МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ для студентов заочной формы обучения осваивающих программу подготовки специалистов среднего звена специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ ОП.
статья

Государственное областное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Грязинский технический колледж»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

для студентов заочной формы обучения

осваивающих программу подготовки специалистов среднего звена специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт

автомобильного транспорта»

ПО УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЕ

ОП.03. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Рассмотрено на заседании

цикловой комиссии технических

дисциплин

Протокол № ____

от «____» __________ 2016 г.

Председатель цикловой комиссии __________________Э.Г. Тугуши

Грязи, 2016

Методические указания рекомендованы для использования в учебном процессе, предназначены для студентов заочной формы обучения, обучающихся по специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта». Также могут служить помощью преподавателю для подготовки к занятиям по вопросам изучения «Электротехники и электроники».

Составитель: преподаватель ГОБПОУ «ГТК» В. А. Шкатов

Рецензент: председатель цикловой комиссии Тугуши Э. Г.

                                        ОГЛАВЛЕНИЕ

Аннотация

Методические указания содержат общие сведения о порядке, правилах подготовки и представления домашней письменной контрольной работы по учебной дисциплине «Электротехника и электроника», включают примеры задач для контрольной работы, варианты контрольных заданий, рекомендуемые информационно - библиографические ресурсы.  

Предназначаются студентам заочной формы обучения ГОБОУ «ГТК».

                                                     ВВЕДЕНИЕ

Тематический план и содержание учебной дисциплины «Электротехника и электроника» студенты заочного отделения изучают на первом курсе. После окончания второго семестра студенты сдают экзамен в форме дифференцированного зачета. В период сессии студентам читаются обзорные лекции по наиболее важным и трудным разделам курса, проводятся практические занятия. В течение первого курса студент должен выполнить контрольную работу по «Электротехнике и электронике».

1.1 Область применения программы

Рабочая программа дисциплины «Электротехника и электроника» является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС специальности СПО 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» (базовый) в части освоения основного вида деятельности (ВД).

Рабочая программа учебной дисциплины «Электротехника и электроника» может быть использована в дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения квалификации и переподготовки).

1.2 Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы.

Дисциплина входит в обще профессиональный цикл. Для углубления и расширения умений и знаний по дисциплине «Электротехника и электроника» вводится вариативная часть.

1.3 Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины

Базовая часть

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

уметь:

- пользоваться измерительными приборами;

– читать электрические схемы, вести оперативный учет работы энергетических установок;

- производить проверку электронных и электрических элементов автомобиля;

- производить подбор элементов электрических цепей и схем.

знать:

– основы электротехники и электроники, устройство и принцип действия электрических машин и трансформаторов, аппаратуры управления;

- методы расчета и измерения основных параметров в электрических, магнитных и электронных цепях;

- компоненты автомобильных электронных устройств;

- устройство и принцип действия электрических машин.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность: 

ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК3. Решать проблемы, оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях.

ОК4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК5.  Использовать информационно - коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.

ОК6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК7. Ставить цели, мотивировать деятельность подчиненных, организовывать и контролировать их работу с принятием на себя ответственности за результат выполнения заданий.

ОК8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать профессиональными компетенциями, соответствующими основным видам профессиональной деятельности: 

ПК 1.1 Организовывать и проводить  работы по техническому обслуживанию и ремонту автотранспорта.

ПК 1.2 Осуществлять технический контроль при хранении, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств.

ПК 1.3 Разрабатывать технологические процессы ремонта.

ПК1.4 Организовывать безопасное ведение работ при техническом обслуживании и ремонте автотранспорта.

1.4 Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

- максимальной учебной нагрузки обучающегося 216 часов,                                

 в том числе:

– обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 18 часов,

в том числе: -  теоретическое обучение 8 часов,

- практические занятия 10 часов,

           -  самостоятельной работы обучающегося 198 часов.

Общие рекомендации студенту заочного отделения

                       по изучению курса «Электротехника и электроника»

Основной формой обучения студента заочного отделения является самостоятельная работа над учебным материалом, которая состоит из следующих элементов: изучение материала по учебникам, решение задач, ответы на вопросы  для самопроверки, выполнение контрольных работ. Во время сессии для студентов читаются обзорные лекции по наиболее важным разделам курса и проводятся практические занятия. Контрольные работы следует выполнять в течение семестра, чтобы к моменту сессии они уже были прорецензированы и допущены к очному зачёту. В период сессии проводится защита контрольных работ (студент отвечает на вопросы по контрольной работе). Студент может обращаться к преподавателю с вопросами для получения устной или письменной консультации. Указания студенту по текущей работе даются также в процессе рецензирования контрольных работ. Завершающим этапом изучения отдельных частей курса «Электротехники и электроники» является сдача экзамена в форме дифференцированного зачета. Определения, законы, правила должны формулироваться точно и с пониманием существа дела, решение задач в простейших случаях должно выполняться без ошибок и уверенно. Только при выполнении этих условий знания могут быть признаны удовлетворяющими требованиям, предъявляемым программой. Вопросы для самопроверки, приведенные в настоящем пособии, помогут проверить прочность усвоения изученного материала.

Рабочая учебная программа курса и методические указания к изучению предмета «Электротехника и электроника» разбиты на темы. В каждой теме приведены методические рекомендации и вопросы для самопроверки. Темы объединены в разделы. После изучения курса нужно выполнить контрольную работу

Указания по выполнению контрольных работ.

При выполнении контрольных работ необходимо строго придерживаться указанных ниже правил. Работы, выполненные без соблюдения этих правил, не зачитываются и возвращаются студенту для переработки.

1. Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради в клетку чернилами синего или черного цвета. Необходимо оставлять поля шириной 4-5 см для замечаний рецензента.

2.  На обложку тетради наклеивается заполненный студентом бланк, который выдается учебным заведением, В нем должны быть ясно написаны фамилия, имя и отчество студента, его учебный номер (шифр), название дисциплины, номер контрольной работы, вариант. Здесь же следует указать название учебного заведения и дату предоставления  работы в колледж.

 3.  В работу должны быть включены все задачи, указанные в задании, строго по положенному варианту. Контрольные работы, содержащие не все задачи задания, а также задачи не своего варианта, не зачитываются.

 4.  Решения задач надо располагать в порядке возрастания их номеров, сохраняя номера задач.

5.  Перед решением каждой задачи надо полностью выписать её условие. В том случае, если несколько задач, из которых студент выбирает задачи своего варианта, имеют общую формулировку, следует, переписывая условие задачи, заменить общие данные конкретными, взятыми из соответствующего номера.

 6.  Решения задач следует излагать подробно и аккуратно, объясняя и мотивируя все действия по ходу решения.

 7.  После получения прорецензированной работы, как не зачтённой, так и зачтённой, студент должен исправить все отмеченные рецензентом ошибки и недочёты и выполнить все рекомендации рецензента. Если рецензент предлагает ввести в решения задач те или иные исправления или дополнения и предоставить их для повторной проверки, то это следует сделать в короткий срок. Вместе с исправленными заданиями должна обязательно находиться прорецензированная работа и рецензия на неё. Поэтому рекомендуется при выполнении контрольной работы оставлять в конце тетради несколько чистых листов для всех дополнений и исправлений в соответствии с указаниями рецензента. Вносить исправления в сам текст работы после её рецензирования запрещается.

 8.  Номера задач,  которые студент должен включить в свою контрольную работу, определяются по таблице вариантов. Номер варианта совпадает с последними двумя цифрами  учебного номера (шифра) студента.

9.  Работа должна быть выполнена аккуратно, четким разборчивым почерком. В конце работы приводится перечень использованной литературы. Записывая использованную литературу, вначале пишется основная, а затем дополнительная литература, указывается фамилия, инициалы автора, издательство, год издания.

10. Рецензирование  домашних контрольных работ преподавателями заочных отделений является основной формой руководства самостоятельной работой студентов – заочников над учебным материалом в межсессионный период.

Результаты проверки фиксируются в учебной карточке студента.

По получении проверенных контрольных работ студент должен внимательно ознакомиться с исправлениями и замечаниями на полях, прочитать заключение преподавателя, сделать работу над ошибками и повторить недостаточно усвоенный материал.

Проверенные контрольные работы в обязательном порядке предъявляются экзаменатору перед экзаменом, иначе студент в промежуточной аттестации (экзамену) не допускается. На экзамене преподаватель может проверить знания студента не только по билету, но и по тем вопросам, которые неправильно или неточно были освещены в контрольных работах.  

Задания контрольной работы

                                      по «Электротехнике и электронике»

Задача № 1: Три активных сопротивления RAB, RBC, RCA соединили в треугольник и включили в трех проводную сеть с линейным напряжением Uном. Начертить схему цепи и определить фазные токи IAB, IBC, ICA и потребляемую цепью активную мощность P. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи, из которой графически найти линейные токи.

Таблица №1

Методические указания к выполнению задачи  № 1

Задача 1: Три активных сопротивления RAB, RBC, RCA соединили в треугольник и включили в трех проводную сеть с линейным напряжением Uном. Начертить схему цепи и определить фазные токи и потребляемую цепью активную мощность. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи, из которой графически найти линейные токи.

         Порядок решения задачи:

1. Определяем фазные токи:

IAB=UAB/RAB     IBC=UBC/RBC    ICA=UCA/RCA   

 UAB=UBC=UCA=Uном

2. Определяем активную мощность каждой фазы и всей цепи

     РАВ= IABUAB       РВС= IBCUBC       РСА= ICAUCA

Р=РАВ+РВС+РСА   

3. Для построения векторной диаграммы выбираем масштаб по току и напряжению. Затем в принятом масштабе откладываем векторы фазных (они же линейные) напряжений UAB, UBC, UCA под углом 1200 друг относительно друга.
4. На векторной диаграмме отложить векторы сил тока в фазах IAB,  IBC,  ICA

Эти векторы направлены так же, как и векторы напряжения

5. Затем строим векторы линейных токов на основании известных уравнений:

IA=IAB+(-ICA);  IB=IBC+(-IAB);  IC=ICA+(-IBC)

Измеряя длины векторов линейных токов и пользуясь принятым масштабом, находим значения линейных токов.

Задача № 2. Однофазный трансформатор.

По указанным в таблице данным для однофазного трансформатора, определить величины в ячейках со знаком ? и выяснить какой это трансформатор: повышающий или понижающий.

При выполнении задания можно руководствоваться формулами из учебной карты (пункт 3).

Ответить на контрольный вопрос своего варианта:

1. Поясните роль трансформатора в энергетической системе при передаче и распределении электроэнергии? (1,11)
2. Укажите назначение и устройство основных элементов трансформатора (2,12)
3. Поясните принцип работы однофазного трансформатора (3,13).
4. Приведите подробную классификацию видов трансформаторов (4,14).
5.   По каким формулам можно вычислить коэффициент трансформации,  и что этот коэффициент показывает? (5,15)
6. Перечислить области применения трансформаторов? (с примерами) (6,16)
7. Объяснить особенность автотрансформаторов и изобразить их электрические схемы? (7,17)
8. Объяснить назначение и область применения измерительных трансформаторов (8,18).
9. Объяснит назначение и особенность сварочного трансформатора (9,19).
10. Объяснить назначение, устройство и особенность трёхфазного трансформатора (10,20).

Методические указания к выполнению задачи № 2

1.Общие сведения о трансформаторах.

• Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения.
• Классификация трансформаторов по назначению:

          1) силовые;                              3) измерительные;  

          2) сварочные;                          4) автотрансформаторы.

• Классификация по числу фаз:

   1) однофазные;          2) трехфазные.

2.Устройство однофазного трансформатора.

 Трансформатор представляет собой замкнутый магнитопровод, на котором расположены две или несколько обмоток.

• а) Магнитопровод изготавливают из тонких листов (0,35-0,5 мм) электротехнической стали (сталь + 4% кремния), изолированных друг от друга теплостойким лаком.

По конструкции магнитопровода различают трансформаторы:

• Стержневой (два стержня, на каждом из которых расположена обмотка НН и ВН)
• Броневой (один стержень, на котором  расположены две обмотки НН под ВН)

• б) Обмотку изготавливают из медного провода и располагают на одном и том же или на разных стержнях, рядом или одну под другой.

   Обмотку, к которой подводится напряжение сети, называют первичной.

   Обмотку, к которой подсоединяется нагрузка, называют вторичной.

• в) Охлаждение: 1) воздушное ( до 10 кВА)

                                       2) масляное (больше 10 кВА)

3. Принцип работы однофазного трансформатора.

   Работа трансформатора основана на явлении взаимной индукции, которое является следствием явления  электромагнитной индукции.

• Коэффициент трансформации:

                      К = Uном 1/ Uном2                      К = N1 / N2

                      K = Iном2 / Iном1

• Мощность трансформатора:

                      Sном1 = Uном1·Iном1                Sном2 = Uном2·Iном2

• КПД трансформатора – это отношение активной мощности Р2 на выходе трансформатора к активной мощности Р1 на входе:

 Трансформатор  называется повышающим,  если напряжение на вторичной обмотке  Uном2 больше, чем на первичной Uном1 (К < 1).

• Трансформатор  называется понижающим,  если напряжение на вторичной обмотке  Uном2 меньше, чем на первичной Uном1 (К > 1)

Расчет неразветвленной  RLC-цепи синусоидального тока

Задача №3 (прямая): на рисунках изображены различные RLC-цепи. По данным своего варианта определить:1) полное сопротивление цепи Z; 2) ток I или напряжение U; 3) угол сдвига фазы sinφ; 4) активную Р, реактивную Q и полную мощности S; 5) напряжение на каждом сопротивлении.

Таблица данных к задаче  № 3

Методические рекомендации к выполнению задачи №3 (прямой)

Дано:

R1=8 Ом

XL1=22 Ом

R2=4 Ом

XC1=6 Ом

U=200 В

Найти:  Z, I, cosφ, P, Q, S, UR1, UR2, UL, UC.

Решение:

1. Полное сопротивление цепи:

 Ом.

2. Сила тока в цепи:

3. Коэффициент мощности в цепи

По таблице Брадиса находим .

4. Активная мощность

 Вт,

5. Реактивная мощность

 вар,

6. Полная мощность

 В∙А,   или     В∙А.

7. Напряжения на сопротивлениях цепи:

 В.

 В.

 В.

 В.

ОТВЕТИТЬ ПИСЬМЕННО НА ВОПРОСЫ

ЗАДАНИЙ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ:

Задание # 1

Вопрос:

Какой закон лежит в основе принципа действия трансформатора?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) Закон Ома.

2) Принцип Ленца.

3) Закон Ампера.

4) Закон электромагнитной индукции.

Задание # 2

Вопрос:

Как называется неподвижная часть машины переменного тока?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) станина

2) ротор

3) статор

4) якорь

Задание # 3

Вопрос:

Как называется устройство для автоматического включения и выключения электрических цепей в зависимости от значения тока?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) электромагнитное реле

2) трансформатор

3) генератор

4) усилитель

Задание # 4

Вопрос:

Какая из формул выражает закон Ома для участка цепи?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) I=E/(R+r)

2) I=U/R

3) I=R/U

4) I=RU

Задание # 5

Вопрос:

Как называется устройство, служащее для повышения или понижения напряжения?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) вольтметр

2) двигатель

3) генератор

4) трансформатор

  Вопросы для подготовки к дифференцированному зачету

          по дисциплине: «Электротехника и электроника»

1. Сформулируйте понятия электрической емкости, конденсатора.

2.Расскажите об электронных устройствах, используемых в дорожной отрасли.

3. Перечислите основные характеристики электрического поля и единицы их измерения.

4. Расскажите о применении и функциях микропроцессов и микро - Э.В.М.

5. Расскажите о электроизоляционных материалах и их практическом использовании.

6. Дайте определение конденсатора, емкости конденсатора. Расскажите назначение конденсатора, нарисуйте электрические схемы соединения конденсаторов.

7.  Сформулируйте понятия электрического сопротивления  и проводимости. Дайте определение закона  Ома.

8.  Расскажите о получении электрической энергии из других видов энергий.

9. Расскажите о преобразовании электрической энергии в другие виды.

10.  Раскройте понятие напряжения, расскажите о принципе измерения электронным вольтметром.

11.  Сформулируйте понятия электрического сопротивления и проводимости. Дайте определение закона  Ома.

12.  Расскажите о получении электрической энергии из других видов энергий.

13. Объясните принцип работы широкополосного усилителя.

14. Охарактеризуйте способы преобразования электрической энергии в другие виды.

15. Назовите режимы работы электрической цепи.

16.  Объясните принцип работы электродвигателей постоянного тока с различными типами возбуждения.

17. Сформулируйте законы Кирхгофа. Дайте понятие баланса  мощностей.

18. Объясните принцип работы усилителей мощности.

19. Охарактеризуйте магнитное поле тока, магнитную индукцию.

20. Опишите электронные усилители.

21. Сформулируйте закон электромагнитной индукции и объясните явление электромагнитной индукции.

22. Дайте понятие электродвижущей силы (ЭДС) само- и взаимоиндукции.

23. Расскажите о назначении индикаторных устройств.

24. Дайте понятие переменного тока. Расскажите о получении синусоидальной ЭДС.

25. Охарактеризуйте  синусоидальные величины: мгновенное значение, период, частота, амплитуда, фаза и начальная фаза, угловая частота.

26.  Дайте общие сведения и классификацию усилительных устройств.

27. Дайте понятие резонанса напряжений.

28. Дайте понятие резонанса токов.  

29. Охарактеризуйте компенсационные стабилизаторы.

30. Дайте понятие компенсации реактивной мощности.

31. Охарактеризуйте импульсные стабилизаторы напряжения.

32. Охарактеризуйте электрические цепи с взаимной индуктивностью.

33. Охарактеризуйте трехфазную систему с электродвижущей силой (ЭДС).

34. Объясните принцип действия сглаживающих фильтров, их назначение и перечислите их параметры.

35. Объясните методику расчета  соединения обмоток генератора звездой и треугольником.

36. Охарактеризуйте стабилизаторы напряжения и тока.

37. Объясните методику расчета  соединения потребителей звездой и треугольником.

38.  Объясните принцип действия тиристоров, их назначение и перечислите их параметры.

39. Объясните применение электрических фильтров.

40. Дайте понятие двухполупериодного и мостового выпрямителя: приведите его схему, объясните принцип  работы.

41. Объясните методику расчета  цепей переменного тока с нелинейными активными элементами.

42. Дайте понятие однополупериодного выпрямителя: приведите его схему, объясните принцип  работы.

43.  Расскажите о назначении катушки с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока.

44. Перечислите источники питания электрических цепей: расскажите общие сведения.

45. Сформулируйте причины переходных процессов. Объясните законы коммутации.

46. Дайте понятие плазменных панелей: расскажите о ее назначении, работе.

47. Расскажите о подключении катушки индуктивности к источнику с постоянным напряжением.

48. Расскажите о жидкокристаллических элементах индикации.

49. Расскажите для чего отключаются RL-цепи.

50. Дайте понятие газоразрядных элементов индикации: расскажите о его назначении, работе.

51. Опишите процесс зарядки, разрядки конденсатора.

52. Дайте понятие вакуумно-люминесцентных индикаторов: расскажите о его назначении, работе.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Электротехника и электроника: Учебник / Гальперин М.В. - М.:Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 480 с.: 60x90 1/16. - (Профессиональное образование)

2. Электротехника с основами электроники: Учебное пособие / А.К. Славинский, И.С. Туревский. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 448 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное образование).

3. Петленко Б.И., Ю.М. Иньков. Основы электротехники: учебник для студ.учреждений сред. проф. образования/Б.И. Петленко, Ю.М. Иньков и др. –М: Издательский центр «Академия», 2013–368с.

Дополнительные источники:

1. Прошин В.М. Лабораторно-практические работы по электротехнике. (2+3-изд., стер.) Уч. пос. НПО."Академия"2007+2008.

2. Электрические и радиотехнические измерения. Уч. пособие для НПО, А. Н. Гуржий, −  М.: ИЦ "Академия", 2004 −370с.

3.  Электротехника с основами электроники: учебное пособие для учащихся профессиональных училищ и колледжей/ Ю.Г.  Синдеев − Ростов-на-Дону: Феникс, 2000.-384с.

 4. В.Е. Зайцев., Т.А. Нестерова. Электротехника, электроснабжение, электротехнология и электрооборудование/  −  Москва изд. Центр: «Академия» 7-е издание 2010 −135с.

5. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. Учебник: ИЦ "Академия"/ Г.Г. Соколовский, 2006 −268с.

6. Электротехника./ А. Я. Шихин Москва: «Высшая школа», 2001 −200с.

Интернет-ресурсы (И-Р)

И-Р 1: _www.e-scien+is+.ru – информационно-аналитический сайт по электротехнике.

И-Р 2 : http://www.c-stud.ru

И-Р 3: Интернет-ресурсы: 1 www.akvt.ru; 2 http://www.studfiles.ru

И-Р 4: Лекции по электронике. - Режим доступа:  http://studentik.net/lekcii/lekcii-texnicheskie/296-jelektronika.html

И-Р 5: Лабораторный практикум по электротехнике и основам теории электрических цепей на основе технологии виртуальных приборов. - Режим доступа:http://digital.ni.com/worldwide/russia.nsf/web/all/F6C4909516D94067C325755B003E8675