменного тока.Элементы цепи переменного тока. Цепь с активным сопротивлением. Цепь с индуктивностью. Цепь с емкостью. Неразветвленные цепи переменного тока. Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью. Цепь с активным сопротивлением и емкостью. Общий случай неразветвленной цепи переменного тока. Колебательный контур. Резонанс напряжений. Разветвленные цепи переменного тока. Цепь с двумя параллельно соединенными катушками индуктивности. Цепь с параллельным соединением катушки и конденсатора. Общий случай цепи с параллельными ветвями. Резонанс токов. Коэффициент мощности и способы его улучшения
Тема 1.6. Трехфазный переменный ток
Трехфазная симметричная система ЭДС. Соединение обмоток трехфазного генератора «звездой».Соединение обмоток трехфазного генератора «треугольником». Соединение приемников энергии «звездой». Роль нейтрального провода. Соединение приемников энергии «треугольником»
Тема 1.7. Периодические несинусоидальные токи
Причины возникновения несинусоидальных напряжений и токов. Виды несинусоидальных кривых.Выражение несинусоидальных токов и напряжений рядами Фурье. Расчет электрической цепи при несинусоидальном напряжении
Тема 1.8. Переходные процессы в электрических цепях.
Законы коммутации. Процесс разряда и заряда конденсатора. Короткое замыкание участка цепи с активным сопротивлением и индуктивностью. Подключение цепи с активным сопротивлением и индуктивностью к источнику постоянного напряжения.
Раздел 2. Электроника
Тема 2.1. Полупроводниковые приборы
Свойства pn-перехода. Собственная и примесная проводимости полупроводниковых материалов. Pn-переход и его свойства. Равновесное, пропускное и запирающее состояния pn-перехода. Емкость pn-перехода. Пробой pn-перехода.
Полупроводниковые диоды. Полупроводниковые выпрямительные диоды, лавинные диоды, их устройство и принцип действия. Основные характеристики и параметры приборов, условное графическое обозначение на схеме, маркировка (буквенно-цифровое обозначение), область применения. Схемы включения диодов.
Транзисторы. Биполярные транзисторы; их устройство и принцип действия, усилительные свойства. Схемы включения транзисторов с общей базой (ОБ), общим эмиттером (ОЭ). Статический и нагрузочный режимы работы. Особенности работы транзистора в ключевом режиме. Основные характеристики и параметры приборов, условное графическое обозначение на схеме, маркировка (буквенно-цифровое обозначение), область применения. Полевые транзисторы; основные характеристики и параметры, условное графическое обозначение на схеме, маркировка (буквенно-цифровое обозначение), область применения. Составные транзисторы; их назначение.
Тиристоры. Устройство и принцип действия, основные характеристики и параметры, условное графическое обозначение на схеме, маркировка (буквенно-цифровое обозначение), область применения.
Специальные типы полупроводниковых приборов. Стабилитроны и туннельные диоды; их устройство и принцип действия. Фоторезисторы, фотодиоды, светодиоды, оптроны; их устройство и принцип действия, область применения
Тема 2.2. Электронные преобразователи
Классификация, основные элементы и параметры электронных преобразователей. Назначение электронных выпрямителей, структурные схемы.
Однофазные преобразователи. Схемы выпрямления электронных выпрямителей однофазного тока: однополупериодная, двухполупериодная с нулевой точкой, двухполупериодная мостовая. Соотношения между выпрямленными и переменными напряжениями и токами.
Трехфазные преобразователи. Трехпульсовая и шестипульсовые схемы выпрямления. Принцип действия и параметры схем выпрямления.
Регулируемые преобразователи. Классификация. Схемы и принцип действия тиристорных преобразователей.
Сглаживающие фильтры. Назначение, классификация, принцип действия. Коэффициенты сглаживания
Тема 2.3. Электронные усилители и генераторы.
Классификация, характеристики и параметры электронных усилителей.
Принцип усиления сигналов и обратная связь в усилителях. Структурная схема усилителя. Режимы работы усилительных элементов. Виды обратных связей, их применение.
Усилители напряжения. Основные особенности усилителей на транзисторах. Достоинства и недостатки каждого каскада.
Усилители мощности. Требования, предъявляемые к усилительным каскадам мощности. Достоинства и недостатки каждого усилителя. Принципы построения многокаскадных усилителей. Виды межкаскадных связей.
Усилители постоянного тока. Принцип действия.
Электронные генераторы. Назначение. Классификация. Колебательные контуры. Принцип возникновения синусоидальных колебаний.
Автогенераторы. Назначение. Структурная схема. Схемы электронных генераторов, принцип действия. Условия возбуждения автогенераторов. Причины нестабильности частоты генераторов. Методы стабилизации.
Защита электронных устройств. Режимы работы и виды защиты полупроводниковых приборов. Схемы стабилизации напряжения.
Тема 2.4. Основы микроэлектроники. Импульсная техника
Общие сведения об интегральных микросхемах. Классификация. Уровень интеграции. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы; их особенности, применение, обозначение.
Операционные усилители. Требования, предъявляемые к операционным усилителям. Дифференциальный усилительный каскад. Основные характеристики и параметры. Применение операционных усилителей.
Общие сведения о микропроцессорах. Назначение. Общая характеристика. Мощность микропроцессора.
Внутреннее построение микропроцессора. Структурная схема. Принцип работы основных узлов
Электрические импульсы, их параметры и схемы преобразования. Назначение и принцип действия формирующих цепей.
Генераторы электрических импульсов. Генератор пилообразного напряжения. Схема и принцип действия. Мультивибраторы. Схемы и принцип действия.
Импульсные усилители. Назначение, виды, схемы, принцип действия.
Триггеры. Назначение, виды, схемы, принцип действия
Тема 2.5 Логические элементы.
Общие сведения о логических элементах и операциях. Назначение, классификация логических элементов. Логический базис.
Основные и комбинированные логические элементы. Условные обозначения, таблицы соответствия, схемы.
Логические операции на полупроводниковых элементах. Логические элементы в дискретном и интегральном исполнении. Схемы, принцип действия.
Раздел 3. Электрические машины
Тема 3.1 Электрические машины постоянного тока.
Назначение, классификация, принцип действия. Устройство, назначение узлов и деталей электрической машины. Реакция якоря. Коммутация электрической машины. Схемы возбуждения и характеристики генераторов и двигателей. Пуск в ход, регулирование частоты вращения якоря электродвигателя
Тема 3.2. Электрические машины переменного тока.
Устройство, назначение узлов синхронного генератора. Реакция якоря синхронного генератора. способы возбуждения. Устройство, назначение узлов асинхронного двигателя.Характеристики асинхронных двигателей. Пуск в ход, регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных электродвигателей
Тема 3.3. Трансформаторы
Назначение, конструкция, принцип действия трансформатора. Схемы и группы соединения обмоток трансформатора. Режимы работы трансформатора. Потери в трансформаторе и коэффициент полезного действия
Раздел 4. Электрические измерения
Тема 4.1. Методы измерений
Классификация методов измерений. Погрешности. Единицы, эталоны, меры электрических величин
Тема 4.2. Приборы непосредственной оценки.
Аналоговые электроизмерительные приборы.Цифровые электроизмерительные приборы
Тема 4.3. Измерение электрических параметров
Измерение электрических сопротивлений. Измерение мощности электрического тока. Измерение электрической энергии. Измерение угла сдвига фаз и частоты переменного тока. Измерение электрических параметров воздушных линий электропередачи. Расширение пределов измерений. Шунты. Добавочные резисторы
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Основные характеристики электрического поля: напряженность электрического поля, электрическое напряжение.
Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
Краткие сведения о различных электроизоляционных материалах и их практическое использование. Основные характеристики электрического поля: напряженность электрического
Электрическая емкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов.
Общие сведения об электрических цепях.
Электрический ток: разновидности, направление, величина и плотность.
Электрическая проводимость и сопротивление проводников.
Законы Ома.
Проводниковые материалы: основные характеристики, материалы с малым удельным сопротивлением, сверхпроводники, материалы с большим удельным сопротивлением.
Основные элементы электрических цепей постоянного тока. Режимы электрических цепей.
Источники и приемники электрической энергии, их мощность и КПД.
Законы Кирхгофа.
Нелинейные электрические цепи постоянного тока.
Основные свойства и характеристики магнитного поля.
Индуктивность: собственная, катушки, взаимная. Коэффициент магнитной связи.
Электромагнитные силы.
Магнитные свойства вещества.
Электромагнитная индукция.
Принципы преобразования механической энергии в электрическую и электрическую энергию в механическую.
Общие сведения об электрических измерениях и электроизмерительных приборах. Классификация электроизмерительных приборов.
Измерение тока. Приборы, погрешности, расширение пределов измерения амперметров.
Измерение напряжения. Приборы, погрешности, расширение пределов измерения вольтметрами.
Измерение электрического сопротивления. Косвенные и прямые измерения.
Переменный ток: определения, получение. Характеристики.
Векторная диаграмма и ее обоснование. Элементы и параметры электрических цепей переменного тока.
Трехфазная система электрических цепей трехфазная цепь.
Соединение обмоток генератора. Фазные и линейные напряжения, соотношения между ними.
Соединение потребителей, применение этих соединений.
Назначение трансформаторов. Классификация, конструкция.
Принцип действия и устройство трансформатора. Режимы работы.
Типы трансформаторов и их применение: трехфазные, многообмоточные, сварочные, измерительные, автотрансформаторы.
Назначение машин переменного тока и их классификация. Устройство машин переменного тока.
Пуск и регулировка частоты вращения двигателей переменного тока.
Однофазный электродвигатель.
Устройство и принцип действия машины постоянного тока.
Генераторы постоянного тока.
Электродвигатели постоянного тока.
Понятие об электроприводе. Классификация.
Выбор электродвигателей по техническим характеристикам.
Нагрев и охлаждение электродвигателей. Режимы работы электродвигателей.
Схемы управления электродвигателей: общие сведения, магнитные пускатели, релейно-контактная аппаратура
Схемы электроснабжения потребителей электрической энергии, общая схема электроснабжения, понятие об энергетической системе и электрической системе.
Простейшие схемы электроснабжения промышленных предприятий, схемы осветительных электросетей.
Элементы устройства электрических сетей: воздушные линии, кабельные линии, электропроводки, трансформаторные подстанции.
Выбор проводов и кабелей.
Эксплуатация электрических установок: компенсация реактивной мощности, экономия электроэнергии.
Защитное заземление, защита от статического электричества.
Приведите классификацию фотоэлектронных приборов. Поясните смысл внешнего и внутреннего фотоэффекта.
Опишите устройство фотоэлементов с внешним фотоэффектом, принцип действия. Приведите их характеристики. Укажите область применения.
Объясните устройство фотоприемников с внутренним фотоэффектом (фоторезисторов) и принцип их работы. Приведите их характеристики и укажите применение.
Объясните электрофизические свойства полупроводников. Электропроводность полупроводников и влияние примесей на их проводимость.
|
