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.О "Материаловедение"

по Учебному плану

бакалавриата по направлению подготовки

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Профильная направленность

Электромеханика

Квалификация выпускника "Бакалавр", ФГОС ВО 3++

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель к.т.н., доц. Микаэльян Елена Юрьевна предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.О "Материаловедение" 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 "Прикладная информатика и вычислительная техника», ДГТУ .





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БО_Материаловедение_Б_13.03.02_во_3_ТОЭ_п46093_и46095.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Материаловедение".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 29.03.2019 № 10.

Целью дисциплины "Материаловедение" является подготовка в составе других 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 типом задач профессиональной деятельности, предусмотренным учебным планом и профильной направленностью "Электромеханика".

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", "Теоретические основы электротехники", "Электрические машины";

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

Планируемые результаты обучения по дисциплине Установленные ОП компетенции и индикаторы их достижения
ОПК-4 - Способен использовать свойства конструкционных и электротехнических материалов в расчетах параметров и режимов объектов профессиональной деятельности

Знает: методы оценки электротехнических свойств материалов

Умеет: Осуществить правильный подбор материалов для использования в электротехнических устройствах

Имеет навыки: выбора материалов для производства узлов и агрегатов наземных транспортно-технологических средств и комплексов

Индикатор:
ОПК-4.1 - Демонстрирует знание областей применения, свойств, характеристик и методов исследования конструкционных материалов, выбирает конструкционные материалы в соответствии с требуемыми характеристиками для использования в области профессиональной деятельности

Знает: методы оценки электротехнических свойств материалов

Умеет: Осуществить правильный подбор материалов для использования в электротехнических устройствах

Имеет навыки: выбора материалов для производства узлов и агрегатов наземных транспортно-технологических средств и комплексов

Индикатор:
ОПК-4.2 - Демонстрирует знание областей применения, свойств, характеристик и методов исследования электротехнических материалов, выбирает электротехнические материалы в соответствии с требуемыми характеристиками

Знает: способы эффективного использования материалов в оборудовании систем обеспечения движения поездов

Умеет: Осуществить правильный подбор материалов для использования в электротехнических устройствах

Имеет навыки: подбора необходимых материалов, определения качества проведения технического обслуживания систем обеспечения движения поездов

Индикатор:
ОПК-4.3 - Выполняет расчеты на прочность простых конструкций

Место дисциплины 1Б.О "Материаловедение" в структуре Образовательной программы

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

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

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.

Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: .

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) 48 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
3
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 48 48 48
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб) 16 16 16
Практические, семинары (Пр) 16 16 16
       
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 87   87
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР) 15   15
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 72   72
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 144 48 144
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. Диэлектрические материалы. (Компетенция/и ОПК-4)

1.1. Общие сведения о строении вещества: 1) Строение вещества. Виды связи. 2) Зонная теория электропроводности твердых тел. Энергетические диаграммы зонной теории твердых тел. 3) Три группы электротехнических материалов.4) Зависимость электропроводности диэлектриков от различных факторов. Электропроводность газов, жидкостей и твердых тел.

1.2. Поляризация диэлектриков: 1) Поляризация диэлектриков. 2) Виды поляризационных процессов и факторы, влияющие на их развитие.3) Поляризация газообразных, жидких и твердых диэлектриков.

1.3. 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.

1.4. Диэлектрические потери: 1) Диэлектрические потери.Виды диэлектрических потерь. 2) Диэлектрические потери в газах, жидких и твердых диэлектриках. 3) Измерение тангенса угла диэлектрических потерь с помощью моста переменного тока (мост Шеринга).

1.5. Пробой диэлектриков: 1) Теория пробоя газообразных диэлектриков. Ионизация газа в равномерном электрическом поле. Ионизация газа в резко неравномерном электрическом поле. 2) Теория пробоя жидких диэлектриков. 3) Теория пробоя твердых диэлектриков. 4) Влияние различных факторов на пробой диэлектриков.

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

2.1. Полупроводниковые материалы: 1) Общие сведения. Механизмы электропроводности полупроводников. Собственная и примесная проводимость. 2) Термоэлектрические явления в полупроводниках.

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

3.1. Проводниковые материалы: 1) Основные характеристики проводниковых материалов. 2) Материалы высокой проводимости. Сплавы на основе меди, алюминия и железа. 4) Сплавы высокого электрического сопротивления. 5)Сверхпроводимость и сверхпроводники.

4. Магнитные материалы. (Компетенция/и ОПК-4)

4.1. Магнитные материалы: 1) Общие сведения о магнитных свойствах материалов. 2) Магнитомягкие материалы. 3) Магнитомягкие высокочастотные материалы. Ферриты. 4)Магнитотвёрдые 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 8 4 12 20
2 2 4 4 20
3 4 4   16
4 2 4   16
Итого 16 16 16 72
В т.ч. по интерактивным формам 16 16 16  

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
Определение удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений твердых диэлектриков 2
Исследование электрической прочности газообразных диэлектриков 2
Определение электрической прочности твердых диэлектриков 2
Испытание индивидуальных средств защиты от поражения электрическим током 2
Определение электрической прочности трансформаторного масла 2
2 Исследование температурной зависимости электропроводности полупроводниковых 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
1 Диэлектрическая проницаемость и влияние на её величину различных факторов. 2
Опрделение электропроводности диэлектрическх материалов и влияние внешних факторов. 2
2 Определение температурной зависимости полупроводниковых материалов. 4
3 Выбор оптимльного сечения сопротивления проводов по допустимому нагреву.Условия нагревания проводов и кабелей. 4
4 Использование основных закоов электротехники для расчета цепей содержащих магнитные 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 Поляризация. Виды поляризационных процессов и факторы,влияющие на их развитие. Диэлектрические потери. Ионизация газа в резко неравномерном электрическом поле. 20
2 Термоэлектрические явления в полупроводниках. 20
3 Сплавы высокого электрического сопротивления. Сверхпроводимость и сверхпроводники. 16
4 Магнитомягкие высокочастотные материалы. Ферриты. 16

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-4 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-4 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.
Дуальная оценка за расчетно-графическую работу - качество изложения материала,
- 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

комплексная расчетно-графическая работа по разделам изучаемой дисциплины.


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)Жидкие диэлектрики. Виды и основные характеристики.
5)Полупроводниковые химические соединения.
6)Материалы высокого сопротивления.
7)Типы твердых тел и их свойства.
8)Твердые диэлектрики. Виды и основные характеристики.
9)Германий, кремний, селен. Свойства и применения.
10)Виды дефектов в кристаллах.
11)Виды и свойства электротехнических материалов.
12)Диэлектрические потери в газах.
13)Схемы замещения реального диэлектрика.
14)Электрохимический пробой твердого диэлектрика.
15)Поляризация диэлектриков. Количественная характеристика явления.
16)Влияние различных факторов на пробой в газах.
17)Пробой газов. Физика явления.
18)Магнетизм. Физика явления.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1)Теория пробоя газообразных диэлектриков.
2)Теория пробоя жидких диэлектриков.
3)Электрический пробой твердого диэлектрика.
4)Тепловой пробой твердого диэлектрика.
5)Мгновенные механизмы поляризации в диэлектрике.
6)Классификация электротехнических материалов с точки зрения зонной теории электропроводности.
7)Схема замещения реального диэлектрика по диэлектрическим потерям.
8)Зависимость электрической прочности твердых диэлектриков от различных факторов.
9)Зависимость электрической прочности жидких диэлектриков от различных факторов.
10)Влияние различных факторов на пробой в газах.
11)Основы теории сверхпроводимости.
12)Физико-химические свойства диэлектриков.
13)Дефекты строения вещества (точечные, линейные, пространственные).
14)Сплавы высокого сопротивления и их свойства.
15)Материалы высокой проводимости.
16)Причины намагничивания материалов.
17)Магнитомягкие материалы, их свойства и применение.
18)Магнитотвердые материалы, их свойства и применение.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Способы определения типа электропроводности полупроводников.

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

3)Диэлектрическая проницаемость твердых диэлектриков.

4)Основные свойства полупроводниковых материалов.

5)Газообразные диэлектрики. Основные характеристики.

6)Жидкие диэлектрики. Виды и основные характеристики.

7)Определение удельного поверхностного сопротивления твердого диэлектрика.

8)Определение удельного объемного сопротивления твердого диэлектрика.

9)Классификация и основные свойства проводниковых материалов.

10)Виды диэлектрических потерь.

11)Диэлектрические потери в жидких диэлектриках.

12)Диэлектрические потери в твёрдых диэлектриках.

13)Влияние различных факторов на электрическую прочность твердого диэлектрика.

14)Влияние различных факторов на пробой в газах.

15)Физико-химические свойства диэлектриков.

16)Влияние различных факторов на электрическую прочность жидкого диэлектрика.

17)Германий, кремний, селен. Свойства и применение.

18)Потери энергии при перемагничивании.


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
  ОПК-4 3 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
1, 2 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Дуальная оценка за расчетно-графическую работу - качество изложения материала,
- 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).
Защита расчетно-графической работы.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень учебной литературы для освоения дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Музылева И.В. Электротехническое и конструкционное материаловедение. Диэлектрические материалы и их применение [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Музылева И.В., Синюкова Т.В.— Электрон. текстовые данные.— Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2014.— 64 c. ЭБС IPRBooks
2 Полупроводники, проводники и магнитные материалы : учебно-методическое пособие / Е.Ю. Микаэльян, Н.П. Воронова, Г.Е. Соловьев; ФГБОУ ВО РГУПС - Ростов н/Д, 2017. - 149 с. ЭБС РГУПС
3 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

Перечень учебно-методического обеспечения

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Микаэльян Е.Ю. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Материаловедение". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 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. : ил.–Библиогр. : 2 назв. ЭБС РГУПС
3 Исследование электрической прочности газообразных диэлектриков : учебно–методическое пособие/ Соловьев Г.Е., А.В. Безуглый ; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 24 с.: ил.12 Библиогр. : 6 назв. ЭБС РГУПС
4 Определение электрической прочности твердых диэлектриков : учебно-методическое пособие к лабораторной работе / А.В. Жуков; ФГБОУ ВО РГУПС. — Ростов н/Д, 2017. — 12 с. : ил. Библиогр. :2 назв. ЭБС РГУПС
5 Определение удельного объемного и удельного поверхностного сопротивлений твердых диэлектриков : учебно-методическое пособие к лабораторной работе / Г.Е. Соловьев, Е.Ю. Микаэльян ; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 11 с. : ил. – Библиогр. : 5 назв. ЭБС РГУПС
6 Испытание индивидуальных средств защиты от поражения электрическим током: учебно-методическое пособие к лабораторной работе / А.В. Безуглый, Е.Ю. Микаэльян, В.Н. Носков: ФГБОУ ВО РГУПС, Ростов н/Д, 2017. ЭБС РГУПС
7 Высоковольтные лаборатории и источники высокого напряжения : учебно-методическое пособие к лабораторным работам /Г.Е. Соловьев, А.В. Жуков; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 15 с. ЭБС РГУПС
8 Определение электрической прочности трансформаторногомасла : учебно-методическое пособие к лабораторной работе / Г.Е. Соловьев, Е.Ю.Микаэльян, А.В. Безуглый; ФГБОУ ВО РГУПС. — Ростов н/Д, 2017. — 12 с. : 5 ил. Библиогр. :5 назв. ЭБС РГУПС
9 Диэлектрики : учеб. пособие / Н.П. Воронова, Е.Ю. Микаэльян, Г.Е. Соловьев,; ФГБОУ ВО РГУПС, – Ростов н/Д, 2017. – 68 с. ЭБС РГУПС

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

Лицензионное и свободно распространяемое программное обеспечение

№ 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: 46095.