Elektronika
Výkonové štandardy
Výkonové štandardy v predmete ELEKTRONIKA odbor elektrotechnika – 2.ročník
I. Základné pojmy
- Obvodové veličiny
- definovať pojem elektrický obvod a základné el. veličiny
- uviesť spôsoby označovania napätí a prúdov /veľkosť písmen, šípky/
- znázorniť rôzne časové priebehy obvodových veličín
- určiť smer obvodových veličín v jednoduchom obvode
2. Obvodové súčiastky
- definovať obvodové súčiastky
- uviesť základné rozdelenie obvodových súčiastok
- definovať pojmy dvojpóly, viacpóly, jednobrány, dvojbrány
- znázorniť graficky závislosť prúdu od napätia
- charakterizovať zdroje a spotrebiče, lineárne a nelineárne súčiastky
- Pracovný bod jednobrány
- charakterizovať pracovný bod súčiastky
- znázorniť polohu pracovného bodu na VACH
- popísať na charakteristikách pojmy statický a vnútorný dynamický odpor súčiastky
- vysvetliť princíp linearizácie VACH
II. Nelineárne súčiastky elektronických obvodov
- Polovodiče – fyzikálny princíp
- popísať pásmový model látky
- vysvetliť vlastnú vodivosť polovodiča – bez vonkajšieho zdroja a s vonkajším zdrojom
- vysvetliť nevlastnú vodivosť polovodiča typu N a typu P
- charakterizovať majoritné a minoritné nosiče náboja
- Priechod PN
- popísať priechod PN bez pôsobenia vonkajšieho zdroja
- popísať priechod PN s pripojením zdroja v nepriepustnom smere
- popísať priechod PN s pripojením zdroja v priepustnom smere
- popísať priechod PN s pripojením zdroja striedavého napätia
- Diódy a ich vlastnosti
- charakterizovať Schottkyho kontakt
- definovať polovodičovú diódu s uvedením schematickej značky
- popísať VACH diódy
- vysvetliť pojem kapacita diódy
- vysvetliť pojem stratový výkon diódy
- Druhy polovodičových diód
- popísať Zenerovu diódu a Zenerov jav s použitím jej VACH
- popísať princíp kapacitných diód – varikapy, varaktory
- vysvetliť princíp diódy PIN
- vysvetliť princíp tunelovej diódy
- Bipolárne tranzistory
- vysvetliť činnosť tranzistora typu PNP
- vysvetliť činnosť tranzistora typu NPN
- porovnať základné zapojenia tranzistorov SE, SB, SC
- načrtnúť schému pre meranie VACH tranzistora v zapojení so SE
- zostrojiť sústavu js. VACH tranzistora
- zhodnotiť vplyv teploty na vlastnosti tranzistora
- uviesť hraničné hodnoty tranzistora
9. Unipolárne tranzistory
- vysvetliť činnosť unipolárneho tranzistora FET
- znázorniť priebehy výstupných charakteristík tranzistora FET
- uviesť základné typy unipolárnych tranzistorov , ich schematické značky a rozdiely
- Spínacie súčiastky
- popísať spínaciu súčiastku tyristor
- vysvetliť princíp činnosti tyristora na VACH s jej podrobným popisom
- popísať spínaciu súčiastku triak
- vysvetliť princíp činnosti triaku na VACH
- popísať spínaciu súčiastku diak s uvedením VACH
- Súčiastky riadené teplom, svetlom
- popísať súčiastku termistor
- vysvetliť pojem časovej konštanty termistora
- znázorniť VACH termistora
- uviesť všeobecné vlastnosti súčiastok ovládaných svetlom
- definovať fotorezistor
- znázorniť závislosť odporu fotorezistora od osvetlenia, VACH rezistora a prechodové charakteristiky rezistora
- charakterizovať fotodiódu s uvedením VACH a jej zapojeniami
- pripomenúť existenciu a základ činnosti fototyristora a fototranzistora
- Chladenie polovodičových súčiastok
- znázorniť VACH diódy pri rôznych teplotách
- vyjadriť stratový výkon, Pa dov., tepelný odpor Rth
- znázorniť graf závislosti Pa dov. od teploty okolia
III. Lineárne súčiastky elektronických obvodov
- Rezistory
- charakterizovať rezistory
- uviesť spôsoby delenia rezistorov
- popísať charakteristické vlastnosti rezistorov – menovitý odpor, menovité zaťaženie, prevádzkové zaťaženie, najväčšie dov. napätie, teplotný súčiniteľ odporu
- Kondenzátory
- charakterizovať kondenzátor
- uviesť spôsoby delenia kondenzátorov
- popísať charakteristické vlastnosti kondenzátorov – menovitá kapacita, tolerancia men, kapacity, menovité a prevádz. napätie, stratový činiteľ – náhradné schémy
- Cievky
- charakterizovať cievky
- znázorniť sériovú a paralelnú náhradnú schému cievky a fázorové diagramy
- vyjadriť stratový činiteľ a činiteľ akosti cievky
- popísať vznik skin efektu
- Transformátory
- definovať pojem transformátor , aké plní funkcie a z čoho sa skladá
- popísať princíp činnosti transformátora na obrázku
- odvodiť vzťahy pre prevod transformátora
- uviesť druhy strát v skutočnom transformátore
IV. Napájacie zdroje
- Rozdelenie, porovnanie základných koncepcií
- uviesť druhy napájacích zdrojov
- porovnať základné koncepcie
- Jednocestný usmerňovač
- charakterizovať jednocestný usmerňovač
- vysvetliť činnosť na základe nakreslenej schémy a priebehov
- vyjadriť vzťahy pre I 2m, I 2, U 2m
- Dvojcestný usmerňovač
- charakterizovať dvojcestný usmerňovač
- vysvetliť činnosť na základe nakreslenej schémy a priebehov
- vyjadriť vzťahy pre I 2m, I 2, U 2m
- Mostíkový usmerňovač
- charakterizovať mostíkový usmerňovač
- vysvetliť činnosť na základe nakreslenej schémy a priebehov
- vyjadriť vzťahy pre I 2m, R f
- Trojfázové usmerňovače
- charakterizovať trojfázové usmerňovače
- uviesť spôsoby zapojenia
- vysvetliť činnosť s nakreslením priebehov
- vyjadriť vzťah pre U 2 v stave naprázdno
- Vyhladzovacie filtre
- popísať základné zapojenie s kondenzátorom
- popísať základné zapojenia s filtrom
- znázorniť dolnopriepustný filter článok T a článok PÍ
- vymedziť dolnopriepustný a hornopriepustný filter
- vyjadriť činiteľ zvlnenia a činiteľ filtrácie
- Stabilizátor so Zenerovou diódou
- znázorniť zapojenie najjednoduchšieho stabilizátor
- zostrojiť VACH Zenerovej diódy s pracovným bodom zo zapojenia
- vysvetliť princíp stabilizácie napätia pri zapojenom zaťažovacom odpore
V. Dvojbrány
- Delenie dvojbrán
- definovať dvojbránu
- uviesť delenie dvojbrán
- vyjadriť impedančné rovnice dvojbrány
- Admitančné sústavy dvojbrán
- znázorniť súradnicovú sústavu pre charakteristické funkcie y
- vyjadriť admitančné rovnice dvojbrány
26. Hybridné sústavy dvojbrán
- znázorniť súradnicovú sústavu pre charakteristické funkcie h
- vyjadriť hybridné rovnice dvojbrány
VI. ZOSILŇOVAČE
- Rozdelenie, zákl. parametre, vlastnosti
- charakterizovať zosilňovač
- uviesť základné rozdelenia zosilňovačov
- popísať zosilňovače triedy A, AB, B, C
- definovať základné parametre zosilňovača – zosilnenie, zisk, účinnosť, šum, ...
- Pracovný bod tranzistora, stabilizácia
- popísať polohu pracovného bodu na prevodovej charakteristike
- popísať polohu pracovného bodu na výstupných charakteristikách
- znázorniť schému zapojenia pre nastavenie pracovného bodu
- uviesť výpočet prvkov R 1, Rc
- popísať stav bez stabilizácie pracovného bodu
- popísať stav so stabilizáciou pracovného bodu
- Spätná väzba
- definovať spätnú väzbu všeobecne, kladnú a zápornú spätnú väzbu
- uviesť blokovú schému zosilňovača so spätnou väzbou
- odvodiť zosilnenie bez spätnej väzby a so spätnou väzbou
- popísať základné druhy spätnej väzby podľa zapojenia
- Nízkofrekvenčné zosilňovače napätia
- charakterizovať nf zosilňovače napätia
- popísať základné zapojenia zosilňovačov so SE, SB, SC
- vyjadriť činiteľa stabilizácie
- Jednočinné výkonové zosilňovače
- definovať jednočinné výkonové zosilňovače
- načrtnúť schému zapojenia JVZ
- popísať činnosť so zameraním na úlohu transformátora
- uviesť výhody a nevýhody JVZ
- Dvojčinné výkonové zosilňovače
- načrtnúť schému zapojenia DVZ
- popísať činnosť DVZ
- Vysokofrekvenčné zosilňovače
- charakterizovať vf zosilňovače
- načrtnúť schému zapojenia VFZ s jednoduchým ladeným obvodom
- načrtnúť amplitúdovo frekvenčnú charakteristiku
- vyjadriť šírku prenášaného pásma B
- Jednosmerné zosilňovače
- charakterizovať jednosmerné zosilňovače a ich použitie
- načrtnúť schému zapojenia
- popísať činnosť JZ
- uviesť Darlingtonovo zapojenie
- Operačné zosilňovače
- charakterizovať OZ
- porovnať ideálny OZ a reálny OZ
- uviesť základné zapojenia s OZ
VII. Generátory harmonických a neharmonických signálov
- Rozdelenie generátorov
- definovať pojmy generátor, oscilátor
- uviesť základné delenie oscilátorov
- uviesť základné technické parametre
- odmienky vzniku oscilácií
- porovnať vznik oscilácií v PRO ak činný odpor R sa rovná nule a ak sa nerovná nule
- vyjadriť veľkosť tlmenia, frekvenciu tlmených kmitov
- uviesť spôsob náhrady straty energie v PRO
- LC oscilátory
- popísať vplyv kladnej spätnej väzby na výstupný signál
- popísať základné zapojenie oscilátora s induktívnou väzbou
- uviesť ďalšie typy LC oscilátorov
- RC oscilátory
- charakterizovať RC oscilátory
- popísať zapojenie jednoduchého oscilátora RC
- vyjadriť vzťah pre frekvenciu výstupného signálu a vektorový diagram
- Oscilátory riadené kryštálom
- vysvetliť princíp priameho a reciprokého piezoelektrického javu
- načrtnúť náhradnú schému piezoelektrického rezonátora
- vyjadriť vzťahy pre rezonančné frekvencie a činiteľ akosti
- popísať základné zapojenie kryštálového oscilátora
- Generátory neharmonických signálov
- Charakterizovať generátory neharm. signálov s uvedením základných druhov
- Integračný článok
- definovať integračný článok
- vysvetliť činnosť integračného článku s uvedením schémy zapojenia a priebehmi
- vyjadriť vzťahy pre výstupné napätie
- uviesť priebehy výstupného napätia pre rôzne hodnoty časovej konštanty
- Derivačný článok
- definovať derivačný článok
- vysvetliť činnosť derivačného článku s uvedením schémy zapojenia a priebehmi
- vyjadriť vzťahy pre výstupné napätie
- uviesť priebehy výstupného napätia pre rôzne hodnoty časovej konštanty
44. Tranzistor v spínacom režime
- znázorniť polohu pracovného bodu vo výstupných charakteristikách tranzistora v stavoch zopnutého a rozopnutého spínača
- analyzovať stavy tranzistora v zopnutom a rozopnutom stave
- Astabilný klopný obvod
- charakterizovať astabilný klopný obvod
- vysvetliť činnosť AKO na základe nakreslenej schémy zapojenia, časových priebehov napätí
- uviesť použitie AKO
- Bistabilný klopný obvod
- charakterizovať bistabilný klopný obvod
- vysvetliť činnosť BKO na základe nakreslenej schémy zapojenia, časových priebehov napätí
- uviesť použitie BKO
- Monostabilný klopný obvod
- charakterizovať monostabilný klopný obvod
- vysvetliť činnosť MKO na základe nakreslenej schémy zapojenia, časových priebehov napätí
- uviesť použitie MKO
- Blokovacie oscilátory
- charakterizovať blokovací oscilátor
- vysvetliť činnosť blokovacieho oscilátora na základe nakreslenej schémy zapojenia, časových priebehov napätí
- uviesť použitie blokovacieho oscilátora
VIII. Optoelektronické súčiastky
- Svetelné diódy
- charakterizovať LED diódu
- definovať pojem luminiscencia
- porovnať obyčajnú polovodičovú diódu s LED diódou
- popísať spontánnu emisiu
- Lasery
- charakterizovať laser
- popísať princíp činnosti rubínového laser
- popísať stimulovanú emisiu
- Optické vlákna
- uviesť výhody optického prenosu signálov
- vysvetliť odraz a lom svetelných lúčov, Snellov zákon
- popísať prenos svetelného lúča vláknovým svetlovodom na základe nákresu
- definovať základné veličiny svetlovodov : numerická apertúra, disperzia, útlm
- Optické káble
- uviesť materiály na výrobu svetlovodov
- uviesť spôsoby výroby svetlovodov – optických káblov
IX. Vedenie elektrického prúdu vo vákuu a v plyne 53. Fyzikálny princíp
- popísať vedenie el. prúdu vo vákuu a v plyne
- charakterizovať základné druhy emisií
- Tlejivky
- vysvetliť princíp výbojky
- znázorniť VACH tlejivky
- znázorniť ochranné zapojenie tlejivky
- Obrazovky
- vysvetliť princíp činnosť čiernobielej obrazovky
- popísať obrazovku LCD
- popísať plazmovú obrazovku
Cvičenia
- Zopakovať základné jednotky, veličiny, značky
- Popísať zdroje napätia a prúdu v zapojení naprázdno, nakrátko, so záťažou Vysvetliť rozdiel medzi zdrojmi napätia a prúdu
- Popísať prenos výkonu zo zdroja do záťaže
- Riešiť príklady aplikovaním Theveninovej a Nortonovej vety
- Riešiť nelineárne obvody za účelom určenia obvodových veličín
- Vybrať príslušné katalógové hodnoty pre konkrétne polovodičové súčiastky
- Nakresliť schému, tabuľku, VACH Zenerovej diódy Popísať postup pri meraní
- Nakresliť schému, tabuľku, VACH bipolárneho tranzistora Popísať postup pri meran
- Nakresliť schému, tabuľku, VACH tyristora Popísať postup pri meraní
- Riešiť výpočtami teplotnú stabilizáciu tranzistora a chladenie tranzistora
- Vysvetliť stabilizáciu pracovného bodu tranzistora
- Navrhnúť výpočtom jednovrstvovú a viacvrstvovú cievku, cievku s jadrom
- Zopakovať katalógové údaje o vodičoch a rezistoroch
- Zopakovať katalógoví údaje o rezistoroch a kondenzátoroch
- Navrhnúť sieťový transformátor
16. Navrhnúť mostíkový usmerňovač
- Riešiť stabilizáciu usmerňovačov so Zenerovou diódou
- Vykonať zapojenia zdroja stabilizovaného napätia s tranzistorom
- Vykonať zapojenia zdroja stabilizovaného napätia s tranzistorom
- Navrhnúť nf zosilňovač
- Vykonať zapojenie nf zosilňovača
- Demonštrovať funkciu nf zosilňovača
- Riešiť stabilitu zosilňovačov
- Navrhnúť generátor – oscilátor
- Vykonať zapojenie astabilného klopného obvodu
- Vykonať zapojenie bistabilného klopného obvodu
- Vykonať zapojenie monostabilného klopného obvodu
- Vykonať meranie priebehov AKO, BKO, MKO na osciloskope
- Vykonať zapojenie generátora obdĺžnikového napätia
- Vysvetliť funkciu korektorov, vlastnosti, zapojenia
- Vykonať overenie činnosti optoelektronických súčiastok
- Zopakovať katalógové údaje elektrónok, obrazoviek
- Zopakovať vedomosti o galvanických článkoch, akumulátoroch, porovnanie
- Uviesť druhy stabilizátorov s tranzistormi
Predmet : Cvičenie z elektroniky
Ročník : Štvrtý
Odbor: Elektrotechnika
Výkonový štandard z predmetu „Cvičenie z elektroniky“ pre 4. ročník Strednej priemyselnej školy odboru Elektrotechnika je pedagogický dokument, určený spolu so Školským vzdelávacím programom a Tematickým plánok na riadenie a reguláciu výchovy a vzdelávania v predmete.
Vzdelávací štandard zahŕňa 2 tematické celky, z ktorých každý je spracovaný v štyroch častiach, označených ako Obsah , Požiadavky na teoretické vedomosti, Praktické schopnosti a zručnosti a Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti .
V obsahu tematických celkov je vymedzené základné učivo. Požiadavky na teoretické vedomosti v štandarde vymedzujú rozsah požiadaviek a náročnosť, na ktorej by mali byť zvládnuté úlohy obsahu tematických celkov. Praktické schopnosti a zručnosti vymedzujú rozsah praktických riešení úloh spojených s elektronikou . Doplňujúce vedomosti , schopnosti a zručnosti sú medzipredmetovými štandardami elektroniky a predovšetkým praxe.
Záväznosť vzdelávacieho štandardu nevylučuje možnosť zaradiť do obsahu vyučovania cvičenia z elektroniky ďalšie učivo podľa špecifických cieľov triedy, schopností a prejaveného záujmu žiakov, či zvýšiť nároky na ich výkony, a tak realizovať požadovanú diferenciáciu vzdelávania.
Vzdelávací štandard vychádza zo súčasného obsahu vyučovania na strednej priemyselnej škole. V predloženom spracovaní ho považujeme za otvorený dokument, ktorý sa bude ďalej dotvárať na základe potrieb školskej praxe a požiadaviek, ktoré vyplynú zo zmien v koncepcii vzdelávania .
Absolventi 4. ročníka odboru Elektrotechnika dokážu riešiť základné technické problémy vznikajúce pri riešení problémov v predmete elektronika . Absolventi ovládajú základné problémy analógovej a číslicovej techniky.
Počas vyučovania v predmete stavať na teoretické a praktické vedomosti a zručnosti žiakov získaných v predmete Elektronika a Prax. Po teoretickom výklade vyučujúci pristúpi k riešeniu praktických úloh a problémov. Úlohy riešia na vyučovaní , doma a niektoré odprezentujú v programe PowerPoint.
Počas školského roka žiaci spracujú niekoľko písomných protokolov, ktoré sú povinní odovzdať včas, úplný a budú ohodnotení v súlade s Metodickým usmernením , pričom váha známok je rovnaká ako u ostatných známok. Písomné protokoly je žiak povinný odovzdať v termíne určenom vyučujúcim. V prípade, že ho nedodrží, je hodnotený známkou nevyhovujúci. Ak je v dobe odovzdania neprítomný, je povinný protokol odovzdať do troch dní po príchode žiaka do školy . Na konci 1. polroku a 2. polroku sa všetky protokoly hodnotia jednou známkou, ktorá je priemerom známok z protokolov .
- ANALÓGOVÉ OBVODY :
Obsah :
- riešenie jednosmerných obvodov
- komplexný výraz impedancie, admitancie, prúdu a napätia
- riešenie striedavých obvodov
- praktické výpočty v diódovej technike
- praktické výpočty v tranzistorovej technike
- obvody v nízkofrekvenčnej technike
- obvody s operačnými zosilňovačmi
- napájacie zdroje
Teoretické vedomosti :
Absolvent získava vedomosti a ovládajú :
- rozbor jednosmerných obvodov využitím Ohmova zákona, Kirchhoffových zákonov, metódou slučkových prúdov, uzlových napätí, superpozíciou, Théveninovou a Nortonovou vetou
- vyjadrenie impedancie, admitancie, napätí a prúdov v komplexnom vyjadrení v zložkovom , goniometrickom a exponenciálnom tvare
- rozbor striedavých obvodov využitím zákonov podľa predchádzajúceho odstavca
- rozbor obvodov s usmerňovacími , stabilizačnými diódami
- rozbor obvodov s tranzistormi, predovšetkým nastavenia pracovného bodu, rozbor nízkofrekvenčných obvodov so zameraním na zosilňovače a klopné obvody s využitím tranzistorov
- teoretické základy operačných zosilňovačov
- základy napájacích zdrojov, rozbor transformátora, usmerňovača, filtrácie, stabilizácie
Praktické schopnosti a zručnosti
Absolvent získava schopnosti :- prakticky vypočítať jednosmerný obvod využitím Ohmova zákona, Kirchhoffových zákonov, metódy slučkových prúdov, uzlových napätí, superpozície, Théveninovej a Nortonovej vety
- vypočítať impedancie, admitancie, napätí a prúdov v komplexnom vyjadrení v zložkovom , goniometrickom a exponenciálnom tvare
- prakticky vypočítať pomery v striedavých obvodoch využitím zákonov podľa predchádzajúceho odstavca
- vypočítať obvod s usmerňovacími , stabilizačnými diódami
- navrhovať obvody s tranzistormi, predovšetkým nastavenia pracovného bodu, rozbor nízkofrekvenčných obvodov so zameraním na zosilňovače a klopné obvody s využitím tranzistorov
- používať operačné zosilňovače v rôznych obvodoch
- základy napájacích zdrojov, rozbor transformátora, usmerňovača, filtrácie, stabilizácie
Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti
Absolvent získava schopnosti :
- dokáže na základe riešenia úlohy a schémy zapojenia obvod odsimulovať a vyhotoviť dosku plošného spoja
- dokáže niektoré parametre obvodu odmerať
- ČÍSLICOVÉ OBVODY :
Obsah :
- číselné sústavy a kódy
- logické členy a funkcie
- kombinačné obvody
- sekvenčné obvody
- návrh kombinačných a sekvenčných obvodov
- základy simulačného programu
Teoretické vedomosti :
Absolvent získava vedomosti a ovládajú :
- Hornerovú schému, ovládajú desiatkovú, binárnu, oktálovú a hexadecimálnu číselnú
sústavu
- základné logické členy , najmä členy OR, AND, NOR, NAND,NOT, XOR, XNOR a to predovšetkým schematickú značku, pravdivostnú tabuľku, kontaktnú schému, grafickú súvislosť vstupov a výstupov
- vyjadrenie logických funkcií v súčinovom a súčtovom tvare, ich úpravu
- kombinačné a sekvenčné obvody podľa osnov tretieho ročníka
- návrh sekvenčných obvodov, predovšetkým čítače
- základy simulačného programu MultiSim
Praktické schopnosti a zručnosti
Absolvent získava schopnosti :- znázorniť čísla v Hornerovej schéme, poznajú desiatkovú, binárnu, oktálovú
a hexadecimálnu číselnú sústavu , dokážu prevádzať číselné sústavy medzi sebou
- poznať základné logické členy , najmä členy OR, AND, NOR, NAND,NOT, XOR, XNOR a to predovšetkým schematickú značku, pravdivostnú tabuľku, kontaktnú schému, grafickú súvislosť vstupov a výstupov
- dokážu vyjadriť logické funkcie v súčinovom a súčtovom tvare, ich úpravu, dokážu zjednodušiť pomocou Karnaughovej mapy, prevádzať logické funkcie s členmi NAND a realizovať tieto funkcie logickými členmi rôzneho druhu
- dokáže zostrojiť rôzne kombinačné a sekvenčné obvody podľa osnov tretieho ročníka
- vedieť navrhnúť sekvenčné obvody, predovšetkým synchrónne a asynchrónne čítače do 16
- pracovať simulačným programu MultiSim a odsimulovať pasívne, aktívne a číslicové obvody
Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti
Absolvent získava schopnosti :
- dokáže na základe riešenia úlohy a schémy zapojenia obvod odsimulovať a vyhotoviť dosku plošného spoja
- dokáže niektoré parametre obvodu odmerať
Navštívte prosím tieto stránky za niekoľko dní
Ďakujem a teším sa na Vašu ďalšiu návštevu.
