Методические указания и контрольные задания по дисциплине: «Электротехника и электроника»

Министерство образования и науки Самарской области

ГБОУ СПО «Чапаевский химико-технологический техникум»

Методические указания и контрольные задания по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

для студентов заочного отделения

специальности 240125.51

«Технология производства пластических масс и эластомеров»

Составил преподаватель

электротехнических дисциплин А.А. Лабушева

Чапаевск 2012 г.

Введение

Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника» специальности «Технология производства пластических масс и эластомеров» для групп 17-1 и 17-2.

Предлагаемые контрольные задания охватывают весь основной курс «Электротехника и электроника» по разделам: электрическое поле, электрические цепи постоянного тока, электрические цепи переменного тока, однофазные электрические цепи, трехфазные электрические цепи, трансформаторы, электрические машины, электроника.

При изучении курса и выполнения контрольного задания рекомендуются учебники и учебные пособия, выпущенные в последние годы. При изучении курса рекомендуется пользоваться одним учебником при изучении всего курса, и только тогда, когда тот или иной вопрос изложен в нем недостаточно ясно или не нашел отражения.

Целесообразность такого подхода обусловлена тем, что в учебниках имеется небольшая разница в обозначениях и это может вызвать некоторые затруднения при переходе от одного учебника к другому.

При изучении курса «электротехника и электроника» студентам необходимо составлять конспект, в который полезно выписывать основные законы, формулы. Этот конспект окажет большую помощь при выполнении контрольной работы и подготовки к зачету.

В качестве достаточно полного перечня вопросов для самопроверки могут служить названия параграфов учебника И.А. Данилов П.М. Иванов «Общая электротехника с основами электроники»

Также при подготовки к зачету и выполнению контрольной работы можно воспользоваться любыми учебниками по электротехнике и электронике.

Оформление контрольной работы по предмету

«Электротехника и электроника»

1. Контрольная работа должна быть оформлена в Microsoft Office Word, шрифтом Times New Roman, размером 14 и прислана на электронный адрес преподавателя предмета «Электротехника и электроника»

2. Титульный лист должен быть оформлен в соответствии с установленной формой ГБОУ СПО ЧХТТ для заочного отделения специальности «Технология производства пластических масс и эластомеров»

3. Электрические схемы из задания для контрольной работы могут быть либо отсканированы со всеми обозначениями, либо начерчены в электронном виде.

4. Все последующие данные по решению контрольных заданий должны быть только в электронном виде.

5. Контрольное задание №1 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

6. Контрольное задание №2 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

7. Контрольное задание №3 рассчитано на 4 варианта. Номер варианта выбирается по принципу:

1-1; 2-2; 3-3; 4-4; 5-1; 6-2; 7-3; 8-4; 9-1; 10-2; 11-3; 12-4; 13-1; 14-2; 15-3; 16-4; 17-1; 18-2; 19-3; 20-4; 21-1; 22-2; 23-3; 24-4; 25-1; 26-2; 27-3; 28-4.

8. Контрольное задание №4 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. Задание содержит 25 тем по электронике. Оформление доклада в электронном виде (по п.1) с титульным листом установленной формы. Доклад должен содержать титульный лист, содержание, основная часть с раскрытой темой, с указанием перечня литературы с названиями книг и авторами, а также ссылками интернет. Приветствуется доклад с графиками, рисунками оборудования, т.к. это лучше раскрывает тему доклада. Доклад не должен носить реферативный характер, а должен раскрывать основную тему доклада, например, «введение, описание оборудования, принцип действия оборудования, применение оборудования в быту и промышленности, заключение». Доклад должен содержать примерно 5-6 страниц, но может варьироваться в зависимости от темы доклада. Все страницы доклада должны быть пронумерованы.

9. Все четыре задания контрольной работы должны быть объединены в один файл. Не допускается разбиение заданий на несколько частей. Название присланного файла на электронный адрес преподавателя должен называться, например: Иванов А.А. _17-1_В.23.

Другие названия файлов с контрольной работой не допускается.

10. Разрешается пользоваться любой технической литературой, а также сетью интернет для решения контрольной работы.

Министерство образования и науки

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Чапаевский химико-технологический техникум»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

Вариант №

Выполнил

студент _______________________________________

Группа _____________курс ___1____ семестр ___2____

Проверил

преподаватель _____________ А.А. Лабушева

Сдано: «_______»_______________20___г.

Проверено: «_______»_______________20___г.

Понятие об электрическом поле. Основные характеристики электрического поля: напряженность потенциала и электрическое напряжение. Проводники и электрическое напряжение. Проводники в электрическом поле и электрическое экранирование. Диэлектрик как среда электрического поля. Диэлектрическая проницаемость: абсолютная и относительная. Электропроводность диэлектриков. Понятие о диэлектрических потерях энергии. Электрическая прочность и пробой диэлектриков. Короткие сведения о различных электроизоляционных материалах (газообразных, жидких, твердых) и их практическое измерение. Электрическая емкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.

Студент должен знать:

- особенности электрического поля, его характеристики, изображение. Применение диэлектриков на практике. Их виды, особенности. Знать формулу емкости плоского конденсатора.

Уметь:

- рассчитывать напряженность электрического поля, потенциал, электрическое напряжение. Подсчитывать емкость конденсаторов и производить расчет эквивалентной емкости при последовательном, параллельном и смешанном соединении. Уметь выбирать диэлектрики по его параметрам и заданному электрическому напряжению.

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать и изучить тему: способы соединения конденсаторов (последовательное, параллельное и смешанное). Вывод формул эквивалентной емкости.

Рассчитать по индивидуальным заданиям эквивалентную емкость батареи конденсаторов и ее рабочее напряжение.

Электрические цепи постоянного тока.

Общие сведения об электрических целях: определение, классификация. Электрический ток его определение, направление, сила тока, плотность. Электрическая проводимость и сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры. Законом Ома для участка и полной цепи. Основные элементы электрических цепей: источники и приемники электрической энергии, их мощность и К.П.Д. назначение вспомогательных элементов цепи режиму работы электрической цепи: холостой ход, нормальный, рабочий, короткого замыкания. Закон Джоуля – Ленца. Нагрев проводов. Выбор сечения проводов в зависимости от допустимого тока. Условное обозначение на электрическую схему. Участки схем электрических цепей: ветвь, узел, контур. Потеря напряжения в линиях электропередачи. Расчет электрических цепей с помощью знаков, Ома и Кирхгофа. Понятие о расчете сложных цепей.

Студент должен знать:

- единицы измерения силы тока, потенциала, напряжения.

- закон Ома для участка и полной цепи;

- схемы включения амперметра и вольтметра в электрической цепи;

- закон Джоуля – Ленца;

- первое и второе правила Кирхгофа.

уметь:

- составлять простейшие электрические схемы;

- применять законы Ома для расчета электрических цепей;

- выбирать методы расчета в зависимости от типа цепей тока;

- производить преобразование цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов.

- составлять уравнения Кирхгофа для расчета электрических цепей;

- составлять исходные уравнения для расчетов сложной цепи постоянного тока, в том числе уравнение баланса мощностей;

Самостоятельная работа студентов.

по индивидуальным заданиям определить эквиваленты сопротивление электрической цепи со смешанным соединением элементов.

- произвести расчет электрических цепей по законам Ома и составить баланс мощностей.

- получив схему сложной электрической цепи рассчитать токи по закону Кирхгофа.

Тема 1.2. Электрические цепи однофазного переменного тока.

Параметры и формы представления переменного тока и напряжения. Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Временные и векторные диаграммы токов и напряжений. Использование законов Ома и правила Кирхгофа для расчета электрических цепей переменного тока. Резонанс напряжений и токов. Активная, реактивная и полная мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности и его значение.

Студент должен знать:

- параметры и формы представления переменного тока;

- электрические схемы, включая напряжение;

- элементов в цепи переменного тока;

- закон Ома и правило Кирхгофа для цепей переменного тока;

- условия возникновения и особенности резонанса напряжения и тока в цепях переменного тока;

- связь между активной, реальной и полной мощностями;

- способы повышения коэффициента мощности.

уметь:

- находить параметры переменного тока и напряжения по их графической форме представления;

- рассчитать токи переменного тока;

- строить векторную диаграмму разветвленной и неразветвленной цепей переменного тока;

- определять активную, реактивную и полную мощности и коэффициент мощности в цепях переменного тока;

- строить векторные диаграммы для различных режимов электрических цепей;

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать пример расчета разветвленной цепи переменного тока методом проводимостей.

Описать методы повышения коэффициента мощности на электростанциях, питающих районы и области.

Трехфазный электрические цепи переменного тока.

Общие сведения о трехфазных электрических цепях. Сведение обмоток трехфазного генератора и потребителей звездой и треугольником. Симметричная и несимметричная нагрузка. Трехпроводная и четырехпроводная линия. Роль нулевого провода. Расчет трехфазных цепей с использованием законов Ома и векторных диаграмм. Мощность трехфазной цепи.

Студент должен знать:

- принцип соединения обмоток генератора и потребителя энергии звездой и треугольником;

- что такое симметричная и несимметричная нагрузки;

- соотношение между линейным и фазными токами напряжениями при соединении звездой и треугольником (для обмоток генератора и потребителей);

- назначение нулевого провода;

уметь:

- строить векторные диаграммы токов и напряжений для симметричной и несимметричной нагрузок;

- соединять обмотки трехфазных генераторов трансформатором, потребителей звездой и треугольником;

- различать фазное и линейные величины при различных соединениях приемников электроэнергии;

- производить измерения токов и напряжений, трехфазных цепях.

Самостоятельная работа студентов.

Составить схему подсоединения однофазных и трехфазных потребителей и трехфазным цепям переменного тока.

Вычертить в конспекте векторную диаграмму трехфазной цепи со смещением нейтрали.

Назначение трансформаторов, их классификация.

Вклад Русских ученых Н.Н. Яблочкова и М.О. Доливо-Добровольского в создании и использовании трансформаторов. Однофазный трансформатор, его устройство принцип действия, условное обозначение, коэффициент трансформации. Внешняя характеристика трансформатора. Режим работы трансформатора: холостой ход, рабочее короткое замыкание. Потери энергии и К.П.Д. трансформатора. Понятие об измерительных, сварочных трансформаторах, автотрансформаторах.

Студент должен знать:

- устройство и принцип действия трансформатора;

- как определять параметры трансформаторов по паспортным данным;

- как определить потери мощности и К.П.Д. по результатам измерений;

- коэффициент трансформации по данным измерений токов и напряжений;

уметь:

- различать режимы работы трансформаторов;

- регулировать выходные напряжения с помощью автотрансформатора;

- различать трансформаторы по различным конструктивным признакам.

Самостоятельная работа студентов.

Изучить и законспектировать устройство и принцип действия сварочного трансформатора

Тема 1.4. Электрические машины постоянного и переменного тока.

Электрические машины переменного тока их назначение и классификация. Устройство трехфазного асинхронного электродвигателя. Получение вращающегося магнитного поля в трехфазных электродвигателях. Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя. Пуск в ход и регулирование скорости вращения асинхронных двигателей. Однофазный электродвигатель.

Устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока. Магнитная и электрическая цепь.

Обратимость машин. Генераторы постоянного тока. Классификация характеристики. Генератор с независимым и параллельным воздействием. Электродвигатели параллельного, последовательного и смешанного воздействия их применение. Пуск в ход, регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока.

Студент должен знать:

- устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей;

- способы их пуска в зависимости от мощности;

- почему часто вращения ротора асинхронного двигателя меньше синхронной частоты вращения;

- методы регулировки частоты вращения асинхронного двигателя;

- устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока;

- способы пуска электродвигателей постоянного тока.

уметь:

- определять: тип, параметр двигателя по его маркировки частоту вращения ротора по значению скольжения и частоте тока в сети;

- подключать двигатель к сети и осуществлять его пуск и реверсирование;

- определить типы и параметры машины постоянного тока по их маркировке;

- строить характеристики генераторов постоянного тока по данным измерений;

- подключить двигатель к сети, осуществлять его пуск и регулировку частоты вращения.

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать механические и рабочие характеристики ДПТ независимого и параллельного возбуждения.

Зарисовать схему включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Описать принцип работы генератора смешанного возбуждения.

Тема 2.1 Полупроводниковые приборы.

Электрофизические свойства полупроводников. Собственная и примесная проводимость. Электронно-дырочный переход и его свойства. Вольтамперная характеристика. Устройство и типы диодов, их применение. Общие сведения о полевых транзисторах. Тристоры, работа, маркировка, применение.

Студент должен знать:

- параметры полупроводниковых приборов по их характеристикам;

- принцип работы полупроводникового диода и его применение;

- принцип работы биполярного транзистора, его схемы включения и применение;

- принцип работы полевого транзистора, его отличия от биполярного;

- принцип работы и применение тристоров.

уметь:

- определять типы проводниковых приборов по их маркировке;

- производить измерения токов и напряжений при снятии входных и выходных характеристики биполярных транзисторов.

Самостоятельная работа студентов.

Изобразить условные обозначения различных типов полупроводниковых приборов, описать кратко их работу применение (по справочнику).

Электронные выпрямители и стабилизаторы.

Выпрямители их назначение, классификация обобщенная структурная схема. Однофазные и трехфазные принципиальные схемы выпрямления, их принцип действия, соотношения между основными электрическими величинами схем. Сглаживающие фильтры, их назначение, виды. Стабилизаторы.

Студент должен знать:

- структурную схему выпрямительного устройства;

- виды схем выпрямления, их принципы работы и параметры;

- схемы стабилизаторов и их принцип работы;

- схемы сглаживающих фильтров и их назначение;

уметь:

- составлять схемы одно - двухполупериодных выпрямителей;

- изображать графики выпрямительных токов и напряжений для различных типов выпрямителей;

- объяснить работу различных сглаживающих фильтров, работу электронных стабилизаторов напряжения тока.

Самостоятельная работа студентов.

По схеме выпрямления, заданной преподавателем, изобразить схему выпрямления и подобрать типы диодов по заданным параметрам схемы.

Задания к выполнению контрольной работы по дисциплине