Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Кафедра автоматизированных систем электроснабжения

Утверждаю

Проректор по образовательной политике

____________В.Я. Шевченко

«___»______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Электротехническое и конструкционное материаловедение»

для студентов всех форм обучения

направления подготовки

профиля подготовки «»

профилизации «»

Екатеринбург

РГППУ

2011

Рабочая программа дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение». Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2011. 20 с.

Настоящая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки .

	Ст. преподаватель	И.М. Морозова
Рецензент:	К.т.н., доцент	А.А. Карпов

Одобрена на заседании кафедры . Протокол от № 10.

С.В. Федорова

Рекомендована к печати методической комиссией РГППУ. Протокол от № 8.

Председатель методической комиссии		С.В. Федорова
СОГЛАСОВАНО Зав. сектором инспектирования ИМО УМУ		С. В. Пеннер
Директор		А.А. Карасик

© ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2011

© Морозова И.М., 2011

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целями изучения дисциплины, соотнесенными с общими целями ООП ВПО, являются:

 формирование общетехнической базы отраслевой подготовки;

 усвоение студентами основных положений по вопросам электротехнического и конструкционного материаловедения;

 формирование технического мировоззрения за счет развития инженерного мышления и расширения кругозора.

На их основе будущий специалист сумеет самостоятельно овладевать новыми знаниями в условиях постоянного развития науки и производства. Знания и умения, усвоенные студентами в процессе изучения дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение», необходимы для освоения основного вида профессионально-педагогической деятельности бакалавров по направлению подготовки Профессиональное обучение (по отраслям) профилю Энергетика. И включает: подготовку студентов по профилизации Энергохозяйство предприятий, организаций, учреждений и энергосберегающие технологии в образовательных учреждениях по программам начального, среднего и дополнительного профессионального образования, в центрах по подготовке, переподготовке и повышению квалификации рабочих и специалистов.

Для приобретения умений и навыков, необходимых для профессиональной деятельности, изучение дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение » преследует решение следующих задач:

 усвоение студентами основ материаловедения и технологии конструкционных материалов, предмета, основных разделов, существующих и перспективных направлений развития электротехнических и конструкционных материалов, классификации материалов по агрегатному состоянию, химическому составу, функциональному назначению;

 овладение студентами методами выбора при конструировании, изготовлении и эксплуатации изделий из электротехнических материалов, технологией получения и применения электротехнических материалов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина «Электротехническое и конструкционное материаловедение» относится к профессиональному циклу.

Для изучения данной учебной дисциплины необходимы следующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами:

1. Из курса «Химия»:

Знания: Общие сведения о строении вещества.

Умения: Определение химической связи между атомами вещества.

Владения: Исследование структуры кристаллических тел.

2. Из курса «Физика»:

Знания: Основные свойства проводниковых, диэлектрических и магнитных материалов.

Умения: Исследование основных характеристик электротехнических материалов.

Владения: Определение и оценивание силы взаимодействия вещества с электромагнитным полем.

2.3. Из курса «Теоретические основы электротехники»:

Знания: Электрические и магнитные цепи. Нелинейные цепи и их элементы.

Умения: Исследование электрических и магнитных характеристик материалов.

Владения: Построение и расчет электрических цепей постоянного тока. Определение параметров электрического и магнитного полей.

3. Перечень последующих учебных дисциплин, для которых необходимы знания, умения и владения, формируемые данной учебной дисциплиной:

• Электрические сети и системы дисциплина;

• Электрические машины и электропривод дисциплина;

• Электроснабжение потребителей и режимы дисциплина.

3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

По окончании изучения курса студент должен:

Знать:

• основы материаловедения и технологии конструкционных материалов;

• материалы в качестве компонентов электротехнического и электроэнергетического оборудования;

• конструкционные материалы; металлы и сплавы;

• проводниковые, полупроводниковые, диэлектрические и магнитные электротехнические материалы;

• природные, искусственные и синтетические материалы;

• классификацию материалов по агрегатному состоянию, химическому составу, функциональному назначению;

• связь химического состава материалов с их свойствами, зависимость свойств от внешних условий.

Уметь:

• при изготовлении изделия использовать технологические свойства материала;

• при конструировании изделия осуществлять выбор материала в соответствии с техническим заданием;

• при эксплуатации изделия учитывать зависимость свойств материала от различных параметров.

Владеть / быть в состоянии продемонстрировать:

• методиками выполнения расчетов применительно к использованию электротехнических и конструкционных материалов;

• технологией получения и применения электротехнических материалов;

• процессом поиска технических решений;

• навыками использования нормативной, справочной литературы и стандартов.

• организационно-управленческими функциями при производстве электрооборудования.

Дисциплина «Электротехническое и конструкционное материаловедение» является базовой для последующих специальных дисциплин, обеспечивая фундаментальную общеинженерную подготовку, необходимую для формирования обязательных профессиональных компетенций будущего специалиста и способствует формированию компетенций, предусмотренных ФГОС-3 по направлению подготовки ВПО «Профессиональное образование».

4. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Таблица 1

Вид учебной работы		Всего зачетных единиц (часов)	Семестр
			№ 3
			часов
1		2	3
Общая трудоемкость дисциплины		3 (108)	3 (108)
Аудиторные занятия (всего)		30	30
В том числе:		-	-
Лекции (Л)		16	16
Практические занятия (ПЗ), Семинары (С)		-	-
Лабораторные работы (ЛР)		14	14
Самостоятельная работа студента (СРС) (всего)		78	78
В том числе:		-	-
Курсовой проект (работа)	КП	-	-
	КР	-	-
Другие виды СРС:		-	-
Расчетно-графические работы (РГР)		18	18
Подготовка рефератов, презентаций		20	20
Подготовка к лабораторным работам с использованием методических рекомендаций		8	8
Оформление лабораторных работ, отчетов и подготовка к их защите		10	10
Подготовка к промежуточной аттестации		10	10
Подготовка к итоговой аттестации		10	10
Вид промежуточной аттестации	зачет (З), зачет с оценкой (ЗО)	З	З
	экзамен (Э)

5. Содержание и тематическое планирование дисциплины

Таблица 2

№ п/п	Разделы учебной дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной деятельности и трудоемкость (в часах)								Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				Лекции		Лабораторные работы		СРС		Консультации
	Проводниковые материалы	3	1- 4	4		4		16		Еженед.		Посещаемость лекции – 1, 3; Входной контроль – 1; Защита ЛР-2,4.
	Полупроводниковые материалы	3	5	2				10		Еженед.		Посещаемость лекции 5. Сдача рефератов-5. Тестирование-5.
	Диэлектрические материалы	3	6-12	6		8		32		Еженед.		Посещаемость лекции. – 6,7,9,11; Доклады с презентациями -6,9; Защита ЛР8,10,12; КнР-10; Тестирование-12.Внутрисеместровая аттестация-8.
	Магнитные материалы	3	13-14	2		2		12		Еженед.		Посещаемость лекции – 13; Доклады с презентациями-13.
	Конструкционные материалы	1	15	2				8		Еженед.		Посещаемость лекции – 15; Доклады с пре-зентациями – 10; КнР
Итого за курс					16		14		78				Зачет

6. Содержание дисциплины

№ п/п	№ семестра	Наименование раздела учебной дисциплины	Содержание раздела в дидактических единицах
1	2	3	4
	3	Проводни ковые материалы	Классификация и основные свойства проводниковых материалов. Удельное сопротивление и удельная проводимость, теплопроводность, температурный коэффициент линейного расширения и механические свойства. Металлы и сплавы высокой проводимости, их основные характеристики. Сплавы высокого сопротивления и их основные характеристики. Сверхпроводники и криопроводники. Неметаллические проводниковые материалы. Нелинейные сопротивления. Проводящие материалы на основе углерода.
	3	Полупро водниковые материалы	Элементы зонной теории твердого тела. Контактные явления в полупроводниках.
	3	Диэлектри- ческие материалы	Поляризация диэлектриков. Зависимости диэлектрической проницаемости от различных факторов. Потери энергии в диэлектриках. Схемы замещения диэлектриков. Тангенс угла потерь. Контроль изоляции по величине тангенса угла потерь. Газообразные, твердые и жидкие диэлектрики, их основные виды и свойства. Основные характеристики изоляционных и конструкционных материалов. Электропроводность диэлектриков. Поверхностная электропроводность диэлектриков. Самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд. Закономерности развития газового разряда в однородном и неоднородном электрических полях. Электропроводность жидких диэлектриков. Температурная зависимость электропроводности. Пробой диэлектриков. Пробой твердых диэлектриков. Основные механизмы пробоя. Электрический пробой жидких диэлектриков. Нефтяные масла, электроизоляционные полимеры, лаки и компаунды, волокнистые материалы, электроизоляционные стекла и керамика, слюда, неорганические электроизоляционные пленки. Активные диэлектрики.
	3	Магнитные материалы	Магнитные свойства вещества. Намагниченность. Магнитная проницаемость. Магнитомеханические явления. Определение и основные характеристики магнитных материалов. Индукция и напряженность магнитного поля. Петля гистерезиса. Виды магнитной проницаемости. Потери энергии в магнитных материалах. Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетизм. Магнитомягкие материалы: технически чистое железо, электротехнические кремнистые стали, пермаллои. Их основные виды и характеристики. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса. Магнитотвердые материалы: классификация и требования, сплавы на основе железо-никель-алюминий, магниты из порошков. Основные виды и характеристики магнитотвердых материалов.
	3	Конструкционные материалы	Технология конструкционных материалов Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам. Классификация конструкционных сталей. Неметаллические материалы.