Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Чувашской Республики «Батыревский агропромышленный техникум»
Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.09 Электротехнические материалы
35.02.08 Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)
1
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ
ПРОГРАММЫУЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ
УЧЕБНОЙДИСЦИПЛИНЫ
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
4. 105.КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА
РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯУЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
2
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
«Электротехнические материалы»
(наименование дисциплины)
1.1. Область применения программы дисциплины
Программа
учебной
дисциплины
является
частью
основной
образовательной программы среднего профессионального образования –
программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС по
специальности 35.02.08 «Электротехнические системы в агропромышленном
комплексе (АПК)».
Программа учебной дисциплины может быть использована в
дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения
квалификации и переподготовки) и профессиональной подготовке по
профессиям рабочих в области энергетики.
1.2. Место
учебной
дисциплины
в
структуре
основной
профессиональной образовательной программы:
общепрофессиональная дисциплина в общепрофессиональном цикле.
Особое значение дисциплина имеет при формировании и развитии ОК01,
ОК02.
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины - требования к результатам
освоения учебной дисциплины:
В результате освоения учебной дисциплины обучающий должен
уметь:
- осуществлять поиск информации, необходимой для решения задач, или
проблем;
- оценивать свои результаты проделанной работы;
- оформлять и контролировать качество выполняемых работ, используя
информационные технологии;
- применять электротехнические материалы, в ходе технического обслуживания
электрооборудования;
- производить выбор электротехнических материалов, при ремонте
сельскохозяйственного оборудования и техники;
знать:
- пути поиска информации, необходимой для решения задач на
информационных просторах;
- основные источники информации и необходимые ресурсы;
- нормативно – техническую документацию и цифровые технологии в ходе
поиска материалов;
- принцип построения полупроводниковых материалов и диэлектриков;
- принцип
действия,
устройство,
основные
характеристики
электроизмерительных приборов и материалов, применяемых для модернизации
3
сельхоз оборудования.
Содержание дисциплины ориентировано на подготовку студентов к
освоению
профессиональных
модулей
по
специальности
35.02.08
«Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)». В
рамках программы учебной дисциплины обучающимися осваиваются умения и
знания:
Код
ПК, ОК
ОК1
ОК2
ПК1.1.
ПК1.1.
Умения
Уо 01.04 выявлять и
эффективно искать
информацию, необходимую
для решения задачи и/или
проблемы;
Уо 01.09 оценивать
результат и последствия
своих действий
(самостоятельно или с
помощью наставника)
Уо 02.05 оформлять
результаты поиска,
применять средства
информационных
технологий для решения
профессиональных задач;
У1.1.01.использовать
электротехнические
материалы при монтаже,
наладке и эксплуатации
электрооборудования
У2.1.01.выбирать материалы
на основе анализа их свойств
для конкретного применения
при производстве, ремонте и
модернизации
сельскохозяйственной
техники;
Знания
Зо 01.01 актуальный
профессиональный
и социальный контекст, в
котором приходится работать
и жить;
Зо 01.02 основные источники
информации и ресурсы для
решения задач и проблем
в профессиональном и/или
социальном контексте;
Зо 02.02 приемы
структурирования
информации;
З1.1.01.свойства проводников,
полупроводников
и
электроизоляционных
материалов
З2.1.01.методы оценки
свойств электротехнических
материалов;
В ходе изучения учебной дисциплины также реализуются личностные
результаты реализации программы воспитания.
Личностные результаты
реализации программы воспитания
(дескрипторы)
Код личностных
результатов
реализации
программы4
воспитания
Осознающий себя гражданином и защитником великой
ЛР 1
страны.
Проявляющий активную гражданскую позицию,
демонстрирующий приверженность принципам
честности, порядочности, открытости, экономически
активный и участвующий в студенческом и
ЛР 2
территориальном самоуправлении, в том числе на
условиях добровольчества, продуктивно
взаимодействующий и участвующий в деятельности
общественных организаций.
Соблюдающий нормы правопорядка, следующий идеалам
гражданского общества, обеспечения безопасности, прав
и свобод граждан России. Лояльный к установкам и
проявлениям представителей субкультур, отличающий их
ЛР 3
от групп с деструктивным и девиантным поведением.
Демонстрирующий неприятие и предупреждающий
социально опасное поведение окружающих.
Проявляющий и демонстрирующий уважение к людям
труда, осознающий ценность собственного труда.
Стремящийся к формированию в сетевой среде
ЛР 4
личностно и профессионального конструктивного
«цифрового следа».
Соблюдающий и пропагандирующий правила здорового
и безопасного образа жизни, спорта; предупреждающий
либо преодолевающий зависимости от алкоголя, табака,
психоактивных веществ, азартных игр и т.д.
ЛР 9
Сохраняющий психологическую устойчивость в
ситуативно сложных или стремительно меняющихся
ситуациях.
Заботящийся о защите окружающей среды, собственной и
ЛР 10
чужой безопасности, в том числе цифровой.
Проявляющий уважение к эстетическим ценностям,
ЛР 11
обладающий основами эстетической культуры.
Личностные результаты реализации программы воспитания,
определенные отраслевыми требованиями к деловым качествам личности
Демонстрирующий готовность и способность вести
диалог с другими людьми, достигать в нем
ЛР 13
взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать
для их достижения в профессиональной деятельности
Проявляющий сознательное отношение к непрерывному
образованию как условию успешной профессиональной и
ЛР 14
общественной деятельности
Личностные результаты реализации программы воспитания,
определенные субъектом Российской Федерации (при наличии) 5
Демонстрирующий готовность к участию в
ЛР 20
инновационной деятельности Калужского региона.
Личностные результаты реализации программы воспитания,
определенные ключевыми работодателями (при наличии)
Способность к самообразованию и профессиональному
ЛР 21
развитию по выбранной специальности
Умение грамотно использовать профессиональную
ЛР 22
документацию
Личностные результаты реализации программы воспитания,
определенные субъектами образовательного процесса (при наличии)
1. Готовый к эффективной деятельности в рамках
ЛР 24
выбранной профессии, обладающий наличием трудовых
навыков
2. Соблюдающий Устав и правила внутреннего
распорядка, сохраняющий и преумножающий традиции и
уклад ОУ, владеющий знаниями об истории ОУ,
умеющий транслировать положительный опыт
собственного обучения
3. Соблюдающий этические нормы общения
ЛР 25
ЛР 26
6
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)
48
Аудиторные занятия
в том числе:
теоретические занятия
практические занятия
консультация
Внеаудиторная самостоятельная работа
в том числе:
реферат
подготовка сообщения
презентация
домашняя работа
Промежуточная аттестация в форме экзамена
38
26
10
2
4
2
2
6
7
Тематический план и содержание учебной дисциплины
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала и формы организации деятельности
обучающихся
1
2
Раздел 1. Основные характеристики электротехнических материалов
Введение
Тема 1.1. Основные характеристики
электротехнических материалов
Содержание учебного материала
Краткая характеристика дисциплины, её цели и задачи. Краткий обзор
развития производства электротехнических материалов. Классификация
электротехнических материалов
Механические характеристики. Электрические характеристики. Тепловые
и физико-химические характеристики
Практическое занятия
Определение удельных электрических сопротивлений твердых
диэлектриков
Объем, акад.
ч / в том
числе в
форме
практической
подготовки,
акад ч
Коды компетенций и
личностных
результатов62,
формированию
которых способствует
элемент программы
3
4
ОК01 Зо01.01
2
ПК1.1У2.1.01.
З1.1.01
1
Раздел 2. Проводниковые материалы
Тема 2.1.Проводниковые
материалы высокой проводимости
62
Содержание учебного материала
ОК02 Уо.02.01
Проводниковые медь и алюминий. Медь и её свойства. Сплавы на основе
меди, их отличительные качества. Алюминий, его характеристика и
область применения. Сплавы алюминия, используемые в электротехнике.
Проводниковые изделия. Обмоточные провода с эмалевой, волокнистой и
пленочной изоляцией. Монтажные и установочные провода и кабели с
резиновой, нейритотовой, поливинилхлоридной, полиэтиленовой
изоляцией .Маркировка проводов, кабелей и шнуров.
ОК02 Уо.02.02
2
ПК1.1У2.1.01.
З1.1.01
В соответствии с Приложением 3 ПООП-П.
8
Серебро. Электротехнические свойства серебра и его применение.
Свинец, ео свойства и применение
Тема 2.2. Проводниковые
материалы высокого удельного
сопротивления
Классификация материалов высокого сопротивления. Сплавы для точных
сопротивлений, состав, свойства и применение. Реостатные сплавы,
состав, свойства и применение. Жаростойкие сплавы, сплавы для
термопар, состав, свойства, характеристика и применение.
2
Вольфрам, манганин, константан, нихром, фехраль: свойства, марки по
ГОСТу и применение в электротехнических приборах
Тема 2.3. Металлокерамические,
угольные материалы и изделия.
Припои, флюсы и контактные
материалы
Металлокерамические изделия: компоненты, способы получения,
свойтва, применениеУгольные проводниковые материалы и изделия, их
применение. Виды модификаций углерода. Способы получения угольных
изделий. Состав и назначение припоев. Разновидности контактных
материалов. Способы получения применение
2
Практические занятия
Определение влияния температуры на удельное сопротивление
проводниковых материалов
1
Приготовление аккумуляторных электролитов, определение их плотности
Раздел 3. Диэлектрические материалы
Тема 3.1.Электропроводимость и
пробой твердых, жидких и
газообразных диэлектриков
ОК01 Уо.01.01
Содержание учебного материала
Классификация и назначение электроизоляционных материалов.
Сущность проводимости и пробоя твердых, жидких и газообразных
диэлектриков .Нефтяные и электроизоляционные масла, технология их
получения, классификация и применение
2
ОК02 Уо.02.02
ПК1.1У2.1.01.
З1.1.01
Практические занятия
Определение электрической прочности твердых диэлектриков
1
9
Определение электрической прочности жидких диэлектриков
Тема 3.2. Жидкие диэлектрики
1
Содержание учебного материала
Нефтяные и электроизоляционные масла, технология их получения.
Трансформаторное масло, методы его испытания и периодичность,
способы очистки и регенерации.
Твердеющие электроизоляционные материалы: природные и
синтетические электроизоляционные смолы. Область применения
жидких диэлектриков
Практическое занятие
2
Определение температуры вспышки трансформаторного масла;
температуры размягчения и каплепадения битума, парафина и воска
методом «кольца и шара»; вязкости жидких материалов при помощи
вискозиметров.
1
Тема 3.3. Газообразные
диэлектрики
Содержание учебного материала
Тема 3.4.Твёрдые диэлектрики
Содержание учебного материала
Электропроводность газообразных диэлектриков. Электрический разряд
в газах. Вольт-амперная характеристика разряда в газе. Особенности
пробоя газов на границе с твёрдым диэлектриком. Факторы, влияющие на
электрическую прочность газообразных диэлектриков. Естественные и
искусственные газообразные диэлектрики. Область применения.
Значение полимеров в промышленности. Основные определения и
свойства полимеров. Сущность полимеризации. Полистирол, полиэтилен,
полиуретан, поливинилхлорид. Исходные материалы и технологии
получения конечного продукта. Электрические, механические и тепловые
характеристики. Основные свойства и применение.
Фенолформальдегидные. глифталевые, эпоксидные диэлектрики.
Получение, свойства и применение в электроизоляционной технике.
Природные смолы и битумы, их применение. Перспективы развития
2
2
10
производства и повышения качества синтетических диэлектриков
Практическое занятие
Определение твердости пластичных материалов различными методами
Тема 3.5.Электроизляционные
резины, компаунды, лаки и эмали.
1
Содержание учебного материала
Натуральные и синтетические каучуки, их недостатки. Применение
резины в электротехнической промышленности.
2
Классификация и назначение компаундов. Составные части компаундов.
Термопластичные и термореактивные компаунды. Применение
компаундов в электротехнике.
Понятие о лаках. Состав и классификация лаков. Требования.
Предъявляемые к лакам, область их применения. Эмали, состав и
свойства. Роль пигментов. Классификация. Марки и применение эмалей
Практическое занятие
Характеристика и маркировка электроизоляционной резины, компаундов,
лаков и эмалей.
Тема 3.6. Волокнистые
электроизоляционные материалы.
Пластмассы.
1
Содержание учебного материала
Виды волокон, применяемых в электротехнике: природные,
синтетические, искусственные. Электроизоляционные бумага и картон.
Гибкие электроизоляционные материалы. Минеральные диэлектрики:
асбест и асбоцемент, их свойства и характеристики. Понятие о
пластмассах, их особенности, технология получения, состав и
классификация. Свойства и область применения пластмасс.
2
Практическое занятие
Сравнительные характеристики волокнистых электроизоляционных
1
11
материалов и пластмасс
Раздел 4. Проводниковые изделия
Тема 4.1. Обмоточные и
установочные провода. Монтажные
провода и кабели
Содержание учебного материала
ОК01 Уо.01.01
Обмоточные провода, их виды. Маркировка, материалы, назначение и
сортамент. Разновидности изолирующих материалов, применяемых для
обмоточных проводов.
Установочные провода. Назначение, маркировка и сортамент.
Изолирующие материалы. Применяемые для установочных проводов.
Определение монтажного провода. Технические требования,
предъявляемые к ним. Назначение, маркировка и применение.
Изолирующие материалы. Применяемые для монтажных проводов.
Маркировка проводов по ГОСТу. Силовые кабели. Классификация
силовых кабелей. Маркировка. Конструктивное исполнение силовых
кабелей и функциональное назначение элементов (изоляция, оболочки,
брони и защитный покров). Применение силовых кабелей. Контрольные
кабели: конструктивное исполнение, применение. Маркировка.
Специальные кабели, их классификация и маркировка по ГОСТу. Общие
понятия о технологическом процессе изготовления проводов и кабелей
Практическое занятие
ПК1.1У2.1.01.
З1.1.01ОК02
Выбор марки монтажного или кабеля в зависимости от вида
электромонтажных работ
2
Уо.02.02
1
Раздел 5. Полупроводниковые материалы
Тема5.1.Общие сведения о
полупроводниковых материалах:
германий, кремний, карбид
кремния, арсенид галлия.
Содержание учебного материала
Понятие о полупроводниковых материалах. Собственная проводимость
полупроводников. Роль примесей в кристаллах полупроводниковых
материалов. Понятие об электронной и дырочной проводимости. Влияние
внешних факторов на проводимость полупроводниковых материалов.
Основные свойства германия, кремния, карбида кремния. Арсенида
ОК01 Уо.01.01
2
ПК1.1У2.1.01.
З1.1.01ОК02
Уо.02.02
12
галлия, область их применения. Технология получения сверхчистых
материалов.
Практическое занятие
Исследование вольт-амперных, температурных и световых характеристик
полупроводниковых материалов
1
Раздел 6. Магнитные материалы
Тема 7.1.Магнитомягкие и
магнитотвердые магнитные
материалы
Содержание учебного материала
Классификация магнитных материалов. Основные свойства и
характеристики магнитных материалов. Магнитомягкие материалы:
получение и область применения. Электротехнические стали.
Маркировка и назначение. Магнитотвёрдые материалы: классификация и
характеристика магнитотвёрдых материалов и ферритов
2
ПК1.1У2.1.01.
З1.1.01ОК02
Уо.02.02
Самостоятельная работа
4
Промежуточная аттестация
6
Консультации
2
Всего
ОК01 Уо.01.01
48
13
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Для реализации учебной дисциплины имеется учебный кабинет
Кабинет Светотехники и автоматики
Электротехнические материалы
Оборудование учебного кабинета:
- посадочные места по количеству обучающихся;
- АРМ преподавателя;
- персональный компьютер преподавателя с лицензионным программным обеспечением;
- интерактивная доска;
- комплект учебно-наглядных пособий «Электротехнические материалы»;
- образцы металлов (стали, чугуна, цветных металлов и сплавов);
- образцы неметаллических материалов;
- образцы проводов и кабелей.
Информационное обеспечение реализации программы
Основные печатные издания
1. Дудкин, А.Н. Электротехническое материаловедение : учебное пособие / А.Н. Дудкин,
В. Ким. — 4-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2019. — 200 с. — ISBN 978-5-81142275-3. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL:
https://e.lanbook.com/book/96677 (дата обращения: 14.02.2020). — Режим доступа: для
авториз. пользователей.
2. Солнцев, Ю.П. Специальные материалы в машиностроении : учебник / Ю.П. Солнцев,
Е.И. Пряхин, В.Ю. Пиирайнен. — 2-е изд., испр. и доп. — Санкт-Петербург : Лань, 2019.
— 664 с. — ISBN 978-5-8114-3921-8. — Текст : электронный // Лань : электроннобиблиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/118630 (дата обращения:
14.02.2020). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
3. Электронно-библиотечная система «Лань»
4. Электронно-библиотечная система «Юрайт»
14
4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯУЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
Результаты обучения
Знания:
- классификацию материалов
по происхождению,
агрегатному состоянию,
назначению;
Критерии оценки
Методы оценки
Перечислены все свойства
электротехнических
материалов и указана их
классификация по
указанным признакам
-Контроль знаний выполняется
по результатам проведения
различных форм опроса,
тестирования, выполнения
практических работ,
Перечислены процессы,
происходящие в
электротехнических
материалах под действием
электромагнитного поля;
механические, тепловые.
Физико-химические
свойства
электротехнических
материалов
-Контроль знаний выполняется
по результатам проведения
различных форм опроса,
тестирования, выполнения
практических работ.
- классификацию свойств
материалов и важнейшие
группы свойств материалов;
- особенности строения
металлов- проводников,
признаки металлического
состояния;
- классификацию
электротехнических
материалов;
процессы, происходящие в
электротехнических
материалах под действием
электромагнитного поля, и
важнейшие характеристики
электрических и магнитных
свойств различных групп
электротехнических
материалов;
15
- механические, тепловые,
физико-химические свойства
электротехнических
материалов;
- классификацию, назначение, Сформулированы
требования
к
особенности
требования к свойствам и
особенностям маркировки
маркировки
проводниковых материалов
свойствам,
проводниковых материалов;
- классификацию
диэлектриков;
строение, свойства, области
применения пассивных
органических и
Сформулированы основные
понятия о классификации
диэлектриков, строении,
свойствах области
применения
-Контроль знаний выполняется
по результатам проведения
различных форм опроса,
тестирования, выполнения
практических работ.
-Контроль знаний выполняется
по результатам проведения
различных форм опроса,
тестирования, выполнения
практических работ.
неорганических диэлектриков;
- типы, строение,
классификацию, назначение и
принципы маркировки
кабельно-проводниковых
Обоснованный выбор
методов маркировки
кабельно-проводниковых
материалов
-Контроль знаний выполняется
по результатам проведения
различных форм опроса,
тестирования, выполнения
практических работ.
Сформулированы основные
понятия о магнитных
материалах: классификации,
области применения,
маркировки
-Контроль знаний выполняется
по результатам проведения
различных форм опроса,
тестирования, выполнения
практических работ.
Определение типа и
свойств электротехнических
материалов по внешнему
виду, макроструктуре, марке
Выбор электротехнического
материала для конкретных
условий эксплуатации
Экспертная оценка
выполнения практических
работ
изделий (кабелей, проводов,
шнуров);
- классификацию магнитных
материалов;
- основные типы, свойства,
области применения,
принципы маркировки
низкочастотных и
высокочастотных магнитомягких и магнитотвёрдых
материалов, магнитных
материалов специального
назначения
Умения:
-определять тип материала,
применяемого для монтажа,
наладки и эксплуатации
электрооборудования
-выбирать
электротехнические
материалы для конкретных
условий эксплуатации на
основе анализа их свойств и
Экспертная оценка
выполнения практических
работ
16
назначению
- подбирать кабельнопроводниковые изделия для
монтажа, наладки и
эксплуатации
электрооборудования
-использовать
информационные
технологии для поиска и
обработки информации в
процессе обучения и
профессиональной
деятельности
Выбор кабельнопроводниковых изделий
Экспертная оценка
выполнения практических
работ
Поиск необходимой
информации с помощью
информационных
технологий
Интерпретация результатов
наблюдений преподавателя
за деятельностью
обучающегося в процессе
освоения образовательной
программы
17
Министерство образования и молодежной политики Чувашской Республики
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Чувашской Республики «Батыревский агропромышленный техникум»
Методические указания
по выполнению практических работ по дисциплине
ОП.09 Электротехнические материалы
программы подготовки специалистов среднего звена по специальности СПО
35.02.08 Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)
с. Батырево
18
СОДЕРЖАНИЕ
Наименование работы
стр.
Практическая работа № 1. Расчёт ёмкости конденсаторов и общих
сопротивлений изоляции
Практическая работа № 2. Расчёт удельных электрических
сопротивлений твёрдых диэлектриков.
Практическая работа № 3. Выбор проводниковых материалов для
определённых условий работы
Практическая работа № 4. Расчёт предела прочности диэлектрика при
сжатии и растяжении
Практическая работа № 5. Расчёт влажностных свойств диэлектриков.
Практическая работа № 6. Выбор электроизоляционных лаков для
различных условий работы
Практическая работа № 7. Расчёт электропроводности жидких
диэлектриков
Практическая работа № 8. Расчёт пробивного напряжения слоя газа
2
2
2
3
3
3
3
3
Практическая работа № 1. Расчёт ёмкости конденсаторов и общих сопротивлений
изоляции
1. Определить емкость батареи конденсаторов, показанной на рисунке, если
мкФ,
мкФ,
мкФ.
2. Определить сопротивление изоляции в сети с компенсацией емкостного тока,
обеспечивающей безопасность человека. Uн = 660 В, время срабатывания защиты 0,5 с,
Сиз. = 5мкф, Rк = 15 Ом.
Практическая работа № 2. Расчёт удельных электрических сопротивлений твёрдых
твёрд
диэлектриков
Удельное сопротивление меди, содержащей 0,3 % атомов олова, при температуре 300
К составляет 0,0258 мкОм·м. Определить отношение удельных сопротивлений меди при
температуре 300 и 4,2 К: 300 4,2 β ρ ρ = / . Во сколько раз изменится отношение 300 4,2 β ρ ρ =
/ , если содержание олова в медном проводнике снизить до 0,03 % атомов?
Практическая работа № 3. Выбор проводниковых материалов для определённых
условий работы
Наименование
твёрдого
диэлектрика
Область
применения во
влажной среде
Область
применения во
газовой среде
стекло
ситаллы
керамика
слюда
Практическая работа № 4. Расчёт предела прочности диэлектрика при сжатии и
19
растяжении
1. Определить предел прочности при изгибе, если расстояние между опорами (L) 20см,
ширина испытуемого материала (b)5мм, толщина испытуемого материала (h) 40мм. И
приложили усилие (Ризг)15 Па.
2. Определить предел прочности при сжатии, если разрушающее усилие при сжатии образца
материала 10Н, площадь поперечного сечения образца материала до испытания 24м2.
Практическая работа № 5. Расчёт влажностных свойств диэлектриков
1. Определить гигроскопичность материала, если масса образца до испытания равна 5кг, а
после испытания 8, 3кг.
2. Определить водопоглащаемость материала, если масса образца после выдержки в воде
200г, а масса образца в исходном состоянии 34 г.
Практическая работа № 6. Выбор электроизоляционных лаков для различных условий
работы
Заполните таблицу:
Основные характеристики электроизоляционных эмалей
Марка эмали
Лаковая основа
эмали (лак)
Время сушки и
температура
Область применения
ГФ-92-ГС (СПД)
ГФ-92-ХС(СВД)
ЭП-91
КО-918
КО-935
Практическая работа № 7. Расчёт электропроводности жидких диэлектриков
1. Определить электропроводность стекла, если его удельная электрическая
проводимость составляет 0,035 СМ/м.
2. При каких условиях электропроводность жидкого диэлектрика будет
увеличиваться?
Практическая работа № 8. Расчёт пробивного напряжения слоя газа
1. Определить напряжение пробоя, если напряжённость электрического поля при котором
происходит пробой, равна 12В, а толщина материала 0,5мм.
2. Заполните таблицу:
Наименование
газообразного
диэлектрика
Напряжение пробоя
Напряжённость
электрического поля
Толщина материала
азот
кислород
24 В
7,5 В
5В
аргон
гелий
36 В
1 мм
12 В
2,5мм
0,5 мм
20
ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ К
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ»
Для
студентов
второго
курса
по
специальности
35.02.08
Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)
Методические указания разработаны доцентом кафедры механизации,
энергетики и технического сервиса, к. с.х. н.
Рекомендованы к изданию на заседании кафедры механизации,
энергетики и технического сервиса
Протокол № __ от «___» ______________ 2008 г.
Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией
механического факультета
Протокол № __ от «___» ______________ 2008 г.
Рецензенты:
ст. преподаватель
Ответственный за выпуск:
Зав. кафедрой механизации, энергетики и технического сервиса,
профессор, д. т.н., академик ПТ АН Украины и Нью-Йоркской академии наук
I. Рабочая программа дисциплины
Дисциплина
«Электротехнические
материалы»
является
общеобразовательной технической дисциплиной предусмотренной учебным
планом
специальности
35.02.08
Электротехнические
системы
в
агропромышленном комплексе (АПК).
Изучение дисциплины имеет цель ознакомить будущих специалистов с
основными электротехническими материалами, их характеристиками и с
порядком выбора при изготовлении, монтаже, эксплуатации и ремонте
электрооборудования.
Программа содержит следующие разделы:
1. Общие сведения об электротехнических материалах. Классификация
материалов по электротехническим и магнитным свойствам.
2. Диэлектрические материалы.
Поляризация диэлектриков. Диэлектрические потери. Электрическая
прочность диэлектриков.
Газообразные и жидкие диэлектрики. Электроизоляционные пластмассы,
резины, лаки, эмали. Волокнистые и текстильные материалы. Стеклоэмали,
керамика. Неорганические электроизоляционные материалы. Активные
диэлектрики.
3. Проводниковые материалы.
Классификация проводниковых материалов.
Проводниковые материалы с высокой проводимостью. Медь, алюминий,
железо и их сплавы. Благородные металлы. Серебро, платина, паладий, золото.
Тугоплавкие металлы. Вольфрам, рений, молибден, тантал, титан, ниобий
21
и др.
Металлы специального назначения. Ртуть, галий, индий, олово, кадмий,
свинец, цинк.
Металлы с высоким сопротивлением. Проводниковые резистивные
материалы. Материалы для термопар.
Сверхпроводники.
Неметаллические
проводниковые
материалы.
Материалы для контактов скольжения и др.
Металлокерамика.
Металлические покрытия. Обмоточные и монтажные провода, шнуры и
кабели.
4. Полупроводниковые материалы
Общие сведения и классификация полупроводников. Простые
полупроводники.
Стеклоподобные и органические полупроводники. Оптические,
фотоэлектрические и термоэлектрические явления в полупроводниках.
4. Магнитные материалы.
Общие сведения о магнитных свойствах материалов. Атомнокристаллическая и доменная структура ферромагнетиков.
Классификация
магнитных
материалов.
Магнитомягкие
и
магнитотвердые материалы. Ферриты. Магнитострикционные и термомагнитные
материалы.
II. Методические указания к выполнению контрольной работы
1.Общие требования к выполнению контрольной работы.
Каждый студент должен ответить на два вопроса и решить три задачи.
Номера вопросов и варианты задач необходимо выбирать по двум
последним цифрам номера зачетной книжки.
Ответы на вопросы должны быть полными, но сжатыми. Решение задач
должно сопровождаться пояснениями.
Обозначения и размерности физических величин должны соответствовать
требованиям ДСТУ, ЕСКД и системе СИ.
При выборе справочных данных приводить ссылки на использованную
литературу.
В конце контрольной работы необходимо привести список
использованной литературы.
Таблица 1. Варианты контрольной работы
Номер
варианта
Номера Номера
Вопросов Задач
22
1
2
3
4
5
6
01
1
26
1–1
5–1
8-4
02
2
27
2–1
6–1
7-1
03
3
28
4–1
5–2
8-1
04
4
29
3–1
6–2
8-2
05
5
30
2–2
5–3
7-2
06
6
31
1–2
6–3
8-3
07
7
32
3–2
5–4
7-3
08
8
33
4–2
6–4
7-4
09
9
34
2–3
6–5
8-5
10
10
35
2–4
6–6
7-5
11
11
36
1–3
5–5
7-6
12
12
37
4–3
5–5
8-6
13
13
38
3–4
6–7
7-7
14
14
39
3–5
5–7
8-7
15
15
40
1–4
6–8
8-9
16
16
41
4–4
5–8
7-8
17
17
42
2–4
6–9
7-9
18
18
43
4–5
6 – 10
8 - 10
19
19
44
3–6
5–9
8-1
20
20
45
1–5
6–1
7 - 10
21
21
46
2–5
5 – 10
7-1
22
22
47
1–6
6–2
7-2
23
23
48
2–6
5–1
8-1
24
24
49
3–7
5–2
7-3
25
25
50
4–5
6–3
8-2
26
20
45
1–7
6–4
7-4
27
21
46
2–7
5–3
7–5
28
22
47
3–8
5–4
8-3
29
23
48
4–6
6–5
8-4
30
24
49
1–8
6–6
7-6
31
25
50
2–8
5–5
7-7
32
26
19
3–9
5–6
8-5
33
27
18
4–7
6–7
7-8
23
34
28
17
1–9
6–8
8-6
35
29
16
2-9
5-7
8-7
36
30
15
3 – 10
6–9
7-9
37
31
14
4–8
6 – 10
7 - 10
38
32
13
1 – 10
5–8
7-1
39
33
12
2 – 10
5–9
8-8
40
34
11
3–1
6–1
7-2
41
35
10
4–9
6–2
8-9
42
36
9
1–1
5 – 10
7-3
43
37
8
2–1
6–3
8 - 10
44
38
7
3–2
5–1
8-1
45
39
6
4 – 10
6–4
7-4
46
40
5
1–2
6–5
8-2
47
41
4
2–2
5–2
7-5
48
42
3
3–3
5–3
8-3
49
43
2
4–1
6–6
7-6
50
44
1
3–4
5–4
8-4
III. Вопросы и задачи для выполнения контрольной работы
Вопросы
1. Описать процессы поляризации и объяснить их физическую суть,
кратко охарактеризовать основные виды поляризации, привести примеры.
2. Перечислить основные механизмы поляризации с указанием их
главных особенностей. Привести примеры диэлектриков с указанием
диэлектрической проницаемости каждого из них.
3. Охарактеризовать электропроводность диэлектриков. Указать факторы
влияющие на объемную и поверхностную электропроводность. Привести
примеры удельных объемных и поверхностных сопротивлений.
4. Охарактеризовать электропроводность газов. Указать параметры
определяющие самостоятельную и несамостоятельную проводимость газов. Дать
определение тока насыщения газов.
5. Охарактеризовать электропроводность жидких диэлектриков. Указать
зависимость их электропроводности от температуры.
6. Дать определение понятия диэлектрических потерь. Охарактеризовать
особенности потерь в постоянных и переменных электрических полях. Что такое
«угол диэлектрических потерь»?
7. Привести схемы замещения диэлектрика с потерями и векторные
диаграммы для них. Сравнить между собою параметры этих схем.
8. Охарактеризовать диэлектрические потери в газах. Что называется
кривой ионизации электрической изоляции и какое практическое значение она
имеет?
24
9. Охарактеризовать диэлектрические потери в твердых диэлектриках.
Привести примеры зависимостей tg δ От температуры и времени.
10. Описать процесс пробоя газового промежутка в однородном поле.
Привести примеры зависимости электрической прочности газов от расстояния
между электродами.
11. Перечислить классы нагревостойкости электрической изоляции по
действующему стандарту и материалы, которые относятся к каждому классу.
12. Перечислить основные природные и синтетические жидкие
жид
электроизоляционные материалы, указать их свойства, особенности и основные
области применения.
13. Опишите процесс получения трансформаторного масла. Какие
химические процессы происходят в масле при работе трансформатора?
14. Перечислить и сравнить между
между собой разнообразные способы очистки
изоляционных масел. В каких случаях и как они применяются.
15. Описать физическую природу пробоя диэлектриков.
16. Опишите свойства совола и гексола. Сравните их свойства со
свойствами трансформаторного масла.
17. Синтетические
тетические смолы. На какие группы они подразделяются.
Опишите области их применения. Дайте сравнительную характеристику
синтетических и природных смол.
18. В чем заключается разница между процессами полимеризации и
поликонденсации синтетических смол? Приведите
Приведите примеры тех и других смол,
их свойства.
19. В чем заключается разница между термопластическими и
термореактивными смолами? Приведите примеры и кратко опишите их
основные свойства.
20. Укажите назначение пропиточных, покровных и клеящих лаков.
Перечислите
ите требования, предъявляемые к каждой группе лаков. Опишите
способы сушки лаков.
21. Опишите виды волокнистых материалов, их свойства. Укажите
области их применения.
22. Охарактеризуйте основные виды электроизоляционных пластмасс,
укажите их свойства и область
об
применения.
23. Резины. Опишите суть процесса вулканизации каучука. Виды
каучуков, эбонит. Область применения.
24. Композиционные материалы (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит).
Их характеристики и области применения.
25. Укажите основные виды кремнийорганических
кремнийорганических электроизоляционных
материалов, их особенности, характеристики и области применения.
26. Керамические электроизоляционные материалы, их свойства и область
применения.
27. Дайте характеристику изоляционных материалов на основе слюды.
Укажите область их применения.
28. Классификация полупроводников. Простые и бинарные, собственные
и примесные полупроводники.
25
29. Электропроводность полупроводников. Перечислите и опишите
факторы влияющие на электропроводность полупроводников.
30. Термоэлектрические явления в полупроводниках. Опишите суть
эффектов Зеебека, Пельтье и Томпсона.
31. Описать гальваномагнитные эффекты в полупроводниках и объяснить
суть фотопроводимости полупроводников.
32.
Объяснить
суть
электронно-дырочного
перехода
в
полупроводниковых приборах (p-n переход).
33. Опишите характер электропроводности проводниковых материалов.
Дайте определение удельного сопротивления и его температурного
коэффициента.
34. Опишите материалы высокой электропроводности, охарактеризуйте
их основные физико-механические и электрические свойства. Укажите области
их применения.
35. Опишите свойства меди. Укажите области применения мягкой и
твердой меди.
36. Опишите свойства алюминия. Укажите области применения
алюминия в электротехнике.
37. Опишите медные и алюминиевые сплавы, их свойства, назначение и
области применения.
38. Дайте сравнительную характеристику свойств меди и алюминия. В
чем заключается целесообразность замены меди алюминием?
39. Опишите свойства стальных проводников и применение их в линиях
электропередач.
40. Дайте общую характеристику сплавов с большим удельным
сопротивлением. Перечислите наиболее широко применяемые сплавы, укажите
их свойства и области применения.
41. Какие сплавы с высоким удельным сопротивлением применяются в
измерительных устройствах, реостатах, электронагревательных устройствах.
Укажите их свойства.
42. Магнитные материалы, общие сведения. Процессы намагничивания и
перемагничивания магнитных материалов.
43. Опишите назначение магнитомягких материалов и предъявляемые к
ним требования. Приведите примеры и укажите их основные магнитные
свойства.
44. Опишите техническую характеристику электротехнических сталей.
45. Что представляют собою текстурированные магнитные материалы?
Укажите их особые отличия от обычных магнитных материалов. Укажите
способы получения таких магнитных материалов и область их применения.
46. Опишите назначение магнитотвердых материалов и предъявляемые к
ним требования. Приведите примеры и укажите их основные магнитные
свойства.
47. Опишите назначение ферромагнетиков. Приведите примеры и
укажите их магнитные свойства.
48. Опишите технологию пропитки и сушки лаками изделий для
26
электрических приборов и аппаратов. Укажите назначение пропитки.
49. Укажите назначение и область применения электроизоляционных
компаундов. Чем отличаются компаунды от лаков?
50. Что называют активными диэлектриками. Опишите их свойства и
назначение. Дайте классификацию активных диэлектриков.
ЗАДАЧИ «ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ»
IV. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. К задачам № 1-4.
Расчет электропроводности
2. К задачам № 5-6.
Расчет сопротивления диэлектриков
3. К задачам № 7-8.
Расчет магнитных свойств
Приложение 1
Единицы основных электрических и магнитных величин
Приложение 2
Характеристики намагничивания магнитных материалов
Список литературы
1. Электротехнические и конструкционные материалы: Учебное пособие
для сред. проф. образования / Бородулин В. Н., Воробьев А. С., Матюнин В. М. и
др.; Под. ред. В. А. Филикова 2Е изд., стереотипное – М.: Изд. центр
«Академия», 2015. – 280 с.
2. Лоторейчук Е. А. Теоретические основы электротехники. Программа.
Методические указания, примеры решения задач. 2Е изд. перераб. и доп. – М.:
Высш. шк., 2020. – 224 с.
3. Алиев И. И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию:
Учеб. пособие для вузов. 4Е изд. стер. – М.: Высш. шк. 2015. – 255 с., ил.
27