Материал на тему "Электротехника - базовый предмет"

Являясь преподавателем электротехники более 30 лет, я могу с уверенностью утверждать, что электротехника – это базовый предмет всех без исключения технических предметов. А влиятельная «Международная электротехническая комиссия» регламентирует все вопросы, связанные с наукой и техникой в мире.

В самом слове «электротехническая» подчеркивается приоритетность этого вида энергии. Следовательно, любая человеческая деятельность на производстве, быту, науке, так или иначе связана с электричеством. Поэтому знать его законы жизненная необходимость каждого современного цивилизованного человека.

Достаточно взглянуть на Землю из космоса в ночное время, как становится ясным, какая из стран является наиболее развитой технически, экономически и т.д. Так как вся территория этой страны выделяется наибольшей освещенностью.

По мере того как улучшается и совершенствуется наш быт, все более широкое применение находит в наших домах электричество. И не только в быту. В промышленности используются миллионы электрических машин и приборов, они установлены на станках, конвейерных линиях, буровых вышках, строительных кранах, электропоездах, трамваях, троллейбусах. Их можно видеть на оросительных сооружениях, молотильных токах, животноводческих фермах.

Электричество плавит металл и печет хлеб, сваривает каркасы заводских цехов, закаливает сталь, доит коров и выводит в инкубаторах цыплят. Оно начисляет заработную плату, следит за производственными и технологическими процессами. С помощью электрических сигналов осуществляется проводная и беспроводная связь. Работает радио, телевидение. С помощью электрических сигналов осуществляется исследование ближнего и дальнего макрокосмоса и микрокосмоса.

Благодаря электричеству и компьютерной технике производятся сложнейшие операции, человеку открылись тайны клетки и даже ген. Электричество вездесуще. Оно - наш могучий и добрый помощник и друг. Сложно себе представить в какой области жизнедеятельности человека отсутствует или же не могло бы использоваться электричество.

Помню, прочитанный мною в журнале «Наука и жизнь», фантастический рассказ о том, как Земля подверглась нападению из космоса микробов, пожирающих электромагнитные волны. И наступившем в мире всеобщем хаосе.

Оказалось, что в нашем индустриальном мире все или практически все проводилось в движение и работало благодаря электроэнергии, т.е. электричеству. Остановились поезда, замерзло метро. В аэропортах не смогли запустить двигатели самолетов, а летящие лайнеры с остановившимися двигателями, потеряли управление и почти наверняка разбились. Остановились тысячи кораблей в морях и океанах, так и не доплыв до берега.

Прервалась связь между городами, странами, континентами. Лошадь и велосипед – вот что осталось как средство передвижения человечеству. Разрушились тысячи семей так и не найдя друг друга. В домах вышел из строя водопровод, отопление, остановились часы, прекратили работу все радиостанции, погасли телевизоры. Оказались обреченными на страдания больные в больницах на операционных столах в барокамерах…

Начались пожары и взрывы на химических, металлургических и других предприятиях первой категории электроснабжения. Там прекращение подачи электроэнергии приводит к необратимым катастрофическим процессам. А атомное производство и в частности такая мощная сеть атомных станций в мире взрывались бы одна за другой, как нарывы на теле Земли.

Вряд ли можно представить, что бы выжило человечество и цивилизация в целом. И все это из-за каких-то микробов, пожирающих электромагнитные волны. Так глубоко и прочно вошло электричество не только в наш быт, жизнь, производство оно как бы стало диктовать условия развития всей цивилизации.А начиналось это давно, без малого две с половиной тысячи лет назад. Когда древнегреческий философ Фалес из г. Милет, славившейся своей рассеянностью, увидел то, на что другие не обращали внимание. Фалес заметил, что янтарь, потертый о ткань притягивает к себе пушинки и другие легкие предметы.

От греческого слова «электрон» - «янтарь» подобные явления получили название электрических. Электризацию трением каждый наблюдал не раз. Не следует думать, что электризация трением столь уж безобидна. Молния и гром – это тоже результат электризации трением воздушных потоков в атмосфере. В промышленности электризация трением нередко становится серьезной помехой для многих производственных процессов.

Так в типографии электричество, возникающее при трении бумажных листов, значительно затрудняется печатанье, так как наэлектризованные листы слипаются,что мешает их движению и укладке.

На текстильной фабрике по той же причине плохо скручиваются нити. Электризация волокон вызывает то взаимное отталкивание,а на производстве, где применяют горячие вещества, электрическая искра может вызывать их воспламенение.

Так, на заводах по производству резиновых изделий работают машины, которые наносят резиновый клей не тканевые материалы. В результате постоянного трения тканей при движении они электризуются. Даже небольшая искра при этом может вызывать пожар, так как окружающий воздух насыщен парами бензина. Особенно опасна электризация при транспортировке и перекачке воспламеняющихся жидкостей, например при заправке горючим самолетов.

Здесь электризация трением может наделать много бед. Специалисты нашли способ борьбы с «диким» электричеством: в бензин добавляют магниевую соль фолиевой кислоты, которая полностью устраняет электризацию. Но электричество приносит не только беды, но может быть и полезным. Так, электризуя частицы краски при её распылении можно добиться более ровного и прочного окрашивания предметов.

Такое крашение устраняет потери краски, дает большую экономию материалов. На некоторых предприятиях аналогичным способом, покрывают ткани, приклеивают ворс – короткие волокна, плюш, замшу, ковры. На других предприятиях таким же образом получают наждачную бумагу. С помощью электризации нередко удается разделить смесь, состоящую из различных частиц. Такое разделение смеси нарывают электросепарацией.

В литейном производстве, например, электросепарацией очищают землю от примесей после отливки. В сельском хозяйстве применяют электрический способ очистки зерна и семян. На этом же принципе основано действие, используемых на многих заводах и фабриках электрических фильтров, очищающих воздух от дыма и пыли. И так совершенно неожиданные возможности открыло статическое электричество. А это всего лишь одна веточка огромного и могучего дерева, науки об использовании электричества.

Межпредметные связи предмета «Электротехника с основами электроники» с предметами, изучаемыми в колледже:

Каждая тема предмета – это область приложения знаний на практике. Изучая тему диэлектриков, важно показать, почему провода покрываются диэлектриком (изолируют), какую роль диэлектрик играет в конденсаторе. Привести примеры последовательного и параллельного соединения конденсаторов и их практического использования при компенсации реактивной мощности в цепях переменного тока.

Использовать конденсатор как источник дополнительного питания в газоразрядных лампах, использовать конденсаторы в качестве датчиков при контроле и автоматизации производственных процессов, и т д. При изучении темы «Электрические цепи переменного тока» вводится понятие частоты переменного тока.

Разбирается где какая частота применяется на практике, в производстве и быту. Например: 16 Гц-это частота, на которой человек начинаем слышать, частота близкая к писку комара. При электрификации железных дорог используется переменный ток f = 25Гц - 16Гц.

Весь материал - в документе.

Электротехника – базовый предмет

Являясь преподавателем электротехники более 30 лет, я могу с уверенностью утверждать, что электротехника – это базовый предмет всех без исключения технических предметов. А влиятельная «Международная электротехническая комиссия» регламентирует все вопросы, связанные с наукой и техникой в мире. В самом слове «электротехническая» подчеркивается приоритетность этого вида энергии. Следовательно, любая человеческая деятельность на производстве, быту, науке, так или иначе связана с электричеством. Поэтому знать его законы жизненная необходимость каждого современного цивилизованного человека.

Достаточно взглянуть на Землю из космоса в ночное время, как становится ясным, какая из стран является наиболее развитой технически , экономически и т.д. Так как вся территория этой страны выделяется наибольшей освещенностью. По мере того как улучшается и совершенствуется наш быт, все более широкое применение находит в наших домах электричество. И не только в быту. В промышленности используются миллионы электрических машин и приборов, они установлены на станках, конвейерных линиях, буровых вышках, строительных кранах, электропоездах, трамваях, троллейбусах. Их можно видеть на оросительных сооружениях, молотильных токах, животноводческих фермах. Электричество плавит металл и печет хлеб, сваривает каркасы заводских цехов, закаливает сталь, доит коров и выводит в инкубаторах цыплят. Оно начисляет заработную плату, следит за производственными и технологическими процессами. С помощью электрических сигналов осуществляется проводная и беспроводная связь. Работает радио, телевидение. С помощью электрических сигналов осуществляется исследование ближнего и дальнего макрокосмоса и микрокосмоса. Благодаря электричеству и компьютерной технике производятся сложнейшие операции, человеку открылись тайны клетки и даже ген. Электричество вездесуще. Оно - наш могучий и добрый помощник и друг. Сложно себе представить в какой области жизнедеятельности человека отсутствует или же не могло бы использоваться электричество.

Помню, прочитанный мною в журнале «Наука и жизнь», фантастический рассказ о том, как Земля подверглась нападению из космоса микробов, пожирающих электромагнитные волны. И наступившем в мире всеобщем хаосе. Оказалось, что в нашем индустриальном мире все или практически все проводилось в движение и работало благодаря электроэнергии, т.е. электричеству. Остановились поезда, замерзло метро. В аэропортах не смогли запустить двигатели самолетов, а летящие лайнеры с остановившимися двигателями, потеряли управление и почти наверняка разбились. Остановились тысячи кораблей в морях и океанах, так и не доплыв до берега. Прервалась связь между городами, странами, континентами. Лошадь и велосипед – вот что осталось как средство передвижения человечеству. Разрушились тысячи семей так и не найдя друг друга. В домах вышел из строя водопровод, отопление, остановились часы, прекратили работу все радиостанции, погасли телевизоры. Оказались обреченными на страдания больные в больницах на операционных столах в барокамерах… Начались пожары и взрывы на химических, металлургических и других предприятиях первой категории электроснабжения. Там прекращение подачи электроэнергии приводит к необратимым катастрофическим процессам. А атомное производство и в частности такая мощная сеть атомных станций в мире взрывались бы одна за другой, как нарывы на теле Земли. Вряд ли можно представить, что бы выжило человечество и цивилизация в целом. И все это из-за каких-то микробов, пожирающих электромагнитные волны. Так глубоко и прочно вошло электричество не только в наш быт, жизнь, производство оно как бы стало диктовать условия развития всей цивилизации .А начиналось это давно, без малого две с половиной тысячи лет назад. Когда древнегреческий философ Фалес из г. Милет, славившейся своей рассеянностью, увидел то, на что другие не обращали внимание. Фалес заметил, что янтарь, потертый о ткань притягивает к себе пушинки и другие легкие предметы. От греческого слова «электрон» - «янтарь» подобные явления получили название электрических. Электризацию трением каждый наблюдал не раз. Не следует думать, что электризация трением столь уж безобидна. Молния и гром – это тоже результат электризации трением воздушных потоков в атмосфере. В промышленности электризация трением нередко становится серьезной помехой для многих производственных процессов. Так в типографии электричество, возникающее при трении бумажных листов, значительно затрудняется печатанье, так как наэлектризованные листы слипаются ,что мешает их движению и укладке. На текстильной фабрике по той же причине плохо скручиваются нити. Электризация волокон вызывает то взаимное отталкивание ,а на производстве, где применяют горячие вещества, электрическая искра может вызывать их воспламенение. Так, на заводах по производству резиновых изделий работают машины, которые наносят резиновый клей не тканевые материалы. В результате постоянного трения тканей при движении они электризуются. Даже небольшая искра при этом может вызывать пожар, так как окружающий воздух насыщен парами бензина. Особенно опасна электризация при транспортировке и перекачке воспламеняющихся жидкостей, например при заправке горючим самолетов. Здесь электризация трением может наделать много бед. Специалисты нашли способ борьбы с «диким» электричеством: в бензин добавляют магниевую соль фолиевой кислоты, которая полностью устраняет электризацию. Но электричество приносит не только беды, но может быть и полезным. Так, электризуя частицы краски при её распылении можно добиться более ровного и прочного окрашивания предметов. Такое крашение устраняет потери краски, дает большую экономию материалов. На некоторых предприятиях аналогичным способом, покрывают ткани, приклеивают ворс – короткие волокна, плюш, замшу, ковры. На других предприятиях таким же образом получают наждачную бумагу. С помощью электризации нередко удается разделить смесь, состоящую из различных частиц. Такое разделение смеси нарывают электросепарацией . В литейном производстве, например, электросепарацией очищают землю от примесей после отливки. В сельском хозяйстве применяют электрический способ очистки зерна и семян. На этом же принципе основано действие, используемых на многих заводах и фабриках электрических фильтров, очищающих воздух от дыма и пыли. И так совершенно неожиданные возможности открыло статическое электричество. А это всего лишь одна веточка огромного и могучего дерева, науки об использовании электричества.

Межпредметные связи предмета «Электротехника с основами электроники» с предметами, изучаемыми в колледже:

Каждая тема предмета – это область приложения знаний на практике. Изучая тему диэлектриков, важно показать, почему провода покрываются диэлектриком (изолируют) , какую роль диэлектрик играет в конденсаторе. Привести примеры последовательного и параллельного соединения конденсаторов и их практического использования при компенсации реактивной мощности в цепях переменного тока .Использовать конденсатор как источник дополнительного питания в газоразрядных лампах , использовать конденсаторы в качестве датчиков при контроле и автоматизации производственных процессов, и т д. При изучении темы «Электрические цепи переменного тока» вводится понятие частоты переменного тока. Разбирается где какая частота применяется на практике , в производстве и быту. Например: 16 Гц-это частота, на которой человек начинаем слышать, частота близкая к писку комара. При электрификации железных дорог используется переменный ток f = 25Гц - 16Гц. А в тоже время в металлургии и метало - деревообрабатывающей промышленности используется ток с частотой от нескольких сотен до нескольких тысяч Гц. Для диэлектрического нагрева пластмассы, древесины, стекла и пищевых продуктов, а так же других полупроводниковых и диэлектрических материалов применяют высокочастотные установки с f=- Гц . Спутниковая связь десятках тысяч МГц т. е. в См. или Дм . диапазонах . А обычная частота в промышленности и быту в России 50 Гц, в США и Японии 60 Гц. При изучении синусоидального переменного тока вводится понятие – коэффициента мощности и его экономического значения. Поясняется выражение » борьба за повышение коэффициента мощности» . Низкий коэффициент мощности – это дополнительный реактивный ток в проводах, и потери на теплоту пропорциональны квадрату тока. А провода есть везде: в машинах, линиях передач , приборах. Так повышение в энергосистеме нашей страны коэффициента мощности на 0.01 может дать экономно энергии более 500 миллионов Вт в год. При изучении темы « Трехфазные цепи» студенты знакомятся со свойствами схем соединений «Звездой » и «Треугольником », получают представление о фазных и линейных токах и напряжениях, и при какой нагрузке схемы используются. Вводится понятие «нулевого провода» и его значения для безопасной работы трехфазной цепи и обеспечения одинакового фазного напряжения . О ступенях напряжения 127В – 220В – 380 В. И почему часто на двигателях стоят напряжения 380/220 В и как при этом изменится мощность станочного или другого двигателя Вводится понятие реверса ( изменение направления вращения) и как его осуществить. В теме «Трансформаторы» рассматривается непосредственная связь теории с практической деятельностью. Следует подробно разобрать вопрос использования измерительных трансформаторов тока и напряжения , а так же использование согласующих и сварочных трансформаторов и их особенностей .В теме «Электрические машины переменного тока» есть возможность связать теорию с электрооборудованием станков, научить студентов проводить «прозвонку обмоток» двигателя , включать обмотки «звездой», «треугольником». Изучить механические характеристики двигателя, связав с особенностями работы станка. При изучении электроники важно показать развитие этой науки, ее темпы. Дать сравнительные характеристики электронных и полупроводниковых приборов. Выбор приборов от исходных данных. Выбор диодов в «Выпрямителях», транзисторов в «Усилителях» и практическое использование в современном производстве этих устройств. Особенно усилителей, которые применяются практически во всех автоматизированных системах, при контроле технологических процессов в производстве. При автоматическом запуске и остановке в конвейере, погрузочных устройствах, лифтах и т.д. Без усилителей не могла бы работать и развиваться связь , космическая связь, исследовать ближний и дальний космос. Затем разобрать преимущество интегральных микросхем. Рассказать о значимости их для современной техники и прогресса в целом. Без электронных ключей не смог бы работать ни один цифровой прибор, а без триггерных счетчиков, регистров, дешифраторов ,сумматоров ,логики - автоматика и вычислительная техника. При рассмотрении темы «Полупроводниковые материалы» следует провести параллель с темами «Датчики» «Измерение неэлектрических величин» ,«Измерительная техника». Современные датчики: Холла, пьезодатчик, термосопротивления и т.д. широко используются в современных автомобилях. Например: с помощью датчика Холла измеряется скорость движения автомобиля, пробег. Термосопротивления контролируют температуру двигателя и салона автомобиля. Датчики детонации предотвращает аварийные ситуации в двигателе.