ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

КАЗАНСКИЙ ФИЛИАЛ

СОГЛАСОВАНО:	УТВЕРЖДАЮ:
Выпускающей кафедрой «Железнодорожная автоматика, Телемеханика и связь»	Директор Казанского филиала МИИТ
Протокол заседания кафедры №____ « ___» __________20 15 г.	____________________ Н.Н. Даянова ^{(подпись, Ф.И.О.)} «____» ___________ 20 15 г.
СОГЛАСОВАНО:
Выпускающей кафедрой «Электрификация и электроснабжение»
Протокол заседания кафедры №______ « _____ » ________20 15 г.

Кафедра: «Электрификация и электроснабжение»
^{(название кафедры)}
Авторы: Серебряков А.С., д.тех.н, проф.; Ручкина Л.Г., к.тех.н, доц.., Логинов В.Н. к.т.н., доц.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Материаловедение»

^{(название дисциплины)}

Направление/специальность: 23.05.05 (190901.65) Системы обеспечения движения поездов
^{(код, наименование специальности /направления)}
Профиль/специализация: «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» (СА); «Телекоммуникационные системы и сети на железнодорожном транспорте» (СТ), «Электроснабжение железных дорог» (СЭ)
Квалификация (степень) выпускника: инженер путей сообщения
Форма обучения: заочная

СОГЛАСОВАНО кафедра «Электрификация и электроснабжение» Протокол № « » 20 15 г.

Казань 2015 г.

ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения учебной дисциплины " Материаловедение" является формирование у обучающихся компетенций в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами по специальности " Системы обеспечения движения поездов" и приобретение ими:
- знаний о современных способах получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств, свойствах современных материалов, методах выбора материалов, основах производства материалов,
- умений владеть способами эффективного использования материалов и оборудования при техническом обслуживании и ремонте систем обеспечения движения поездов, применять новые методы технической диагностики устройств обеспечения движения поездов на основе свойств используемых в них материалов.
- навыков использования методов оценки свойств материалов, способов подбора материалов для проектируемых систем обеспечения движения поездов.

МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Учебная дисциплина " Материаловедение" относится к базовой части профессионального цикла.
Для изучения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки, формируемые следующими предшествующими дисциплинами
- Математика;
- Физика;
- Химия;
- Информатика;
- Теоретические основы электротехники.
Приобретенные в результате изучения дисциплины «Материаловедение" знания, умения и навыки являются неотъемлемой частью формируемых у выпускника компетенций, в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами по специальности " Системы обеспечения движения поездов", и будут использованы при изучении последующих учебных дисциплин:
- Электрические машины;
- Основы технической диагностики.

КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ / ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п/п	Код и название компетенции	Ожидаемые результаты

	Выпускник должен обладать компетенцией ПК-1 способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;	Знать: Способы оценки износа изоляции электротехнического электрооборудования на основании теоретических исследований и математического моделирования
Уметь: применять методы математического анализа для оценки качество электрической изоляции масляных трансформаторов по результатам газохроматографического анализа (ГХА) масла
Владеть: Новым методом оценки оставшегося ресурса изоляции по возвратнеому напряжению и напряжению саморазряда
	Выпускник должен обладать компетенцией ПК-11 владением методами оценки свойств и способами подбора материалов;	Знать: современные способы получения материалов и изделий из них с заданным уровнем эксплуатационных свойств; знать свойства современных материалов; методы выбора материалов; основы производства материалов, знать способ производства систем электрической изоляции трансформаторов и электрических машин для стрелочных переводов,
Уметь: использовать системы неразрушающего контроля колесных пар подвижного состава с использованием магнитных свойств стали,
Владеть: методами оценки свойств и способами подбора электротехнических материалов для проектируемых систем обеспечения движения поездов

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет:

- 4 зачетных единиц,
- 144 часов.

4.2. Объем учебной дисциплины

Вид учебной работы	Всего по учебному плану	Курсы


Контактная работа обучающихся с преподавателем (всего), часов
В том числе: Лекции (Л), часов
Практические (ПЗ) и семинарские (С) занятия, часов
Лабораторные работы (ЛР) (лабораторный практикум) (ЛП), часов
Контроль самостоятельной работы (КСР), часов
Самостоятельная работа (СРС) (всего), часов
Промежуточный контроль успеваемости, часов
ОБЩАЯ трудоёмкость дисциплины: - часов
- зачетных единиц
Текущий контроль (К, КП, КР, КСР)			К(1), КСР(1)
Виды промежуточного контроля (За, ЗаО, Экз)			За, Экз

4.3. Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам (разделам)

№ п/п	Курс	Тема (Раздел). Краткое содержание раздела	Виды учебной деятельности в часах / в том числе в интерактивной форме	Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Л	ЛР	ПЗ	КСР	СРС	Всего

		Раздел 1. Введение. Диэлектрические материалы Введение. Цель, задачи и основные вопросы курса. Основы материаловедения. Краткий исторический обзор развития науки об электротехнических материалах, ее значение в развитии железнодорожного транспорта России. Общие сведения о строении вещества Виды химической связи между атомами и молекулами в веществе. Ковалентная, ионная. металлическая и молекулярная связи. Типы твердых тел, их свойства. Дефекты строения. Агрегатные состояния вещества. Классификация материалов по электрическим и магнитным свойствам: проводниковые, полупроводниковые, сверхпроводниковые, магнитные материалы, диэлектрики. Зонная теория твердых тел. Диэлектрические материалы. Основные виды поляризации диэлектриков. Относительная диэлектрическая проницаемость газов, жидких и твердых диэлектриков. Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости. Электропроводность диэлектриков. Поляризационные токи и токи утечки. Удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления диэлектрика. Саморазряд изоляции. Электропроводность газов, жидкостей и твердых тел. Виды диэлектрических потерь. Схемы замещения диэлектрика с потерями. Угол диэлектрических потерь. Расчет мощности потерь в диэлектрике при постоянном и переменном напряжении. Удельные потери. Диэлектрические потери в зависимости от агрегатного состояния вещества. Пробой диэлектриков, Механизм пробоя газов, жидких и твердых диэлектриков. Тепловой и химический пробой твердых диэлектриков. Процессы в двухслойной изоляции. Возвратное напряжение. Физико-химические свойства диэлектриков: влажность материалов, влагопроницаемость. Механические свойства диэлектриков: прочность при растяжении, сжатии, изгибе; хрупкость, вязкость. Тепловые свойства диэлектриков: нагревостойкость, холодостойкость, теплопроводность, тепловое расширение. Старение изоляции. Классификация диэлектриков: электроизоляционные и конденсаторные материалы (пассивные диэлектрики) и материалы с управляемыми свойствами (активные диэлектрики), свойства и области применения. Профилактический контроль, диагностика и испытание изоляции.	3 -- 0	4 -- 0	0 -- 0	2 -- 0	28 -- 0	37 -- 0	К(1), КСР(1), За, Экз
		Раздел 2. Проводниковые материалы Классификация проводниковых материалов по составу, свойствам и техническому назначению. Основные электрические, тепловые и механические свойства проводников. Материалы высокой проводимости, их характеристики и области применения. Сверхпроводящие материалы и их применения. Высокотемпературные сверхпроводники (криопроводники). Сплавы высокого сопротивления, их основные параметры. Припои, неметаллические проводящие материалы. Электротехнические композиционные материалы для силовых резисторов.	2 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	2 -- 0	28 -- 0	32 -- 0	К(1), КСР(1), За, Экз
		Раздел 3. Полупроводниковые материалы Собственные и примесные полупроводники. Два типа электропроводности полупроводников. Основные и неосновные носители заряда. Влияние внешних факторов на свойства полупроводников, Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках. Классификация полупроводниковых материалов. Физико-химические и электрические свойства германия, кремния, технология их получения, области применения. Полупроводниковые химические соединения и твердые растворы, области их применения.	2 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	1 -- 0	26 -- 0	29 -- 0	К(1), КСР(1), За, Экз
		Раздел 4. Магнитные материалы Магнитные материалы Магнитное поле в веществе. Намагниченность вещества. Относительная и абсолютная магнитная проницаемость. Классификация материалов по магнитным свойствам: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики, антиферромагнетики. Основные характеристики, области применения. Доменное строение ферромагнетиков. Процессы при намагничивании ферромагнетиков. Явление гистерезиса. Индукция насыщения, остаточная индукция и коэрцитивная сила. Потери на гистерезис и вихревые токи. Анизотропия магнитных свойств ферромагнетиков. Зависимость магнитных свойств материалов от технологии обработки. Влияние температуры на магнитные свойства ферромагнетиков. Поведение ферромагнетиков в переменных магнитных полях. Особенности строения и свойства ферромагнетиков. Магнитомягкие материалы, виды, свойства и области применения. Магнитотвердые материалы, классификация, свойства и области применения. Магнитная энергия магнита, ее зависимость от воздушного зазора. Кривые размагничивания и магнитной энергии в воздушном зазоре. Коэффициент выпуклости кривой размагничивания материала. Магнитные материалы специализированного назначения: ферриты и магнитодиэлектрики.	1 -- 0	4 -- 0	0 -- 0	1 -- 0	27 -- 0	33 -- 0	К(1), КСР(1), За, Экз
Всего:	8 -- 0	8 -- 0	0 -- 0	6 -- 0	109 -- 0	131 -- 0

4.4. Лабораторные работы / практические занятия / индивидуальные занятия / самостоятельная работа под руководством преподавателя

4.4.1. Лабораторные работы

№ п/п	Курс	Раздел учебной дисциплины	Наименование лабораторных работ	Всего часов/ из них в интерактивной форме

		Проводниковые материалы	Исследование проводниковых материалов.	4/0
		Полупроводниковые материалы	Исследование полупроводниковых приборов.	4/0
Всего:	8/0

Практические занятия

Практические занятия не предусмотрены.

Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Курсовые работы не предусмотрены

Примерная тематика контрольных работ

Контрольная работа по дисциплине «Материаловедение. Электротехническое материаловедение» закрепляет и углубляет знания, полученные при изучении высшей математики, физики и, собственно, эленктротехнического материаловедения.
Темой контрольной работы является «Расчет параметров электротехнических устройств с заданными электротехническими материалами».

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для реализации компетентностного подхода и с целью формирования и развития профессиональных навыков студентов по усмотрению преподавателя в учебном процессе могут быть использованы в различных сочетаниях активные и интерактивные формы проведения занятий, включая: компьютерные симуляции, деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций, тренинги, встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА

№ п/п	Курс	Раздел учебной дисциплины	Вид самостоятельной работы студента	Всего часов

		Введение. Диэлектрические материалы	решение заданий из контрольной работы; тестирование в межсессионный период; самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом; работа со справочной и специальной литературой; решение заданий из контрольной работы
		Проводниковые материалы	самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом; работа со справочной и специальной литературой; решение заданий из контрольной работы; подготовка к текущему и промежуточному контролю
		Полупроводниковые материалы	самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом; работа со справочной и специальной литературой; решение заданий из контрольной работы; подготовка к текущему и промежуточному контролю
		Магнитные материалы	самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом; работа со справочной и специальной литературой; решение заданий из контрольной работы; подготовка к текущему и промежуточному контролю
Всего:

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Основная литература

№ п/п	Наименование	Автор(ы)	Год и место издания	Используется при изучении разделов	Курс

	Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для вузов 2-е изд., перераб. и доп.	Колесов С. Н. Колесов И. С.	М.: Высшая школа, 2008.	1, 2, 3, 4
	Электротехническое материаловедение. Электроизоляционные материалы: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта.	Серебряков А.С.	М.: Маршрут, 2005.
	Электротехническое материаловедение. Проводниковые и магнитные материалы: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта.	Серебряков А.С.	М.: РГОТУПС, 2006.	2, 3, 4

7.2. Дополнительная литература

№ п/п	Наименование	Автор(ы)	Год и место издания	Используется при изучении разделов	Курс

	Материаловедение	Бондаренко Г.Г., Кабанова Т.А., Рыбалко В.В.	М.: Юрайт, 2012	1, 2, 3, 4
	Материаловедение	Бондаренко Г.Г., Кабанова Т.А., Рыбалко В.В.	М.: Высшая школа, 2007	1, 2, 3, 4
	Материаловедение.	Серебряков А.С.	М.: РГОТУПС, 2006.	1, 2, 3, 4
	Электротехнические материалы. Учебник для вузов.	Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М.	Л.: Энергоатомиздат, 1969.	1, 2, 3, 4

8. ПЕРЕЧЕНЬ РЕСУРСОВ ИНФОРМАЦИОННО - ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ " ИНТЕРНЕТ", НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) 1. Официальный сайт РОАТ – http: //www.rgotups.ru/ru/
2. Официальный сайт МИИТ – http: //miit.ru/
3. Система дистанционного обучения «Космос» – http: //stellus.rgotups.ru/
4. Официальный сайт библиотеки РОАТ – http: //lib.rgotups.ru/
5. Поисковые системы «Яндекс», «Google» для доступа к тематическим информационным ресурсам.

ПЕРЕЧЕНЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СПРАВОЧНЫХ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)

Программное обеспечение должно позволять выполнить все предусмотренные учебным планом виды учебной работы по дисциплине «Материаловедение»: теоретический курс, практические занятия, задания на контрольную работу, тестовые и экзаменационные вопросы по курсу.
- Программное обеспечение для выполнения практических заданий включает в себя программные продукты общего применения:
- Программное обеспечение для проведения лекций, демонстрации презентаций и ведения интерактивных занятий: Microsoft Office 2003 и выше.
- Программное обеспечение, необходимое для оформления отчетов и иной документации: Microsoft Office 2003 и выше.
- Программное обеспечение для выполнения текущего контроля успеваемости: Браузер Internet Explorer 6.0 и выше.

Учебно-методические издания в электронном виде

1. Каталог электронных пособий в системе дистанционного обучения «Космос» – http: //stellus.rgotups.ru/ - «Вход для зарегистрированных пользователей» - «Ввод логина и пароля доступа» - «Просмотр справочной литературы» - «Библиотека».

2. Каталог учебно-методических комплексов дисциплин – http: //www.rgotups.ru/ru/chairs/ - «Выбор кафедры» - «Выбор документа»

3. Электронно-библиотечная система «Айбукс»- http: /ibooks.ru/

4. Электронные фонды НТБ МИИТа по ссылке: http: //library.miit.ru/

5. Электронные фонды Библиотеки РОАТ МИИТ по ссылке: http: //lib.rgotups.ru/

ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛЬНО - ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)

Требования к аудиториям (помещениям, кабинетам) для проведения занятий с указанием соответствующего оснащения

Учебная аудитория должна соответствовать требованиям пожарнойбезопасности и охраны труда по освещенности, количеству рабочих (посадочных) мест студентов.
Учебные лаборатории и кабинеты должны быть оснащены необходимым лабораторным оборудованием, приборами и расходными материалами, обеспечивающими проведение предусмотренного учебным планом лабораторного практикума (практических занятий) по дисциплине. Освещенность рабочих мест должна соответствовать действующим СНиПам.

10.2. Перечень лабораторного оборудования

- цифровой мультиметр;

- проводниковые материалы;

- выпрямительный диод 1Ф-1.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Для успешного освоения дисциплины студенты должны прослушать курс лекций в соответствии с учебным планом, под руководством преподавателя во время аудиторной работы самостоятельно выполнить задания на лабораторные работы; во время внеаудиторной работы самостоятельно выполнить контрольную работу, затем защитить ее, сдать зачет и экзамен.
Необходимым требованием для выполнения контрольной работы, подготовки к зачету и экзамену является обязательная самостоятельная работа студента над учебным материалом во внеаудиторное время без участия преподавателя.
Во время самостоятельной работы без участия преподавателя студенту необходимо:
- используя рекомендованную литературу, более глубоко изучить некоторые разделы дисциплины,
- выполнить и оформить контрольную работу,
- пройти компьютерный текущий самоконтроль - тест контроля самостоятельной работы на базе электронного тестирования системы " Космос".

Описание теста КСР

Контроль самостоятельной работы КСР проводится в форме автоматизированного тестового контроля с использованием системы дистанционного обучения «КОСМОС».

Тесты КСР содержит 40 вопросов, которые сгруппированы в виде 4 секций. В каждой секции от 6 до 14 вопросов. Каждому студенту предъявляется в ходе тестирования по 12 вопросов, т.е. по 3 вопроса, выбранные случайным образом из каждой секции. Допуск к экзамену- 8 правильных ответов. Время, отводимое на сдачу теста, 45 мин.

Демонстрационный вариант тестов КСР (ключ ответов на тест- первый ответ правильный) приведен ниже.

СЕКЦИЯ 1

Укажите правильное соотношение для электрических материалов с точки зрения зонной теории:

1. у полупроводников запрещенная зона более узкая, чем у диэлектриков;

2. у диэлектриков запрещенная зона уже, чем у проводников;

3. у диэлектриков запрещенная зона равна нулю;

4. у проводников запрещенная зона достаточно велика.

СЕКЦИЯ 2

Какие из указанных ниже металлов расставлены правильно в порядке возрастания их удельного электрического сопротивления

1. серебро, медь, золото, алюминий;

2. медь, серебро, алюминий, золото;

3. алюминий, медь, серебро, золото;

5. алюминий, медь, золото, серебро.

СЕКЦИЯ 3

Какое из указанных выражений верное?

1. Если валентность примесных атомов больше валентности основных атомов, такой полупроводник называют полупроводником типа n, а примесные атомы называют донорами;

2. Если валентность примесных атомов меньше валентности основных атомов, такой полупроводник называют полупроводником типа n, а примесные атомы называют донорами;

3. Если валентность примесных атомов больше валентности основных атомов, такой полупроводник называют полупроводником типа р, а примесные атомы называют акцепторами;

4. Если валентность примесных атомов равна валентности основных атомов, такой полупроводник называют полупроводником типа n, а примесные атомы называют акцепторами.

СЕКЦИЯ 4

Относительная магнитная проницаемость у ферромагнетиков не может быть:

1. < 1;

2. > 1000;

3. < 20000;

4. > 2000;

12.5. Критерии оценки студента на экзамене

Экзамен проводится в форме письменного ответа на вопросы экзаменационных билетов. Количество вопросов в экзаменационном билете – 2.

Ответ студента оценивается одной из следующих оценок: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно».

Например, ответ на один вопрос из двух – «удовлетворительно», неполный ответ на два вопроса - «хорошо», полный ответ на два вопроса с учетом дополнительных вопросов по курсу дисциплины - «отлично». Оценка «неудовлетворительно» выставляется в случае, когда количество неправильных ответов превышает количество допустимых для положительной оценки.

12.6. Перечень вопросов к зачету, экзамену

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1.Что такое нейтральные и полярные молекулы?

2.Какие энергетические уровни, заполненные электронами, существуют в атомах и какие зоны существуют в твердых телах?

3.Чем отличаются энергетические диаграммы диэлектриков, полупроводников и проводников?

4.Что такое поляризация и какими параметрами она характеризуется?

5.Как зависит при электронной и ионной поляризации от температуры и частоты?
6.Как зависит при дипольной поляризации от температуры и частоты?

7.Чем отличаются проводники первого рода и второго рода?

8.Как зависит удельное сопротивление металлов от примесей?

9.Что такое теплопроводность и теплоемкость проводников?

10.В чем состоит явление сверхпроводимости?

11.Чем отличаются сверхпроводники первого рода и второго рода?

12.Что такое криопроводники?

13.Из каких металлов делают предохранители?

14.При каких условиях возникает термо-ЭДС?

15.Как с помощью термопары измеряют температуру?

16.Какие материалы применяют для скользящих, разрывных и неподвижных контактов?

17.В чем основное различие между полупроводниками, проводниками и диэлектриками?

18.Какую роль в свойствах полупроводников играют дефекты строения

материала и вводимые примеси?

19.В чем состоит принцип действия p-n перехода?

20.Что такое собственная и примесная проводимости в полупроводниках?

21.Как определяют тип электропроводности полупроводников?

22.Как зависит максимально допустимая рабочая температура полупроводникового прибора от ширины запрещенной зоны?

23.У каких диодов кремниевых или германиевых больше допустимое обратное напряжение и почему?

24.Как объяснить нелинейный характер вольт-амперной характеристики варисторов?

25.В чем преимущества оксидно-цинковых резисторов по сравнению вилитовыми варисторами?

26.Каково различие в строении и свойствах слабомагнитных и сильномагнитных материалов?

27.Чем обусловлены ферромагнитные свойства железа?

28.Почему относительная магнитная проницаемость железа сначала увеличивается с ростом напряженности, а затем уменьшается?

29. Какие магнитомягкие материалы и для каких целей нашли наиболее широкое применение в технике?

30. Как потери на гистерезис и вихревые токи зависят от частоты и амплитуды магнитной индукции?

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1.Пробой газов в однородном поле. Зависимость электрической прочности газов от расстояния между электродами, давления и температуры.

2.Магнитно-мягкие материалы

3.Основные виды поляризации диэлектриков. Классификация диэлектриков по виду поляризации.

4.Явление сверхпроводимости. Сверхпроводники и криопроводники

5.Виды диэлектрических потерь в электроизоляционных материалах.

6.Неметаллические проводники. Изделия из электротехнического угля. Непроволочные резисторы. Материалы для них и характеристики этих материалов

7. Диэлектрическая проницаемость жидких и твердых диэлектриков.

8.Электропроводность полупроводников. Собственные и примесные полупроводники.

9. Газообразные диэлектрики.

10.Свойства и применение пермаллоев

11.Механические и физико-химические свойства диэлектриков.

12.Свойства изоляторов из фарфора.

13.Связь добротности резонансного контура и тангенса угла диэлектрических потерь.

14.Получение постоянных магнитов.

15.Электропроводность газообразных, жидких и твердых диэлектриков.

16.Полупроводниковые химические соединения и материалы на их основе.

17.Нефтяные электроизоляционные масла.

18.Зависимость угла диэлектрических потерь от различных факторов: температуры, частоты и напряжения.

19.Тепловой и электрохимический пробой твердых диэлектриков.

20.Свойства керамических диэлектриков.

21.Тепловые свойства диэлектриков. Классы изоляции по нагревостойкости.

22.Элементы со свойствами полупроводников. Связь параметров полупроводников с шириной запрещенной зоны.

23.Методы измерения относительной диэлектрической проницаемости.

24.Воздействие внешних факторов на электропроводность полупроводников. Использование этих зависимостей в различных изделиях.

25.Диэлектрические потери. Основные понятия. Схемы замещения диэлектрика с потерями.

26.Сплавы высокого сопротивления для резисторов и нагревательных приборов

27.Электропроводность диэлектриков. Основные понятия. Влияние различных факторов на электропроводность. Ток абсорбции.

28. Свойства германия и кремния. Параметры полупроводниковых приборов на основе этих элементов.

29.Тепловые свойства диэлектриков. Классы изоляции по нагревостойкости.

30.Гистерезисные петли ферромагнитных материалов.

31.Методы измерения тангенса угла диэлектрических потерь.

32.Элементы со свойствами полупроводников. Связь параметров полупроводников с шириной запрещенной зоны.

33. Пробой диэлектриков. Общая характеристика явления пробоя.

34.Общие сведения о магнитных свойствах материалов. Классификация материалов по их магнитным свойствам.

35.Диэлектрические потери в газообразных, жидких и твердых диэлектриках.

36.Свойства медных и алюминиевых проводников.

37.Потери мощности в диэлектриках. Тангенс угла диэлектрических потерь. Его зависимость от различных факторов.

38.Температурный коэффициент удельного сопротивления чистых металлов и сплавов.

39.Пробой газов в неоднородном поле.

40.Магнитно-твердые материалы и их характеристики. Изделия из магнитно-твердых материалов.

41.Диэлектрическая проницаемость газов.

42.Общие сведения о полупроводниках. Классификация полупроводниковых материалов. Определение типа электропроводности при помощи эффекта Холла.

43.Объемное удельное сопротивление диэлектриков.

44.Принцип действия варисторов из карбида кремния.

45.Общие сведения о строении вещества. Виды связей. Классификация веществ по электрическим свойствам на основании зонной теории твердого тела.

46. Материалы высокой проводимости и изделия из них.

47. Нефтяные электроизоляционные масла.

48. Магнитно-твердые материалы и их характеристики. Изделия из магнитно-твердых материалов.

49. Механические и физико-химические свойства диэлектриков.

50. Пробой газообразных диэлектриков.

51. Термоэлектродвижущая сила (термо- ЭДС). Термопара и ее применение.

52. Старение изоляции. Правило Монтзингера.

53. Износ контактных проводов электрифицированных железных дорог.

54. Энергетические диаграммы p-полупроводника и n-полупроводника.

55. Одновременное намагничивание ферромагнетиков токам разных частот.

56. Применение сверхпроводников в тяговом электроснабжении.

57. Применение магнито-мягких материалов для магнитной дефектоскопии.

58. Понятие о высокотемпературных сверхпроводниках.

59. Методы оценки состояния изоляции.

60. Процессы при циклическом перемагничивании ферромагнетика.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

Строение атомов и молекул

Мельчайшей частицей любого вещества является молекула, которая в свою очередь состоит из атомов. Основными элементарными частицами, из которых строятся все известные нам атомы, являются протоны, нейтроны и электроны. Протоны имеют положительный заряд, электроны - отрицательный. Заряды протона и электрона равны по величине и составляют 16× 10^-20К. Это элементарный, т.е. наименьший электрический заряд. Нейтроны, как говорит само название, являются нейтральными частицами, не имеющими заряда.

Согласно упрощенной модели Нильса Бора атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются электроны, компенсируя положительный заряд ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Электроны располагаются вокруг ядра несколькими слоями – оболочками на очень большом по сравнению со своими размерами расстоянии. Строение ядер атомов и периодичность заполнения оболочек электронами можно находить с помощью таблицы Д. И. Менделеева.

Атом имеет размеры порядка ангстрема (один ангстрем равен 10^-10м). Молекулы различных веществ содержат различное число атомов. Например, гелий и аргон- одноатомные газы, водород и кислород –двухатомные, озон – трехатомный. В зависимости от строения внешних электронных оболочек атомов в молекулах могут образовываться различные виды связей.

Рис.1.1. Схема строения полярной молекулы.

Молекулы, в которых центры положительных и отрицательных зарядов совпадают, являются нейтральными. Если же в отдельных молекулах (Рис.1.1) центры противоположных по знаку зарядов и не совпадают и находятся на некотором расстоянии l друг от друга, то такие молекулы называются полярными или дипольными. Полярная молекула характеризуется величиной дипольного момента , который определяется произведением заряда и расстояния между центрами положительного и отрицательного зарядов: . Электрический момент полярной молекулы является векторной величиной. За направление вектора принимают направление от отрицательного заряда к положительному. При отсутствии внешнего электрического поля суммарный дипольный момент равен нулю, так как диполи расположены хаотично. При приложении внешнего электрического поля диполи и из электрические моменты ориентируются по направлению поля.

Нейтральный атом, получив некоторое количество энергии из вне может лишиться части электронов, и превратиться в положительный ион и свободные электроны. Такой процесс носит название ионизации. Атом может и присоединять дополнительные электроны, превращаясь в отрицательный ион. Ионами могут быть и группы атомов, потерявших или присоединивших электроны.

И их основные свойства

Проводниками электрического тока в соответствии с терминами и определениями ГОСТ Р 52002-2003 называют вещества, основными электрическими свойствами которых является высокая электропроводность. Их удельное сопротивление при нормальной температуре лежит в пределах от 0, 036 до 300 мкОм·м. Эти материалы используют для изготовления токоведущих частей электроустановок. Чаще всего в качестве проводников электрического тока используют твердые тела, реже жидкости и газы в ионизированном состоянии.

Механизм прохождения тока в металлах — как в твердом, так и в жидком состоянии - обусловлен направленным движением (дрейфом) свободных электронов под воздействием электрического поля; поэтому металлы называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода.

Важнейшими практически применяемыми в электротехнике твердыми проводниковыми материалами являются металлы и их сплавы. Основные свойства металлов приведены в табл 3.3.

Классификация металлических проводников. Металлические проводниковые материалы подразделяются на следующие основные группы:

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒