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 "Электрические машины и аппараты"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.Ф "Преобразовательная техника"

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. Кочин Александр Евгеньевич предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.Ф "Преобразовательная техника" 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 "Электрические машины и аппараты".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

д.т.н., доц. Лобов Борис Николаевич, Профессор, ФГБОУ ВПО ЮРГПУ(НПИ) имени М.И. Платова.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БФ_Преобразовательная т_Б_13.03.02_во_7_ЭМА_п35530_и47836.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Преобразовательная техника".

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

Целью дисциплины "Преобразовательная техника" 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 "Профессиональные информационные системы", "Тяговый электропривод";

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-3 - Способен использовать методы анализа и моделирования электрических цепей и электрических машин

Знает: Принципы действия электронных устройств

Умеет: Применять принципы действия при освоении электронных устройств

Имеет навыки: Применять на практике принципы действия электронных устройств

Индикатор:
ОПК-3.4 - Демонстрирует понимание принципа действия электронных устройств

Знает: Основных характеристики электрических и электронных аппаратов

Умеет: Использовать знания основных характеристик электрических и электронных аппаратов

Имеет навыки: Практически использовать знания основных характеристик электрических и электронных аппаратов

Индикатор:
ОПК-3.6 - Применяет знания функций и основных характеристик электрических и электронных аппаратов

Место дисциплины 1Б.Ф "Преобразовательная техника" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав части, формируемой участниками образовательных отношений (Ф).

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

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 7 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) 32 часа.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
7
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 32 32 32
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб)      
Практические, семинары (Пр) 16 16 16
       
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 103   103
Контрольная работа (К)      
Реферат (Р)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 103   103
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 144 32 144
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 № 7

1. Физические основы электроники. (Компетенция/и ОПК-3)

1.1. Движение заряженных частиц в классическом и квантово-механическом представлении: 1) Движение заряженных частиц в рамках классической модели 2) Движение заряженных частиц в квантово-механическом представлении 3) Описание волновых процессов при движении заряженных частиц на основе вспомогательной волновой функции 4) Принцип неопределенности Гейзенберга.

1.2. Основное уравнение квантовой механики: 1) Связь между параметрами силового поля и состоянием микрочастицы. Уравнение Шредингера 2) Движение микрочастицы в зоне потенциального барьера 3) Линейные колебания и вращательное движение микрочастиц 4) Состояние электрона на внешней оболочке атома.

1.3. Связанное состояние микрочастицы в потенциальной яме: 1) Типы колебаний(моды) 2) Плотность электромагнитных колебаний 3) Классическое распределение частиц по Максвеллу 4) Потенциальные ямы. Потенциальный барьер.

1.4. Принцип запрета Паули и уровень Ферми: 1) Принцип запрета Паули 2) Распределение Ферми 3) Уровень Ферми 4) Квантовые числа и квантово-механическое описание электронов в атоме.

2. Электронно-дырочный переход. (Компетенция/и ОПК-3)

2.1. Образование электронно-дырочного перехода: 1) Работа выхода 2)Контакт двух металлов 3) Контакт металла и полупроводника 4) Контакт двух полупроводников.

2.2. Электрическое смещение р-n-перехода: 1) Включение р-n-перехода в электрическую цепь 2) Прямое включение 3) Обратное включение 4) Ток дрейфа и ток диффузии.

2.3. Вольт - амперная характеристика р-n-перехода: 1) Исходные положения. Определение ВАХ 2)Уравнение ВАХ 3) Исследование уравнения ВАХ 4) Прямой и обратный участки ВАХ 5) Основные параметры р-n-перехода.

2.4. Пробои р-n-перехода: 1) Лавинный пробой 2) Туннельный пробой 3) Поверхностный пробой 4) Тепловой пробой.

3. Полупроводниковые приборы. (Компетенция/и ОПК-3)

3.1. Полупроводниковые диоды: 1) Принцип действия и классификация 2) Плоскостные и точечные диоды 3) Параметры и обозначение силовых диодов 4) Специальные типы диодов.

3.2. Транзисторы: 1) Назначение и классификация 2) Физические явления в биполярных транзисторах и схемы их включения. 3) Характеристики биполярных транзисторов и режимы их работы 4) Характеристики работы полевых транзисторов и режимы их работы.

3.3. Тиристоры: 1) Назначение и классификация 2) Физические процессы в p-n-p-n структуре тиристора 3) Вольт - амперная статическая характеристика тиристора 4) Тринисторы и семисторы.

3.4. Оптоэлектронные приборы и устройства: 1) Оптоэлектронные приборы и устройства 2) Излучатели 3) Оптроны 4) Волоконно-оптические линии связи.

4. Режимы работы и схемы включения силовых полупроводниковых приборов. (Компетенция/и ОПК-3)

4.1. Состав силовых схем вентильных преобразователей.


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     28
2 6     24
3 4 16   26
4 2     25
Итого 16 16   103
В т.ч. по интерактивным формам   4    

Лабораторный практикум

Не предусмотрено.


Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 7
3 Расчет параметров полупроводниковых диодов 2
Расчет параметров и схем включения стабилитронов 2
Расчет вторичных параметров биполярного транзистора 2
Расчет ключевого режима биполярного транзистора 2
Расчет рабочего режима биполярного транзистора 2
Расчет параметров полевого транзистора 2
Анализ и расчет статических парамеров тиристоров 2
Расчет параметров оптронов 2

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 № 7
1 Основное уравнение квантовой механики. Движение микрочастицы в зоне потенциального барьера 10
Подвижность носителей заряда в сильных электрических полях 8
Электростатическая ионизация 10
2 Образование электронно-дырочного перехода. 8
Образование перехода метал полупроводник 10
Емкостные свойства p-n-перехода 6
3 Оптоэлектронные приборы и устройства. Волоконно-оптические линии связи 26
4 Электронно-акустические приборы. 25

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)
7
ОПК-3 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-3 7 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - 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 № 7

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1)История развития электроники как науки.
2)Применение электронных приборов в электроэнергетике.
3)Движение заряженных частиц в рамках классической модели.
4)Движение заряженных частиц в квантово-механическом представлении
5)Принцип неопределенности Гейзенберга.
6)Связь между параметрами силового поля и состоянием микрочастицы. Уравнение Шредингера.
7)Движение микрочастицы в зоне потенциального барьера.
8)Потенциальные ямы. Потенциальный барьер.
9)Принцип запрета Паули.
10)Уровень Ферми.
11)Энергетические зоны в кристалле.
12)Собственная проводимость полупроводников.
13)Примесная проводимость полупроводников.
14)Вырожденные полупроводники.
15)Невырожденные полупроводники.
16)Основные и неосновные носители заряда.
17)Критическая напряженность электрического поля.
18)Подвижность носителей заряда в сильных электрических полях.
19)Термоэлектронная эмиссия.
20)Электростатическая ионизация.
21)Образование электронно-дырочного перехода.
22)Работа выхода.
23)Контакт двух металлов.
24)Контакт металла и полупроводника.
25)Контакт двух полупроводников.
26)Включение р-n-перехода в электрическую цепь.
27)Прямое включение.
28)Обратное включение.
29)Ток дрейфа и ток диффузии.
30)Вольт - амперная характеристика р-n-перехода.
31)Уравнение ВАХ.
32)Основные параметры р-n-перехода.
33)Виды пробоев р-n-перехода.
34)Принцип действия и классификация п/п диодов.
35)Плоскостные и точечные диоды.
36)Основные параметры и УГО п/п диодов.
37)Специальные типы полупроводниковых диодов.
38)Назначение и классификация транзисторов.
39)Физические процессы в биполярных транзисторах.
40)Основные статические характеристики и параметры биполярных транзисторов.
41)Физические процессы и схемы включения полевых транзисторов.
42)Стоковые и стоко - затворные характеристики полевых транзисторов.
43)Основные параметры полевых транзисторов.
44)Физические процессы в неуправляемых p-n-p-n тиристорах.
45)Управляемые тиристоры.
46)Вольт - амперная характеристика неуправляемых и управляемых тиристоров.
47)Назначение и классификация оптоэлектронных приборов.
48)Оптроны.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1)Уметь экспериментально снимать ВАХ полупроводниковых диодов
2)Уметь на основе экспериментально снятой ВАХ определять основные параметры полупроводниковых диодов
3)Уметь экспериментально снимать статические входные и выходные характеристики биполярных транзисторов
4)Уметь экспериментально снимать стоковые и стокозатворные характеристики основных типов полевых транзисторов
5)На основе экспериментально снятых входных и выходных статических характеристик рассчитыватьZ,Y,H-параметры транзисторов
6)Рассчитывать предельно допустимые токи и напряжения в выходных цепях биполярных и полевых транзисторов
7)Строить эквивалентные схемы замещения полупроводниковых диодов для различных частотных диапазонов работы
8)Разрабатывать схемы замещения биполярных и полевых транзисторов с учетом граничных частот работы активных элементов
9)Уметь экспериментально снимать амплитудные ,амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики усилительных каскадов с биполярными и полевыми транзисторами
10)Определять основные статические параметры логических ИМС
11)Определять основные динамические параметры логических ИМС
12)Уметь на основе экспериментально снятых ВАХ тиристоров определять их статические параметры
13)Экспериментально снимать и анализировать основные характеристики оптронов

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1)Методами изучения физических процессов в полупроводниковых диодах.

2)Методами изучения физических процессов в биполярных транзисторов.

3)Методами изучения основных физических процессов в полевых транзисторах.

4)Владеть методикой расчета биполярных и полевых транзисторов в режиме электронного ключа.

5)Владеть методикой расчета биполярных и полевых транзисторов в режиме усиления.

6)Владеть методикой расчета основных параметров полупроводниковых диодов.

7)Владеть методикой расчета H-параметров биполярных транзисторов.

8)Методикой расчета рабочего режима биполярного транзистора.

9)Методикой снятия и построения стоковых и стокозатворных характеристик полевых транзисторов.

10)Методикой снятия и построения входных и выходных статических характеристик биполярных транзисторов.

11)Методикой снятия и построения ВАХ тиристоров различных типов.


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-3 7 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
3 Выполненное практическое задание - 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.
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень учебной литературы для освоения дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Розанов, Ю. К. Силовая электроника : учебник и практикум для академического бакалавриата / Ю. К. Розанов, М. Г. Лепанов ; под ред. Ю. К. Розанова. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 206 с. — (Серия : Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-9440-7. ЭБС Юрайт
2 Дуденко А.И. Физические основы электроники : лекции/ А.И. Дуденко, В.А. Явна, С.И. Гармашов; РГУПС. -Ростов н/Д, 2011. -58 с.:a-ил. 86 экз. Наличие в НТБ: 20 шт. Наличие в ЭБС: ЭБС "РГУПС" ЭБС РГУПС
3 Новожилов, О. П. Электротехника и электроника : учебник для бакалавров / О. П. Новожилов. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 653 с. — (Серия : Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-2941-6. ЭБС «Юрайт» ЭБС Юрайт

Перечень учебно-методического обеспечения

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Кочин А.Е. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Преобразовательная техника". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Миленина, С. А. Электроника и схемотехника : учебник и практикум для академического бакалавриата / С. А. Миленина ; под ред. Н. К. Миленина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательство Юрайт, 2019. — 270 с. — (Серия : Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-534-05078-3. ЭБС Юрайт
3 Детистов В.А., Электроника. Ч.1. Физические основы электроники: учебн. пособие / Ю.А. Смирнов, В.А. Детистов; ФГБОУ ВПО РГУПС. - Ростов н/д. -2014.-88с.: ил.-Библиогр.: с. 86 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
2 Quite Universal Circuit Simylator (QUCS) 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);

Персональные компьютеры.

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


"____" _________________20___г.


Код РПД: 47836.