РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Теоретические основы электротехники"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.Б "Электротехнические материалы "

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по направлению подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Программа прикладного бакалавриата

Электромеханика

Квалификация выпускника "Бакалавр"

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель Безуглый Андрей Владимирович предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.Б "Электротехнические материалы " в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Теоретические основы электротехники".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

к.т.н., доц. Муханов Виталий Викторович, доцент кафедры "Автотранспортные ,строительные и дорожные средства», ДГТУ АСА.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1ББ_Электротехнические м_Б_13.03.02_во_3_ТОЭ_п34470_45196.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Электротехнические материалы ".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Электротехнические материалы " является фундаментальная подготовка в составе других базовых дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом.

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплин "Проектирование электрических машин", "Электрические машины", "Электромагнитные расчеты";

подготовка обучающегося к прохождению практики;

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: Основные физические явления и законы механики, электротехники, теплотехники и их математическое описание.

Умеет: Применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования.

Имеет навыки: Экспериментального исследования при решении профессиональных задач.

ОПК-2 - способностью применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач

Место дисциплины 1Б.Б "Электротехнические материалы " в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав базовой части (Б).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Математика", "Общая энергетика", "Физика", практики.

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 4 года. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 4 года очное бакалавриат.

Обозначения-аббревиатуры учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ЭМБ, ЭМэ.

Дисциплина реализуется в 3 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 4 зачетные единицы (144 часа), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 72 часа.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
3
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 64 64 64
Лекции (Лек) 32 32 32
Лабораторные работы (Лаб) 16 16 16
Практические, семинары (Пр) 16 16 16
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
8 8 8
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 63   63
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 63   63
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 144 72 144
Зачетные единицы (ЗЕТ) 4   4

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 3

1. Общие сведения о строении вещества. (Компетенция/и ОПК-2)

1.1. Общие сведения о строении вещества: 1) Строение вещества. Виды связи.

1.2. Зонная теория электропроводности: 1)Энергетические диаграммы зонной теории твердых тел. 2) Три группы электротехнических материалов.

2. Диэлектрики. (Компетенция/и ОПК-2)

2.1. Поляризация диэлектрика: 1) Основные понятия. Количественная характеристика явления 2) Эквивалентная схема замещения диэлектрика по механизмам поляризации 3) Механизмы поляризации 4)Поляризация газообразных, жидких и твердых диэлектриков.

2.2. Электропроводность диэлектриков: 1) Основные понятия. Количественная характеристика явления 2) Виды проводимости в диэлектриках 3)Зависимость электропроводности диэлектриков от различных факторов. 4)Электропроводность газов, жидкостей и твердых тел.

2.3. Диэлектрические потери: 1) Основные понятия. Количественная характеристика явления 2) Виды диэлектрических потерь 3) Схемы замещения реального диэлектрика 4) Измерение тангенса угла диэлектрических потерь. 5)Диэлектрические потери в газах, жидкостях и твердых диэлектриках.

2.4. Пробой диэлектриков: 1) Основные понятия. Количественная характеристика явления 2) Пробой жидких диэлектриков 3) Пробой твердых диэлектриков 4) Пробой газов. Ионизация газа в резко неравномерном электрическом поле 5)Влияние различных факторов на пробой жидких, твердых и газообразных диэлектриков.

3. Полупроводниковые материалы. (Компетенция/и ОПК-2)

3.1. Общие сведения: 1) Электропроводность полупроводников. 2) Воздействие внешних факторов на электропроводность полупроводников. 3) Термоэлектрические явления в полупроводниках. 4) Эффект выпрямления.

3.2. Полупроводниковые материалы: 1) Элементы, обладающие свойствами полупроводников. 2) Полупроводниковые химические соединения.

4. Проводниковые материалы. (Компетенция/и ОПК-2)

4.1. Общие сведения: 1) Основные характеристики проводниковых материалов. 2) Материалы высокой проводимости. 3) Сплавы на основе меди, алюминия и железа. 4) Сплавы высокого электрического сопротивления.

4.2. Сверхпроводимость и криопроводимость: 1) Основы микроскопической теории сверхпроводимости. 2) Высокотемпературная сверхпроводимость. 3) Применение сверхпроводимости. 4) Криопроводники.

5. Магнитные материалы. (Компетенция/и ОПК-2)

5.1. Общие сведения: 1) Процессы, происходящие при намагничивании ферромагнитного материала. 2) Кривая намагничивания.

5.2. Магнитные материалы: 1) Магнитомягкие материалы. Магнитомягкие высокочастотные материалы. 2) Магнитотвердые материалы.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 4   2 10
2 10 8 10 18
3 6 2 4 15
4 6 2   10
5 6 4   10
Итого 32 16 16 63
В т.ч. по интерактивным формам 4   4  

Лабораторный практикум

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование лабораторных работ Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 3
1 Высоковольтные лаборатории и источники высокого напряжения 2
2 Определение удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений твердых диэлектриков. 4
Исследование электрической прочности газообразных диэлектриков. 2
Определение электрической прочности трансформаторного масла. 2
Определение электрической прочности твердых диэлектриков. 2
3 Исследование температурной зависимости электропроводности полупроводниковым материалов 4

Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 3
2 Газообразные диэлектрики 2
Жидкие и полужидкие диэлектрики 2
Твердые диэлектрики 4
3 Влияние внешних факторов на электропроводность полупроводников 2
4 Металлы и сплавы с высокой электропроводностью 2
5 Магнитомягкие материалы 4

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 3
1 Строение вещества. Виды связи 10
2 Ионизация газа в резко неравномерном электрическом поле 18
3 Термоэлектрические явления в полупроводниках 15
4 Основы микроскопической теории сверхпроводимости 10
5 Магнитомягкие высокочастотные материалы 10

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Соловьев Г.Е. Электротехнические материалы : учебно-методическое пособие для практических работ / Г.Е. Соловьев, Е.Ю. Микаэльян, Н.П. Воронова; ФГБОУ ВО РГУПС. -Ростов н/Д, 2017, -222 с. ЭБС РГУПС
2 Диэлектрики : учебно-методическое пособие / Н.П. Воронова, Е.Ю. Микаэльян, Г.Е. Соловьев,; ФГБОУ ВО РГУПС, – Ростов н/Д, 2017. – 68 с. ЭБС РГУПС

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
3
ОПК-2 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-2 3 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

Не предусмотрено.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 3

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1)Материалы высокой проводимости
2)Электропроводность полупроводников
3)Материалы для электронных приборов
4)Магнитотвердые материалы. Их характеристики
5)Жидкие диэлектрики. Виды и основные характеристики
6)Полупроводниковые химические соединения
7)Материалы высокого сопротивления
8)Типы твердых тел и их свойства
9)Твердые диэлектрики. Виды и основные характеристики
10)Германий, кремний, селен. Свойства и применения
11)Виды дефектов в кристаллах
12)Виды и свойства электротехнических материалов
13)Строение вещества и виды связи
14)Диэлектрические потери в газах
15)Схемы замещения реального диэлектрика
16)Эффект выпрямления в полупроводниках
17)Электрохимический пробой твердого диэлектрика
18)Поляризация диэлектриков. Количественная характеристика явления
19)Влияние различных факторов на пробой в газах
20)Пробой газов. Физика явления

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1)Объяснить теорию пробоя газообразных диэлектриков
2)Объяснить теорию пробоя жидких диэлектриков
3)Объяснить теорию электрического пробоя твердого диэлектрика
4)Объяснить теорию теплового пробоя твердого диэлектрика
5)Объяснить механизмы поляризации в диэлектрике
6)Провести классификацию электротехнических материалов с точки зрения зонной теории электропроводности
7)Построить схему замещения реального диэлектрика по диэлектрическим потерям
8)Выполнить контроль изоляции по тангенсу угла диэлектрических потерь
9)Объяснить зависимость электрической прочности твердых диэлектриков от различных факторов
10)Объяснить зависимость электрической прочности жидких диэлектриков от различных факторов
11)Объяснить влияние различных факторов на пробой в газах
12)Объяснить теорию сверхпроводимости
13)Выполнить анализ физико-химических свойств диэлектриков
14)Объяснить эффект выпрямления в полупроводниках
15)Объяснить дефекты строения вещества (точечные, линейные, пространственные)
16)Объяснить классификацию сплавов высокого сопротивления
17)Объяснить классификацию проводниковых материалов
18)Объяснить классификацию материалов высокой проводимости
19)Объяснить процесс намагничивания материалов
20)Объяснить классификацию магнитомягких материалов

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Определения типа электропроводности полупроводников.

2)Измерения тангенса угла диэлектрических потерь с помощью моста Шеринга.

3)Определения диэлектрической проницаемости твердых диэлектриков.

4)Определения основных характеристик полупроводниковых материалов.

5)Определения основных характеристик газообразные диэлектрики.

6)Определения основных характеристик жидких диэлектриков.

7)Определение удельного поверхностного сопротивления твердого диэлектрика.

8)Определение удельного объемного сопротивления твердого диэлектрика.

9)Определения основных характеристик проводниковых материалов.

10)Определения диэлектрических потерь.

11)Определения диэлектрические потери в жидких диэлектриках.

12)Определения диэлектрические потери в твёрдых диэлектриках.

13)Определения влияние различных факторов на электрическую прочность твердого диэлектрика.

14)Определения влияние различных факторов на пробой в газах.

15)Определения свойств диэлектриков.

16)Определения влияние различных факторов на электрическую прочность жидкого диэлектрика.


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-2 3 1, 2, 3, 4, 5 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
2, 3, 4, 5 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Зачет (письменно-устный).
Выполнение практического задания в аудитории.
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Музылева И.В. Электротехническое и конструкционное материаловедение. Диэлектрические материалы и их применение [Электронный ресурс] : учебное пособие / И.В. Музылева, Т.В. Синюкова. — Электрон. текстовые данные. — Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2014. — 64 c. ЭБС IPRBooks

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Электротехническое материаловедение. Проводниковые, полупроводниковые и магнитные материалы [Текст] : учеб. пособие для вузов для вузов ж.-д. трансп. / А.С. Серебряков ; УМЦ по образованию на ж.-д. трансп. - М. : Маршрут, 2008. - 371 с. : ил., прил., табл. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.: 36 назв. ЭБС РГУПС
2 Музылева И. В. Электротехническое и конструкционное материаловедение. Полупроводниковые материалы и их применение [Электронный ресурс] : Учебное пособие / Музылева И. В. - Липецк : Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2014. - 79 с. ЭБС IPRBooks

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Безуглый А.В. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Электротехнические материалы ". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Определение электрической прочности трансформаторного масла: учебно-методическое пособие / Соловьев Г.Е., Микаэльян Е.Ю., Безуглый А.В. Ростов н/Д, ФГБОУ ВО РГУПС, 2017,- 11с. ЭБС РГУПС
3 Определение удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений твердых диэлектриков : учебно-методическое пособие к лабораторной работе / Г.Е. Соловьев, Е.Ю. Микаэльян ; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, РГУПС, 2017.– 11 с. ЭБС РГУПС
4 Исследование температурной зависимости электропроводности полупроводниковых материалов: учебно-методическое пособие к лабораторной работе / А.В. Жуков, И.Ю. Буданова, ФГБОУ ВО РГУПС, Ростов н/Д, 2017.— 11 с. ЭБС РГУПС
5 Исследование электрической прочности газообразных диэлектриков. Методические указания к лабораторной работе. Г.Е. Соловьев, А.В. Безуглый, ФГБОУ ВО РГУПС,2017, - 24 с. ЭБС РГУПС
6 Определение электрической прочности твердых диэлектриков: учебно-методическое пособие к лабораторной работе, А.В. Жуков, ФГБОУ ВО РГУПС.2017, - 10с. ЭБС РГУПС
7 Высоковольтные лаборатории и источники высокого напряжения : учебно-методическое пособие к лабораторным работам /Г.Е. Соловьев, А.В. Жуков; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2017. – 15 с. ЭБС РГУПС
8 Электротехнические материалы : учебно-методическое пособие для практических работ / Г.Е. Соловьев, Е.Ю. Микаэльян, Н.П. Воронова; ФГБОУ ВО РГУПС, – Ростов н/Д, 2017. – 222 с.: ил. – 74. Библиогр.: 7 назв. ЭБС РГУПС

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования);

Лабораторное оборудование.

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 45196.