SREDNJE POKLICNO TEHNIŠKO IZOBRAŽEVANJE

Izobraževalni program: ELEKTROTEHNIK ENERGETIK

KATALOG ZNANJ

Sprejeto na 62. seji Strokovnega sveta RS za poklicno in strokovno izobraževanje, 17. 12. 2002

1. IME PREDMETA

ELEKTRIČNI STROJI

2. ŠTEVILO UR

Po posameznih letnikih in oblikah izobraževalnega dela:

Letnik Oblike izobraževalnega dela
  Teorija (ur) Vaje (ur) Skupaj (ur)
1. 35/35 35/35 70/70
2. 102/68 34/34 136/102
skupaj 137/103 69/69 206/172

Opomba:

Prvi število (npr.206/….) velja za področje energetike,

drugo število (npr…./172) pa velja za elektroenergetskih sistemov.

3. USMERJEVALNI CILJI PREDMETA (GLOBALNI CILJI)

Dijak:

 

4. OPERATIVNI CILJI PREDMETA

1. letnik

INFORMATIVNI CILJI

FORMATIVNI CILJI

SOCIALIZACIJSKI CILJI

POSEBNOSTI V IZVEDBI

  Dijak Dijak  

Energija:

  • energijske pretvorbe,
  • izkoristek,
  • obremenitve.
  • Zna opisati elektroenergetske pretvorbe energije in razlike med idealnimi in realnimi energijskimi pretvorbami;
  • prepozna pomen koristne energije in izgub pri pretvorbah energije;
  • zna določiti izkoristek energetskega pretvornika;
  • razlikuje vrste obremenitev elektrotehničnih materialov (napetostne, tokovne - toplotne in mehanske) in posledice preobremenitev.
  • Spoznava pomen izkoristka in izgub pri pretvorbah energije;
  • navaja se na tehnični način razmišljanja;
  • razvija vzročno posledični način razmišljanja;
  • razvija sposobnost povezovanja naravnih zakonitosti z na novo pridobljenimi znanji;
  • razvija sposobnost abstraktnega razmišljanja.
 

Električne grelne naprave

 

  • Razloži pretvorbo električne v toplotno energijo;
  • analizira primere koristne toplote in toplotnih izgub;
  • zna našteti različne izvedbe električnega gretja;
  • zna opisati načine prenosa toplotne energije;
  • pozna načine regulacije moči in temperature.
  • Spoznava urejenost v svetu naravoslovja in samostojno ugotavlja analogije;
  • z reševanjem problemskih nalog razvija sposobnost vrednotenja rezultatov;
  • razvija sposobnost povezovanja starih in novih znanj.
 

Transformator

  • Presodi probleme prenosa električne energije na večje razdalje;
  • zna ovrednotiti prednosti spreminjanja napetostnega nivoja izmenične napetosti;
  • zna narisati osnovno enopolno shemo prenosnega sistema in opisati vlogo transformatorjev;
  • zna razložiti delovanje idealnega transformatorja in njegove lastnosti;
  • poglobi znanje o magnetnih veličinah in feromagnetnih materialih;
  • na različnih izvedbah transformatorjev spozna zakonitosi magnetnih krogov in vpliv zračne reže;
  • izpelje enačbo za prestavno razmerje transformatorja.
  • Razvija potrebo za aplikacijo znanja v praksi;
  • ugotavlja uporabnost in razširjenost magnetnih učinkov v praksi;
  • razvija sposobnost abstraktnega mišljenja;
  • zaveda se uporabnosti znanj za praktično delo;
  • navaja se na poenostavljen pogled na tehnične probleme;
  • se zaveda razhajanja med idealnimi in realnimi elementi;
  • razvija sposobnost modeliranja;
  • ugotavlja pomen transformacije;
  • razvija natančnost in doslednost pri šolskem, domačem in praktičnem delu.

Laboratorijske vaje:

  • Preizkus praznega teka enofaznega transformatorja;
  • preizkus kratkega stika enofaznega transformatorja;
  • zunanja karakteristika enofaznega transformatorja U2=f (I2).

 

 

  • Predstavi zgradbo transformatorja, osnovne konstrukcijske dele in uporabljene materiale;
  • zna razložiti delovanje realnega transformatorja in s pomočjo kazalčnega diagrama razložiti padce napetosti v transformatorju;
  • razloži delovanje transformatorja v praznem teku, kratkem stiku in v obremenjenem stanju;
  • zna narisati in razložiti nadomestno vezavo in kazalčni diagram;
  • zna rešiti enostavne problemske naloge po računski ali grafični poti; pozna komstrukcijo Kappovega diagrama
  • analizira zgradbo trifaznega transformatorja;
  • razlikuje vezavi zvezda in trikot in lomljena zvezda;
  • razloži pomen številke vezne skupine in jo zna določiti;
  • našteje pogoje vzporednega obratovanja trasformatorjev;
  • analizira opremo energetskega transformatorja;
  • pozna pomen hlajenja transformatorja;
  • razlikuje vrste okvar in zaščit energetskega transformatorja;
  • zna našteti nazivne podatke energetskega transformatorja in opisati njihov pomen;
  • pozna posebne izvedbe transformatorjev, njihovo zgradbo, pomen in uporabo (z odcepi, regulacijski, v varčni vezavi, varilni, ločilni, merilni).
  • Spoznava pomen osnovnih fizikalnih pojavov za razumevanje delovanja električnih strojev;
  • spoznava vpliv neidealnosti materialov na delovanje električnih naprav;
  • razvija sposobnost povezovanja starih in novih znanj v celoto;
  • osvaja nove strokovne izraze;
  • razvija sposobnost reševanja problemskih nalog s pomočjo računala in po grafični poti;
  • sprejema instrumente in merila kot glavni način zaznavanja sveta elektrotehnike;
  • razvija sposobnost modeliranja.

Demonstracijski prikaz:

  • Odvisnost sekundarne napetosti od karakterja bremena.

Laboratorijske vaje:

  • Vezave trifaznih porabnikov. Primerjava tokov napetosti in moči med vezavo zvezda in vezavo trikot;
  • vzporedno obratovanje enofaznih transformatorjev;
  • številka vezne skupine trifaznega transformatorja.

Demonstracijski prikaz:

  • Uporaba računalniškega programa Tesla.

2. letnik

INFORMATIVNI CILJI

FORMATIVNI CILJI

SOCIALIZACIJSKI CILJI

POSEBNOSTI V IZVEDBI

 

Dijak

Dijak

 

Asinhronski stroj

  • Razloži nastanek vrtilnega magnetnega polja s prostorsko porazdeljenimi navitji;
  • analizira odvisnost sinhronske hitrosti od f, p;
  • opiše zgradbo in vrste asinhronskih strojev;
  • predstavi delovanje asinhronskega motorja v praznem teku, pri obremenitvi in kratkem stiku;
  • nariše in razloži nadomestno vezje asinhronskega motorja;
  • nariše karakteristiko navora in razložiti karakteristične točke;
  • izbere ustrezen pogonski motor določenemu mehanskemu bremenu; pozna Klossovo enačbo.
  • Razloži energijsko bilanco asinhronskega motorja;
  • zna narisati in opisati delovne karakteristike;
  • primerja obratovanje motorja v vezavi zvezda in trikot;
  • analizira različne načine zagona;
  • primerja načine spreminjanja št. vrtljajev;
  • razloži delovanje frekvenčnega pretvornika in njegove prednosti pri zagonu in spreminjanju št. vrtljajev;
  • razlikuje različne možnosti zaviranja;
  • razloži lastnosti generatorskega obratovanja asinhronskega stroja;
  • zna našteti nazivne podatke in opisati njihov pomen;
  • pozna osnovne vrste navitij trifaznih motorjev;
  • analizira zgradbo enofaznega asinhronskega motorja;
  • navede pogoje za nastanek vrtilnega polja z dvofaznim navitjem;
  • pozna lastnosti enofaznega kondenzatorskega motorja.
  • pozna delovanje in uporabno vrednost asinhronski motorji majhnih moči.
  • Razvija sposobnost geometrijske predstave magnetnega polja;
  • razvija sposobnost vzročno posledičnega mišljenja;
  • razume pomen teoretičnega znanja za razumevanje delovanja električnih strojev;
  • razvija sposobnost interpretacije računskih in merilnih rezultatov;
  • razvija sposobnost grafične predstavitve odnosov med veličinami;
  • spoznava lastnosti in uporabno vrednost asinhronskega motorja;
  • razvija sposobnost opravljanja meritev na električnih strojih;
  • razvija sposobnost izražanja na specifičnem strokovnem področju.

 

Demonstracijski prikaz:

  • Nastanek vrtilnega magnetnega polja z dvofaznim in trifaznim prostorsko porazdeljenim navitjem (ustrezna programska oprema – DasyLab).

Laboratorijske vaje:

  • Merjenje števila vrtljajev asinhronskega motorja (tahometer, stroboskop, slip);
  • preizkus trifaznega asinhronskega motorja v praznem teku;
  • preizkus trifaznega asinhronskega motorja v kratkem stiku. Karakteristika M = f (U);
  • zunanja karakteristika asinhronskega motorja (faktor delavnosti, izkoristek);
  • kratkostični preizkus trifaznega asinhronskega motorja,primerjava med vezavama zvezda in trikot;
  • asinhronski stroj kot generator.

Demonstracijski prikaz:

  • Spreminjanje števila vrtljajev asinhronskega motorja;
  • zagon asinhronskega motorja (direktni zvezda - trikot, s frekvenčnim pretvornikom);
  • pogon asinhronskega motorja s frekvenčnim pretvornikom.

Kolektorski stroj:

  • enosmerni stroj,
  • izmenični kolektorski stroj.
  • Opiše zgradbo enosmernega stroja;
  • zna analizirati medsebojno odvisnost pritisnjene napetosti, inducirane napetosti in padcev napetosti pri stroju v generatorskem in motorskem režimu obratovanja;
  • razloži delovanje enosmernega motorja v tipičnih obratovalnih stanjih;
  • analizira posledice obremenitve in zna našteti ukrepe za odpravljanje posledic reakcije kotve;
  • razlikuje vrste strojev, njihove lastnosti in področja uporabe;
  • razlikuje oznake priključnih sponk;
  • primerja vrste zagonov in načine spreminjanja št. vrtljajev;
  • prepozna razlike med enosmernim in izmeničnim kolektorskim strojem;
  • razloži delovanje izmeničnega kolektorskega motorja;
  • zna priklopiti univerzalni motor na enosmerno in izmenično napetost.
  • Razvija sposobnost uporabe matematičnih modelov za reševanje tehničnih problemov;
  • navaja se na tehniško logiko;
  • spoznava pomen temeljnih fizikalnih principov v tehniki;
  • ugotavlja pomen enosmernih in izmeničnih strojev v praksi;
  • razume reverzibilnost energijskih pretvorb.

Laboratorijske vaje:

  • Karakteristika praznega teka enosmernega motorja/generatorja;
  • obremenilna karakteristika enosmernega motorja/generatorja.

Demonstracijski prikaz:

  • Spreminjanje števila vrtljajev enosmernega stranskoveznega motorja;
  • priključevanje univerzalnega motorja na enosmerno in izmenično napetost.

Sinhronski stroj

 

  • Analizira zgradbo in vrste sinhronskih strojev;
  • razloži delovanje sinhronskega generatorja v praznem teku in pri obremenitvi;
  • razloži pomen sinhronske reaktance;
  • opiše odvisnost inducirane napetosti in možnost regulacije le-te;
  • zna našteti pogoje za sinhronizacijo sinhronskega generatorja;
  • razlikuje vrste obremenitev;
  • razloži delovanje sinhronskega motorja, njegove lastnosti in prevzem motorske obremenitve;
  • opiše problem zagona in način regulacije vrtljajev sinhronskega motorja;
  • pozna nazivne podatke sinhronskega stroja in njihov pomen;
  • analizira problematiko sinhronskih motorjev majhnih moči in njihovo uporabo;
  • analizira problematiko in uporabno vrednost koračnih motorjev.
  • Spoznava urejenost in povezanost v svetu tehnike;
  • zaveda se uporabnosti kompleksnih znanj za praktično delo;
  • spoznava pomen strokovnosti pri upravljanju z generatorji;
  • razvija rutino za delo z električnimi stroji.

Laboratorijske vaje:

  • Karakteristika praznega teka sinhronskega generatorja;
  • obremenilna karakteristika sinhronskega generatorja.

Demonstracijski prikaz:

  • Sinhronizacija generatorja na omrežje in prevzem obremenitve (delovne, jalove, kombinirane).

Elektromotorski pogoni

  • Zna razbrati nazivne podatke električnih motorjev in mehanskih bremen;
  • razlikuje vrste obratovalnih stanj elektromotorjev;
  • zna priključiti električni motor in ga ustrezno zaščititi pred kratkimi stiki in preobremenitvami;
  • analizira vpliv bremena na delovanje motorja;
  • zna izbrati ustrezen električni motor za pogon danega mehanskega bremena;
  • opiše vpliv reduktorja na delovanje sklopa motor - delovni stroj;
  • zna izbrati ustrezen zagon motorja za dani pogon;
  • zna spremeniti št. vrtljajev pogonskemu sklopu;
  • presodi o vplivu spremembe števila vrtljajev na ohlajanje stroja in na zmanjšanje moči.
  • Razvija potrebo po aplikaciji znanja v praksi;
  • razvija strokovnost pri delu z električnimi stroji;
  • sprejema varnostne ukrepe pri delu z električnimi stroji;
  • prepoznava električne stroje po izgledu in napisni ploščici;
  • pridobi občutek za nazivne podatke, glede na velikost električnega stroja;
  • pridobi rutino pri delu z električnimi stroji.
  • Vsebine se izvedejo v obliki projektov oziroma seminarskih nalog.

OPOMBE:
V okviru ekskurzije si dijaki ogledajo proizvodnjo električnih strojev in proizvodnjo električne energije v elektrarni.

5. OKVIRNI SEZNAM LITERATURE IN DRUGIH VIROV

 

6.OBVEZNE OBLIKE PREVERJANJA IN OCENJEVANJA

Pri ustnem preverjanju se preverja razumevanje delovanja, lastnosti in uporabe električnih strojev ter drugih pretvornikov električne energije. Pomembno je navajanje primerov iz prakse in njihova pravilna razlaga.

S poročili o laboratorijskih meritvah preverjamo sposobnost strokovnega izražanja ter podajanja in tolmačenja merilnih rezultatov.

 

7. POVEZANOST Z DRUGIMI PREDMETI

Znanja

Povezava s predmetom

 

Predmet

Znanja

Energija:

  • energijske pretvorbe,
  • izkoristek,
  • delovni tok,
  • obremenitve.
Osnove elektrotehnike

Tehnologija s kemijo

Fizika

  • Razumevanje energijskih pretvorb,
  • določanje izkoristka,
  • poznavanje obremenitev in vzdržljivosti materialov.

Električno gretje.

 

Osnove elektrotehnike

Tehnologija s kemijo

Praktični pouk

  • Razumevanje ohmske upornosti,
  • poznavanje materialov za električne grelce,
  • konstrukcija uporovnega grelca.

Transformator.

Osnove elektrotehnike

Elektroenergetski sistemi

  • Razumevanje magnetnih polj, magnetnih veličin in učinkov,
  • izdelava navitja,
  • razumevanje problematike prenosa električne energije,
  • vloga transformatorjev v električnem omrežju.

 

Osnove elektrotehnike

Praktični pouk

Matematika

Elektro-energetski sistemi

Meritve in avtomatika

  • Poznavanje materialov,
  • razumevanje zakonitosti izmeničnih krogov,
  • merjenje električnih veličin,
  • vezave trifaznih porabnikov,
  • reševanje problemov z uporabo računala.

Asinhronski stroj.

Osnove elektrotehnike

Praktični pouk

Meritve in avtomatika

Električne instalacije

Fizika

  • Razumevanje elektromehanske pretvorbe energije,
  • poznavanje mehanskih veličin ,
  • priključevanje trifaznih porabnikov,
  • merjenje navora in števila vrtljajev,
  • trifazna motorska navitja,
  • poznavanje osnovnih zakonov v izmeničnih krogih.

Kolektorski stroj:

  • enosmerni stroj,
  • izmenični kolektorski stroj.

Osnove elektrotehnike

Meritve in avtomatika

Tehnologija s kemijo

  • Poznavanje osnovnih zakonov v enosmernih krogih,
  • merjenje v enosmernih krogih,
  • poznavanje materialov.

Sinhronski stroj.

 

Osnove elektrotehnike

Elektroenergetski sistemi

Meritve in avtomatika

  • Razumevanje učinkov v magnetnih poljih,
  • razumevanje problema jalove moči v el. omrežjih.

Pogoni z električnimi motorji.

Osnove elektrotehnike

Praktični pouk

Meritve in avtomatika

Električne instalacije

  • Poznavanje načinov priklopa in zaščite enofaznih in trifaznih motorjev,
  • poznavanje mehanskih veličin,
  • merjenje električnih in mehanskih veličin.