SREDNJE POKLICNO IZOBRAŽEVANJE

Izobraževalni program: ELEKTRIKAR ELEKTRONIK (šs)

KATALOG ZNANJ

Sprejeto na 50. seji Strokovnega sveta za poklicno in strokovno izobraževanje, dne 17. 7. 2001

1.   IME PREDMETA

ELEKTROTEHNIKA

2.   ŠTEVILO UR

Po posameznih letnikih in oblikah izobraževalnega dela.

Letnik

Oblike izobraževalnega dela

 

Teorija (ur)

Vaje (ur)

Skupaj (ur)

1.

128

12

140

2.

70

35

105

3.

 

skupaj

198

47

245

* T - teoretični pouk, seminarji, projektno delo;

** V - vaje, individualno projektno delo oziroma projektno delo v skupinah, storitev.

3.   USMERJEVALNI CILJI

Pri predmetu dijak:

°         pridobi temeljna teoretična znanja iz osnov elektrotehnike

°         pozna osnovne zakonitosti elektrotehnike in jih zna uporabljati na praktičnih aplikacijah s področja elektronike

°         nauči se reševati temeljne primere v elektrotehniki z uporabo žepnega kalkulatorja

°         spozna osnovne instrumente in merilne metode za merjenje električnih veličin ter njihovo uporabo

°         spozna posebne izvedbe merilnih instrumentov ter merjenje veličin s področja elektronike

°         spozna nevarnosti pri delu z električnim tokom in razvija občutek za varno delo

°         zna povezovati pridobljena znanja z ostalimi strokovno teoretičnimi predmeti, predvsem s praktičnim poukom

°         spozna programska orodja za simulacijo ali reševanje problemov z idealiziranjem robnih pogojev.


4.   OPERATIVNI CILJI

1. letnik

INFORMATIVNI CILJI

FORMATIVNI CILJI

Socializacijski cilji

POSEBNOSTI V IZVEDBI

Osnovni pojmi elektrike

Dijak

Dijak

  • elektrina

  • električna napetost in potencial

  • električni tok

  • električna upornost

  • pozna nosilce elektrine

  • pozna fizikalni pomen napetosti, oznako in enoto,

  • pozna povezavo električnega potenciala in električne napetosti

  • ve, da je električni tok usmerjeno gibanje elektrine pod vplivom električne napetosti in zna določiti smer toka

  • pozna najbolj tipične izvore električne napetosti

  • ve, kaj je električne upornost in kaj prevodnost snovi ter pozna oznake in enote

  • ve, od česa je odvisna upornost upora

    • Pridobi delovne navade.

    Razvije natančnost in vztrajnost pri reševanju delovnih nalog.

    Pridobi sposobnost praktičnega reševanja problemov.

    Demonstracija naboja.

    Prikaz izvorov napetosti in uporov.

    Preskus merjenja upornosti različnih vodnikov.

    Primerjava izračunanih vrednosti s podanimi v priročnikih.

    lastnosti in zakonitosti električnih krogov

     

     

     

  • enostavni električni krog

  • vzporedni električni krog

  • zaporedni električni krog

  • sestavljeni električni krog

  • merjenje toka in napetosti

  • pozna osnovne elemente električnega kroga, ki jih zna funkcionalno povezati

  • zna in razume Ohmov zakon

  • zna in razume 1. Kirchhoffov zakon ter ga zna uporabiti

  • zna razrešiti vzporedni električni krog

  • zna in razume 2. Kirchhoffov zakon ter ga zna uporabiti

  • zna razrešiti zaporedni električni krog

  • zna izračunati nadomestno upornost sestavljenega električnega kroga

  • zna uporabiti Ohmov in oba Kirchhoffova zakona pri računanju v enostavnih sestavljenih električnih krogih

  • zna priključiti V-m in A-m

    • Pridobi sposobnost opazovanja in prepoznavanja elementov.

    Prikaz praktičnih primerov električnega kroga: vzporedna vezava, zaporedna vezava, merjenje U in I.

    Izračun veličin v enostavnejših vezjih.

    Električno delo in moč

     

     

     

  • električno delo

  • električna moč

  • merjenje električnega dela in moči spreminjanje električne energije

  • razlikuje osnovne oblike energije

  • ve, da se celotna energija ohranja v zaprtem sistemu

  • pozna fizikalni pomen, oznako, enoto ter osnovne enačbe električnega dela

  • pozna fizikalni pomen, oznako, enoto ter osnovne enačbe električne moči

  • ve, zakaj je koristno delo neke naprave vedno manjše od vloženega električnega dela

  • pozna osnovne elekromehanske pretvornike

  • pozna fizikalni pomen izkoristka in njegovo uporabo

  • pozna pomen varčevanja z energijo

    • Razvija pravilen odnos do uporabe električne energije.

    Pridobi sposobnost natančnega opazovanja in analiziranja dogajanj.

    Razvije miselne povezave z zakonitostmi in dogajanji v okolici.

    Računanje električnega dela in moči.

    Pačunanje relativnega in izkoristka v %.

    električno polje

     

     

     

  • splošne lastnosti električnih polj

  • učinki električnega polja

  • kapacitivnost in kondenzator

  • vezave kondenzatorjev

  • ve, kaj je električno polje ter zakaj in kje nastane

  • zna ponazoriti električno polje s silnicami

  • ve, kako se obnaša prevodna in neprevodna snov v električnem polju

  • pozna učinek Faradayeve kletke ter ve, kdaj in zakaj dielektrik prebije

  • pozna dogajanja na kondenzatorju, zna izračunati kapacitivnost ploščnega kondenzatorja

  • zna izračunati nadomestno kapacitivnost za enostavno sestavljeno vezavo kondenzatorjev

    • Spozna nevarnost pri delu z napravami pod napetostjo.

    Pridobi motivacijo za izobraževanje in posveča pozornost informacijam s področja uporabe zaščit pred škodljivim delovanjem električnih polj.

    Poskus z napetostnim izvorom in dvema kovinskima ploščama.

    Računanje kapacitivnosti ploščnega kondenzatorja in primerjanje dimenzij s kapacitivnostmi koncentriranih kondenzatorjev.

    Računanje nadomestnih kapacitivnosti v enostavni in sestavljeni vezavi.

    magnetno polje

     

     

     

  • splošne lastnosti magnetnih polj

  • magnetne lastnosti električnega toka

  • magnetni učinki in njihova uporaba

  • induktivnost

  • pozna magnetno polje in zna narisati oblike magnetnih polj trajnih magnetov

  • pozna magnetno polje vodnika in tuljave

  • pozna osnovne veličine magnetnega kroga, njihov pomen, oznake in enote,

  • razume pojav sile na feromagnetno telo ter pojav sile na tokovodnik in njuno praktično uporabo

  • pozna indukcijo v tuljavi in pri sekanju silnic

  • razume pojem induktivnosti tuljave in ve, od česa je njena velikost odvisna

    • Spozna zahteve po previdnosti pri uporabi magnetnih učinkov.

    Spozna delovno odgovornost za vestno opravljanje del.

    Vaje iz risanj magnetnih polj elektromagnetov.

    Demonstracije magnetnih učinkov, magnetenje in razmagnetenje feromagnetnega materiala.

    Izračun sile in inducirane napetosti, določanje njene smeri.

    Osnovni pojmi izmeničnih električnih veličin

     

     

     

  • uporaba osciloskopa

  • oblike električnih veličin

  • parametri sinusne izmenične veličine

  • kazalčni diagram

  • elementi R, L in C v izmeničnem tokokrogu

  • pozna razliko med enosmerno in izmenično veličino ter med periodično in neperiodično

  • razume in pozna pojma perioda in frekvenca

  • razume pojme trenutna, maksimalna, srednja in efektivna vrednost

  • pozna vse fazne razmere med dvema električnima veličinama

  • zna narisati časovni ter kazalčni diagram sinusnih veličin

  • za elemente R, L in C pozna fazne razmere ter jih prikazati v časovnem in kazalčnem diagramu

    • Razvija spretnosti matematičnega izražanja.

    Poskus:

  • opazovanje izmenične napetosti na osciloskopu

  • risanje časovnih in kazalčnih diagramov za različne fazne odnose.

    • 2. letnik

    INFORMATIVNI CILJI

    FORMATIVNI CILJI

    Socializacijski cilji

    POSEBNOSTI V IZVEDBI

    Sestavljeni izmenični krogi

    Dijak

    Dijak

  • zaporedni in vzporedni

  • izmenični krogi RL, RC in RLC

  • delo in moč v izmeničnih električnih krogih

  • nariše kazalčni diagram toka in napetosti ter ga uporabi pri izračunu vrednosti električnih veličin

  • zna pojasniti in izračunati delovno, jalovo in navidezno moč v enostavnih RLC vezjih

    • Razume pojav jalove energije v električnem omrežju in se zaveda potrebe po kompenzaciji jalove energije.

    Demonstracija: opazovanje faznih razmer na osciloskopu, simulacija na računalniku (npr. EWB).

    Računanje veličin v izmeničnem krogu z idealnimi elementi R, L in C.

    Sestavljeni izmenični krogi v praksi

     

     

     

  • realni elementi R, L in C v izmeničnem krogu

  • ve, da imajo realni RLC-elementi ohmsko, induktivno in kapacitivno komponento

  • pozna vpliv teh komponent pri nizkih in visokih frekvencah

  • pozna pojma kvalitete kondenzatorja in tuljave

    • Spozna povezanost med teoretičnimi in praktičnimi znanji.

    Vaje: merjenje induktivnosti in kvalitete tuljav ter kondenzatorjev.

    Resonančni pojavi, nihajni krogi

     

     

     

  • idealni nihajni krog

  • realni nihajni krog

  • napetostna in tokovna resonanca

  • pozna pojem resonance v RLC-vezju in energetske razmere pri resonančni frekvenci

  • zna pojasniti pojav pretakanja energije med kondenzatorjem in tuljavo v LC-izmenični krog

  • ve, da je nihanje dušeno in največje pri resonančni frekvenci, ki jo zna izračunati

  • ve, kaj vpliva na kakovost nihajnega kroga

  • zna narisati frekvenčno odvisnost toka in napetosti v vzporednem in zaporednem nihajnem krogu

  • razloži pojem električnega filtra

    • Zaznava razlike in povezuje električne elemente in električne pojave.

    Vaje:

  • opazovanje resonančnih pojavov na osciloskopu, simulacija na računalniku (npr. EWB)

  • merjenje frekvenčne odvisnosti zaporednega in vzporednega RLC- vezja.

    • Prehodni pojavi

     

     

     

  • osnovni pojmi prehodnih pojavov

  • prehodni pojavi v enosmernih

  • RC- in RL-krogih

  • spozna pojav med dvema stacionarnima stanjema

  • zna narisati in pojasniti časovni potek toka in napetosti skozi RC- in RL-vezje ob vklopu oziroma izklopu vezja

  • ve, kaj je časovna konstanta in pozna njen vpliv na delovanje naprav pri različnih frekvencah

  • pozna pomen in uporabo prehodnih pojavov

    • Razvija sposobnost opazovanja in logičnega razmišljanja.

    Demonstracija: opazovanje prehodnih pojavov na osciloskopu, simulacija na računalniku (npr. EWB).

    Trifazni sistemi

     

     

     

  • osnovni pojmi trifaznih sistemov

  • vezave v trifaznih sistemih

  • pozna glavne prednosti trifaznih sistemov

  • zna definicijo faznih in medfaznih napetosti ter linijskih in faznih tokov

  • opiše trikotno in zvezda vezavo porabnikov

    • Spozna obseg nevarnosti pri dotiku naprav pod električnim tokom in potrebo po previdnosti pri delu z napravami pod napetostjo.

    Spoznava in loči elemente in naprave po delovni napetosti, toku in moči že po zunanjosti.

    Demonstracija vrtilnega magnetnega polja.

    Merjenje in izračun tokov in napetosti v vezavah zvezda – trikot.

    Splošno o električnih merjenjih in merilnikih

     

     

     

  • osnove meroslovja

  • tehnični podatki o instrumentih in osnovni merilniki

  • ve, kaj so fizikalne veličine, enote

  • pozna enote SI, dopustne enote in zna uporabiti decimalne predpone

  • zna poiskati in pojasniti glavne tehnične podatke instrumenta ter njihov pomen

  • razume energijsko porabo instrumenta, od tod pa tudi merjenje toka ali napetosti z instrumentom, ki deluje na istem principu

  • zna odčitavati izmerjene vrednosti na instrumentih in podati merilni rezultat

  • prepozna instrument z vrtljivo tuljavico, instrument z vrtljivim železom, elektrodinamični, indukcijski in registrirni instrument

    • Sprejema upravičenost zahtev po točnem izvajanju električnih meritev in vestnem hranjenju in rokovanju z električnimi in elektronskimi instrumenti.

    Razume, da je svet elektrotehnike mogoče poznati le preko merjenja z električnimi instrumenti.

    Vaje: merjenje napetosti in toka, odčitavanje in podajanjem merilnih rezultatov, prilagoditev instrumenta na merilno mesto.

    merjenje električne napetosti

     

     

     

  • merjenje enosmerne napetosti

  • merjenje izmenične napetosti

  • elektronski v-metri

  • primerja merjenje električne napetosti z V-m in univerzalnim analognim ali digitalnim instrumentom

  • razume in zna določiti minimalno notranjo upornost V-metra za merjenje napetosti izvora

  • pozna osnovne značilnosti elektronskih V-m

  • zna razširiti merilno območje V-metra

  • pozna definicijo efektivne, srednje in temenske vrednosti in ve kaj meri določen instrument

    • Spozna pomen natančnosti in doslednosti pri vrednotenju merilnih rezultatov, razume, da je točnost merjenja lahko pogoj za uspešnost vodenja, vrednotenja ali ekonomske uspešnosti.

    vaje: primerjalno merjenje napetosti izvorov različnih oblik, merjenje z analognimi in digitalnim V-metrom

    merjenje električnega toka

     

     

     

  • merjenje enosmernega toka

  • merjenje izmeničnega toka

  • razume način merjenja toka z analognim in digitalnim instrumentom

  • pozna načine razširjanja merilnega območja A-metra

    • Odobrava nujnost merjenja z več vidikov: kontrole, varovanja in zaščite, dokazovanja, kot pogoj za ročno ali avtomatsko vodenje sistema.

    Vaje: merjenje majhnih in velikih tokov.

    Merjenje električne upornosti

     

     

     

  • merjenje upornosti po U-I metodi

  • neposredno merjenje upornosti

  • mostično merjenje upornosti

  • zna ugotoviti napako merilnega rezultata zaradi porabe instrumenta po U-I metodi in zna izbrati primernejšo vezavo

  • razume principe merjenja upornosti z ohmmeter, razume merjenje upornosti pri tokovnem in napetostnem napajanju

  • zna izmeriti električno upornost z mostiči in razume princip merjenja z mostičem

    • Ugotavlja povezanost metod merjenja električnih in drugih fizikalnih veličin in že išče analogijo in veljavnost tudi na drugih področjih tehnike.

    Vaje: merjenje upornosti in spremembe upornosti po različnih metodah in z mostičem.

    Merjenje električne moči

     

     

     

  • merjenje električne. moči v enosmernih in izmeničnih električnih krogih

  • zna izmeriti moč po U-I metodi in analizirati napako merilne metode

  • zna priključiti W-meter, paziti na tokovno in napetostno preobremenitev tuljav in posveča pozornost merilnemu območju W-metra in vrsti moči, ki jo merimo z izbranim W-metrom

    • Zazna pomen natančnost pri priključevanju merilnih instrumentov.

    Pridobi sposobnost timskega dela pri opravljanju zahtevnejših električnih meritev.

    Vaje: merjenje majhnih moči po U-I metodi in z wattmetrom, simulacija na računalniku (npr. EWB).

    Osciloskop

     

     

     

  • princip delovanja dvokanalnega osciloskopa

  • opazovanje oblik napetosti in karakteristik

  • digitalni osciloskop

  • pozna princip delovanja katodne cevi in ve, kaj je in čemu služi časovna baza osciloskopa

  • zna povezati spremembe nastavitev na čelni plošči osciloskopa z vlogo posamezne stopnje v osciloskopu

  • pozna možnosti izbire in rezultate nekaterih funkcij, ki jih nudi digitalni osciloskop

  • zna izmeriti napetost, frekvence in fazni kot

  • razume način snemanje statične karakteristike elementa ali sistema z osciloskopom

    • Osvaja praktične spretnosti pri delu in uporabi osciloskopa, predvsem razume univerzalno uporabnost kot spretnost merilca pred instrumentom samim.

    Razvija občutek za izbiro in primerjavo instrumentov za različne namene in zahteve.

    Vaje:

  • merjenje faznega kota, periode, frekvence, amplitude

  • merjenje parametrov aperiodičnih pojavov z osciloskopom, simulacija na računalniku (npr. EWB).

    • Merjenje induktivnosti in kapacitivnosti

  • na osnovi definicije induktivnosti ali kapacitivnosti sklepa na način merjenja

  • zna uporabiti merilnik induktivnosti in kapacitivnosti

  • zna si pomagati z univerzalnim instrumentom pri oceni vrednosti induktivnost in kapacitivnost

    • Se zaveda uporabnosti merjenja reaktivnih komponent v praktičnih aplikacijah in razširja uporabnost na poljubno tehniško področje.

    Vaje: merjenje induktivnosti in kapacitivnosti.

    Električni stroji

     

     

     

  • transformator

  • asinhronski motor

  • enosmerni motor

  • posebne vrste elektromotorjev

  • zna povezati osnovne zakone elektrotehnike s principom delovanja posameznega električnega stroja

  • zna našteti glavne električne stroje in jih razdeliti po izbranem kriteriju

  • pozna zgradbo transformatorja, asinhronskega in enosmernega stroja in zna identificirati vlogo posameznih sestavnih delov pomembnih za praktično uporabo električnega stroja

  • zna definirati področje uporabe in vrste transformatorjev (uporaba za povečanje varnosti, galvanska ločitev, transformacija napetosti in impedance, impulzni, VF, …)

  • pozna osnove delovanja transformatorja

  • pozna osnove delovanje asinhronskega motorja in osnovne zagone ter načine reguliranja vrtljajev

  • seznanjen je s principom delovanja enosmernega asinhronskega motorja in pozna njegovo priključevanje ter uporabo

  • pozna princip enosmernega motorja, njegov zagon in uporabo

  • pozna osnove koračnega motorja

    • Razvija sposobnost razlikovanja in upoštevanja pomembnosti drugih strokovnih področij predvsem kot nujnost za reševanje tudi najmanjših nalog ali tehniških problemov.

    Razvija znanja in veščine za upoštevanje varnostnih ukrepov.

    Posveča večjo pozornost tehničnim podatkom in razvija sposobnosti za urejeno zbiranje in vrednotenje informacij.

    Razvija zavest o strokovni odgovornosti in zahtevah kvalitetnega poklicnega znanja.

    Prikaz izvedb posameznih električnih strojev.

    Demonstracija posameznih električnih strojev.

    Vaje: izvedba meritev na posameznih električnih strojih.

     

    5.   OBVEZNE OBLIKE PREVERJANJA IN OCENJEVANJA ZNANJA

    V posameznem ocenjevalnem obdobju se znanje preverja in ocenjuje:

    Naloge na ustnem preverjanju so zastavljene široko, da se ugotovi razumevanje zakonitosti, metod reševanja in merjenja električnih veličin in parametrov. V nalogah naj nastopajo realne vrednosti veličin vezane na znane praktične primere aplikacij, ki jih dijaki srečajo doma ali pri praktičnem pouku. Pri reševanju zastavljenih nalog navajati dijake na uporabo priročne literature, priročnikov in drugih pripomočkov in orodja, ki se pogosto uporabljajo tudi v praksi.

    V prvem letniku se preverja znanje iz poglavij osnov elektrotehnike v obliki pisno postavljenih problemskih nalog. Dijaki rešujejo matematično zastavljene uporabne naloge iz strokovnega področja z realnimi vrednostmi veličin, da pridobijo občutek realnih vrednosti veličin. Iz poglavij električnih meritev v drugem letniku pa je preizkus s testom objektivnega tipa.

    6.   POVEZANOST Z DRUGIMI PREDMETI

    Znanja

    Povezava s predmetom

     

    Predmet

    Znanja

  • osnovni pojmi elektrike

    • Tehnologija

  • poznavanje zgradbe snovi

  • lastnosti in zakonitosti električnih krogov

  • električno polje

  • električno delo in moč

  • osnovni pojmi izmeničnih električnih veličin

    • Matematika

  • reševanje nelinearnih enačb in ulomkov,

  • poznavanje kotnih funkcij, cos, sin, grafi

  • magnetno polje

    • Tehnologija

  • poznavanje feromagnetnih materialov

  • prehodni pojavi

  • nihajni krogi

    • Tehnologija

    Praktični pouk

  • pasivnih elementov

  • izvajanje enostavnih meritev

  • trifazni sistemi

  • merjenje električne napetosti

  • in toka

  • osciloskop

  • merjenje električne upornosti induktivnosti in kapacitivnosti

    • Praktični pouk

  • priključevanje trifaznih porabnikov

  • uporaba merilnikov

  • uporaba osciloskopa