Рабочая программа дисциплины "Электротехнические материалы" (стр. 2 )

Введение в дисциплину (1 час). Цель, задачи и структура дисциплины. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

ТЕМА №1 Электротехнические материалы на основе металлов

Лекция №1 Введение (1 час)

Назначение, классификация, области применения и требования к электротехническим материалам. Кристаллическое строение металлов и их дефекты. Механические свойства электротехнических материалов и основные методы их определения.

Лекция №2 Строение электротехнических материалов (2 часа)

Виды химической связи в материалах. Энергетические зоны и уровни твердых тел. Энергетические зоны электротехнических материалов.

ТЕМА № 2 Проводниковые материалы

Лекция № 3 Физические процессы в проводниках (2часа)

Физическая природа электропроводимости металлов. Температурная зависимость удельного сопротивления металлических проводников. Влияние примесей и других структурных дефектов на удельное сопротивление металлов. Электрические свойства металлических сплавов.

Лекция № 4 Эффекты и явления в проводниках (2часа)

Особенности сопротивления проводников на высоких частотах. Зависимость удельного сопротивления тонких металлических пленок от её толщины. Основные контактные явления и термоэлектродвижущая сила.

Лекция № 5 Свойства проводниковых материалов (2часа)

Свойства меди и алюминия. Сверхпроводящие металлы и сплавы.

Сплавы высокого сопротивления и сплавы для термопар.

Лекция № 6 Металлы и сплавы различного назначения (2часа)

Свойства тугоплавких металлов. Благородные металлы и припои. Металлы со средним значением температуры плавления. Неметаллические проводящие материалы.

ТЕМА № 3 Полупроводниковые материалы

Лекция № 7 Физические процессы в полупроводниках (2часа)

Основные физические процессы в полупроводниках. Свойства полупроводников различного типа. Основные оптические и фотоэлектрические явления.

Лекция № 8 Свойства полупроводниковых материалов (2часа)

Основные физические явления и свойства кремния, Германия и карбида кремния. Области применения полупроводниковых материалов.

ТЕМА № 4 Электроизоляционные материалы

Лекция № 9 Поляризация диэлектриков (2часа)

Механизмы поляризации. Классификация диэлектриков по механизмам поляризации. Влияние агрегатного состояния на диэлектрическую проницаемость.

Лекция № 10 Электропроводимость диэлектриков (2часа)

Токи смещения в диэлектриках. Электропроводимость газов и жидких диэлектриков. Электропроводимость твердых диэлектриков. Поверхностная электропроводимость твердых диэлектриков.

Лекция № 11 Потери в диэлектриках (2часа)

Эквивалентные схемы диэлектриков с потерями. Виды диэлектрических потерь. Диэлектрические потери в зависимости от агрегатного состояния вещества.

Лекция № 12 Пробой диэлектриков (2часа)

Пробой газов. Пробой жидких и твердых диэлектриков. Электрохимический и поверхностный пробой материалов.

Лекция № 13 Пассивные диэлектрики (2часа)

Строение и свойства полимеров. Линейные полимеры. Пластмассы, пластики и ситаллы. Керамические материалы

Лекция № 14 Активные диэлектрики (2часа)

Свойства и характеристики сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, пироэлектриков и электретов. Жидкие кристаллы.

ТЕМА № 5 Магнитные материалы

Лекция № 15 Физические процессы в магнитных материалах (2часа)

Классификация веществ по магнитным свойствам. Природа ферромагнитного состояния. Процессы при намагничивании ферромагнетиков. Поведение ферромагнетиков в переменных магнитных полях

Лекция № 16 Свойства магнитных материалов (1,5часа)

Магнитомягкие материалы применяемые в электротехнике. Специальные магнитомягкие высокочастотные материалы. Свойства магнитотвердых материалов.

Заключение (0,5часа)

Основные направления совершенствования электроизоляционных, полупроводниковых, проводниковых и магнитных материалов в сельском хозяйстве.

5.3. Тематический план лабораторных занятий

Таблица 5.3

№ раздела (темы)	Темы лабораторных занятий	Кол-во часов	Формы текущего контроля успеваемости
	Семестр 3	24
1	Изучение механических свойств электротехнических материалов и основных методов их определения	4	Тесты, СРС, КР
2	Исследование распределения напряжения по элементам гирлянд изоляторов линии электропередачи	4	Тесты, СРС, КР
4	Исследование электропроводности и диэлектрической проницаемости диэлектриков	4	Тесты, СРС, КР
4	Исследование основных свойств трансформаторного масла	4	Тесты, СРС, КР
4	Профилактические испытания изоляционных конструкций – измерение тангенса угла диэлектрических потерь	4	Тесты, СРС, КР
5	Изучение механических и электрических свойств ферромагнитных и ферримагнитных материалов	4	Тесты, СРС, КР

6. Образовательные технологии

6.1. ТРАДИЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. Образовательный процесс реализуется с помощью традиционных образовательных технологий. Формы, направленные на теоретическую подготовку студентов: лекции, самостоятельная работа в аудитории, консультации, выполнение домашних заданий на сайте. Формы, направленные на практическую подготовку: лабораторная работа и самостоятельная работа.

6.2. ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (активные, интерактивные и информационные) технологии обучения (ТО). В колонках таблицы указаны используемые технологии.

Таблица 6.1

№	Используемые технологии обучения (ТО)	Методические указания и материалы по технологии обучения*	Место проведения**	Трудоёмкость аудиторных занятий (в часах)
1	ПЛ	[9, 10]		2
2	ПС	[10]		2
3	ТЕСТ	[9]		2
4	АКС	[10]		1
5	ИУ	[9]		1
6	ПЛР	[10]		2
7	ИТ	[9, 10]		4
25% от общего числа часов аудиторных занятий - 56час. Итого	14 часов
В % от общего числа часов аудиторных занятий на дисциплину	25%

В таблицу вносятся используемые активные и информационные технологии обучения. Условные обозначения: ПЛ – проблемная лекция; ПС – проблемный семинар; ТЕСТ – тестирование; АКС – анализ конкретных ситуаций; ИУ – имитационное упражнение; ИТ – информационная технология, ПЛР – поисковая лабораторная работа

* Указывается ссылка на методическое обеспечение в соответствии с пунктом 8 рабочей программы.

** Указывается в случае проведения мероприятия за пределами университета.

7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

7.1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ План САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Таблица 7.1

№ раздела, темы дисциплины	Темы для самостоятельного изучения теоретического курса с указанием источника	Кол-во часов	Из них:	Формы текущего контроля успеваемости
ТО*	СРС
	Семестр 3	108	56	52
1	Введение [1], с.3-4; [6], с.5-6; [7], с.3-4. [8], с.3-6;	4	4	-	Тесты, ДЗ на сайте, собеседование с преподавателем
2	Тема 1. Электротехнические материалы на основе металлов [1], с.5-30; [7], с.5-17 и 40-45.	10	5	5	Тесты, КР, ДЗ на сайте, составление отчёта и защита ЛР
3	Тема 2. Проводниковые материалы [1], с.30-53; [2], с.3-28; [6], с.56-90; [7], с.224-245.	4	4	-	Тесты, ДЗ на сайте, собеседование с преподавателем
4	Тема 3. Полупроводниковые материалы [1], с.53-81; [3], с.3-26; [6], с.133-159; [7], с.197-224.	10	6	4	Тесты, КР, ДЗ на сайте, составление отчёта и защита ЛР
5	Тема 4. Электроизоляционные материалы [1], с.81-162; [4], с.3-32; [6], с.182-225.	10	6	4	Тесты, КР, ДЗ на сайте, собеседование с преподавателем
6	Тема 5. Магнитные материалы. [1], с.162-190; [6], с.325-359; [7], с.245-274;	10	6	4	Тесты, КР, ДЗ на сайте, составление отчёта и защита ЛР
7	Заключение [1], с.5-8; [5], с.24-28; [6], с.7-9; [7], с.190-196;				Тесты, КР, ДЗ на сайте, составление отчёта и защита ЛР

ТО* – теоретическое обучение.

СРС – самостоятельная работа студентов.

7.2. ТЕМАТИКА ДОМАШНИХ ЗАДАНИЙ И РЕФЕРАТОВ

1.  Домашние задания

Домашние задания по темам учебной дисциплины - задания, требующие более глубокого изучения теоретического материала, с использованием технической и нормативной литературы, а также Интернет - источников.

2.  Работа на сайте

Сайты по дисциплине «Электротехнические материалы». Действующие ссылки на ресурсы: http://window. *****/. и http://sermir. *****/map. htm

3. Темы рефератов

3.  Строение электротехнических материалов электроустановок.

4.  Физические процессы в проводниковых материалах.

5.  Эффекты и явления в проводниках.

6.  Свойства проводниковых материалов.

7.  Металлы и сплавы электроустановок различного назначения.

8.  Свойства проводниковой меди и алюминия.

9.  Сверхпроводящие металлы и сплавы, применяемые в электроэнергетике.

10.  Сплавы высокого сопротивления и сплавы для термопар.

11.  Свойства тугоплавких металлов электроустановок.

12.  Неметаллические проводящие материалы.

13.  Основные физические процессы в полупроводниках

14.  Свойства полупроводниковых материалов различного типа.

15.  Основные оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках.

16.  Физические явления и свойства кремния для полупроводников.

17.  Основные физические явления и свойства Германия электроустановок.

18.  Физические явления и свойства карбида кремния электронной техники.

19.  Поляризация диэлектриков.

20.  Электропроводимость диэлектрических материалов.

21.  Потери в диэлектриках электроустановок.

22.  Электрический пробой газообразных диэлектриков.

23.  Электрический пробой жидких диэлектриков.

24.  Электрический пробой твердых диэлектриков.

25.  Свойства пассивных диэлектриков.

26.  Активные диэлектрики автоматики электроустановок.

27.  Свойства и характеристики сегнетоэлектриков.

28.  Свойства и характеристики пьезоэлектриков.

29.  Свойства и характеристики пироэлектриков.

30.  Свойства и характеристики электретов.

31.  Физические процессы в магнитных материалах.

32.  Природа ферромагнитного состояния.

33.  Процессы при намагничивании ферромагнетиков.

34.  Поведение ферромагнетиков в переменных магнитных полях.

35.  Свойства магнитных материалов электроустановок.

36.  Магнитомягкие материалы, применяемые в электротехнике.

37.  Свойства магнитотвердых материалов.

38.  Направления совершенствования электротехнических материалов.

7.3. СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ

1.  Требования к электротехническим материалам.

2.  Кристаллическое строение металлов и их сплавов.

3.  Дефекты кристаллического строения металлов.

4.  Механические свойства материалов на основе цветных металлов.

5.  Испытания на растяжение пластичных материалов.

6.  Показатели прочности цветных металлов и их сплавов.

7.  Показатели пластичности материалов из цветных металлов.

8.  Механические испытания цветных металлов на твердость.

9.  Классификация и технические характеристики сплавов алюминия.

10.  Назначение, технические характеристики латуни и бронзы.

11.  Основные способы обработки цветных сплавов.

12.  Назначение и области применения диэлектрических материалов.

13.  Назначение, классификация и области применения диэлектриков.

14.  Электрофизические свойства диэлектрических материалов.

15.  Требования к электроизоляционным материалам и их свойствам.

16.  Построение энергетической диаграммы твердых диэлектриков.

17.  Газообразное, жидкое и твердое состояние диэлектриков.

18.  Значение и свойства электрической изоляции в электроустановках.

19.  Образование сквозного тока утечки на участке твердой изоляции.

20.  Объемная и поверхностная электропроводимость диэлектриков.

21.  Виды электропроводимости диэлектрических материалов.

22.  Электронная проводимость диэлектриков в электрических полях.

23.  Факторы, влияющие на электропроводимость газообразных диэлектриков в слабых электрических полях.