Рабочая программа и общие методические указания для студентов II курса icon

Рабочая программа и общие методические указания для студентов II курса


Смотрите также:
Рабочая программа и общие методические указания для студентов II курса...
Рабочая программа, методические указания...
Рабочая программа, методические указания...
Рабочая программа и общие методические указания для студентов 3 курса специальности...
Рабочая программа и общие методические указания для студентов 4 курса специальностей...
Рабочая программа и общие методические указания для студентов 3 курса специальностей...
Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа Методические указания и индивидуальные...
Методические указания для студентов 1 курса заочного обучения ...
Утверждаю
Учебной ф тпу 1 -21/01 дисциплины утверждаю декан гф в. Г. Рубанов " " 2009г...
Учебной ф тпу 1 -21/01 дисциплины утверждаю декан гф в. Г. Рубанов " " 2009г...
Методические указания для студентов 2 курса судомеханического факультета заочного отделения...



Загрузка...
скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА



РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ




17/13/1


Одобрено кафедрой Утверждено деканом

«Электротехника» факультета

Управление процессами

перевозок”


ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА




Рабочая программа


и общие методические указания

для студентов II курса

специальности

230201 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

(ИСЖ)


РГОТУПС
^

Москва - 2007




Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и удовлетворяет государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по специальности 230201 «Информационные системы и технологии» (ИСЖ).


^

Составители: канд. техн. наук, проф. Н.И. КЛИМЕНТОВ,

ст. преп. Г.М. МАМЕДОВ.











  1. 1. ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов в области электротехники и электроники. Дисциплина «Электротехника и электроника» базируется на знании дисциплин «Математика», «Физика» и обеспечивает студентов сведениями для изучения последующих специальных дисциплин.


^ 2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучив дисциплину студент должен:

2.1. Иметь представление об основных электротехнических законах и методах анализа электрических, магнитных и электронных цепей.

2.2. Знать принципы действия, свойства, области применения и потенциальные возможности основных электротехнических и электронных устройств.

2.3. Уметь экспериментальным способом и на основе паспортных и каталожных данных определять параметры и характеристики типовых электротехнических и электронных устройств.

2.4. Иметь опыт использования современных вычислительных средств для анализа электрических, магнитных и электронных цепей и управления электротехническими элементами, устройствами и системами.


3. ^ ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ


Вид учебной работы

Всего часов

Общая трудоемкость дисциплины

170

Аудиторные занятия:

24

- лекции

8

- лабораторный практикум

16

Самостоятельная работа:

116

- контрольная работа №1

15

- контрольная работа №2

15

Вид итогового контроля

Зачёт, экзамен






^ 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


4.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ


№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции, час

Лабораторный практикум, час

1

Введение

0,5



2

Линейные электрические цепи постоянного тока

1,0

3,0

3

Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока

1,0

2,0

4

Трехфазные цепи





5

Электрические цепи с периодическими несинусоидальными напряжениями и токами

0,5



6

Переходные процессы в линейных электрических цепях

1,0

3,0

7

Электрические цепи с нелинейными элементами





8

Магнитные цепи и электромагнитные устройства





9

Электрические машины





10

Основы электроники

4,0

8,0


^ 4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. Введение [3]


Электрическая энергия, особенности ее производства, распределения и области применения. Основные этапы развития электротехники. Роль электротехники и электроники в развитии автоматизации производственных процессов и систем управления.


Раздел 2. Линейные электрические цепи постоянного тока [1-3; 7; 9]


2.1. Электрическая цепь и ее элементы. Классификация элементов электрических цепей, их свойства и характеристики. Представление реального источника электрической энергии схемой замещения.

2.2. Топологические понятия теории электрических цепей. Классификация цепей: линейные и нелинейные, неразветвленные и разветвленные с одним и несколькими источниками энергии, с сосредоточенными и распределенными параметрами.

2.3. Законы Ома и Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока. Число независимых уравнений по первому и второму законам Кирхгофа.

2.4. Распределение потенциала в электрических цепях. Потенциальная диаграмма. Баланс мощностей для электрической цепи.

2.5. Анализ цепей с одним источником энергии при последовательном, параллельном и смешанном соединении пассивных элементов методом эквивалентных преобразований. Преобразование различных видов, в том числе преобразование “треугольника” сопротивлений в эквивалентную “звезду” и наоборот.

2.6. Принцип наложения и метод наложения. Расчет токов от действия каждой ЭДС. Определение токов в ветвях сложной электрической цепи.

2.7. Метод контурных токов и его применение к расчету электрических цепей постоянного тока. Собственные и взаимные сопротивления контуров. Связь контурных токов с токами ветвей.

2.8. Метод узловых потенциалов и его применение к расчету электрических цепей постоянного тока с источниками ЭДС и источниками тока. Узловая и взаимная проводимости. Определение токов в ветвях.

2.9. Расчет электрических цепей с двумя узлами методом узлового напряжения.

2.10. Теорема об активном двухполюснике (эквивалентном генераторе) и ее применение для расчета электрических цепей. Определение параметров эквивалентного генератора аналитически и опытным путем.


Раздел 3. Линейные электрические цепи однофазного

синусоидального тока [1-3; 7; 10]


3.1. Однофазный синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Мгновенное, среднее и действующее значения синусоидальных ЭДС, напряжения и тока. Коэффициенты амплитуды и формы.

3.2. Изображение синусоидальных функций времени вращающимися векторами. Векторные диаграммы.

3.3. Представление синусоидальных ЭДС, напряжений и токов комплексными числами. Алгебра комплексных чисел. Три формы записи комплексных чисел.

3.4. Цепь синусоидального тока с двухполюсным элементом (резистором, идеальной катушкой, идеальным конденсатором): напряжение, ток, разность фаз напряжения и тока, мощность, векторная диаграмма.

3.5. Цепь синусоидального тока с последовательным соединением резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Полное сопротивление. Закон Ома. Разность фаз напряжения и тока. Три случая векторных диаграмм. Активная, реактивная и полная мощности. «Треугольники» напряжений, сопротивлений, мощностей.

3.6. Параллельное соединение приемников в цепи синусоидального тока. «Треугольники» токов, проводимостей и мощностей. Векторные диаграммы цепи (три случая).

3.7. Резонансные явления в электрических цепях, условия возникновения. Резонанс напряжений и резонанс токов. Векторные диаграммы. Резонансные кривые и добротность контура. Частотные характеристики.

3.8. Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Аналогии с цепями постоянного тока.

3.9. Комплексная мощность и баланс мощностей в цепях синусоидального тока.

3.10. Понятие об электрических цепях с индуктивной (магнитной) связью. Индуктивно связанные элементы цепи. Электродвижущая сила взаимной индукции. Коэффициент связи.

3.11. Расчет электрических цепей с индуктивной связью. Составление уравнений по первому и второму законам Кирхгофа. Трансформатор без ферромагнитного сердечника: уравнения, эквивалентная схема замещения, векторная диаграмма, коэффициент трансформации и вносимые сопротивления.


Раздел 4. Трехфазные цепи [1-3; 7; 11]


4.1. Трехфазная система ЭДС. Элементы трехфазных цепей. Простейший генератор. Способы изображения и соединения фаз трехфазного источника. Соотношение между фазными и линейными напряжениями.

4.2. Расчет трехфазной цепи при соединении фаз приемника «звездой». Симметричная и несимметричная нагрузки при наличии нейтрального провода и без него. Векторные диаграммы.

4.3. Расчет трехфазной цепи при соединении фаз приемника «треугольником». Определение фазных и линейных токов при симметричной и несимметричной нагрузках. Векторные диаграммы.

4.4. Мощность симметричной и несимметричной трехфазной цепи.

Раздел 5. Электрические цепи с периодическими несинусоидальными напряжениями и токами [1-3; 7; 12]


5.1. Классификация воздействий в электрических цепях. Периодические негармонические воздействия. Причины возникновения и представление их рядами Фурье.

5.2. Максимальные, средние и действующие значения периодических негармонических ЭДС, напряжений и токов. Коэффициенты, характеризующие форму периодических негармонических кривых. Мощность в цепях негармонического тока.

5.3. Расчет электрических цепей при периодических негармонических воздействиях. Применение комплексного метода. Резонансные явления.

5.4. Электрические фильтры. Назначение и типы фильтров. Анализ простейших частотно-избирательных цепей при последовательном (параллельном) включении реактивных элементов.

5.5. Электрические схемы и принципы работы простейших сглаживающих и резонансных устройств.


Раздел 6. Переходные процессы в линейных электрических цепях [1-3;7]


6.1. Основные понятия о переходных процессах в линейных электрических цепях. Основы классического метода расчета переходных процессов. Принужденные и свободные составляющие токов и напряжений. Законы коммутации.

6.2. Переходный процесс при включении цепи с R и L на постоянное напряжение. Уравнение и графики тока и напряжения на индуктивности. Постоянная времени цепи, практическая длительность переходного процесса.

6.3. Переходный процесс при коротком замыкании участка цепи с R и L, находящегося под током. Уравнения и графики тока.

6.4. Переходный процесс при включении цепи с R и C на постоянное напряжение. Уравнения и графики тока и напряжения на конденсаторе. Постоянная времени цепи.

6.5. Переходные процессы в цепи с R , L и С при включении ее на постоянное напряжение. Уравнения и графики тока и напряжений на емкости и индуктивности.

6.6. Анализ переходных процессов в линейных электрических цепях при их подключении к источнику синусоидального напряжения.

6.7. Основы операторного метода расчета переходных процессов в линейных электрических цепях. Использование прямого и обратного преобразований Лапласа для расчета переходных процессов. Операторные изображения напряжений и токов.

6.8. Закон Ома в операторной форме. Внутренние ЭДС. Первый и второй законы Кирхгофа в операторной форме. Составление уравнений для изображений. Эквивалентные операторные схемы.

6.9. Способы нахождения оригиналов переменных величин по их операторным изображениям. Теорема разложения. Формулы включения.


Раздел 7. Электрические цепи с нелинейными элементами [1-3;7;13-14]


7.1. Элементы и эквивалентные схемы простейших нелинейных электрических цепей. Симметричные и несимметричные нелинейные элементы. Статические и дифференциальные сопротивления. Графический метод расчета нелинейных цепей при последовательном и параллельном соединениях линейных и нелинейных резисторов.

7.2. Графический метод расчета электрических цепей со смешанным соединением линейных и нелинейных элементов. Построение вольтамперной характеристики всей цепи, определение напряжений и токов ветвей.

7.3. Нелинейные элементы при переменных токах. Инерционные и безынерционные нелинейные элементы. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока и их краткая характеристика.

7.4. Анализ и расчет нелинейных цепей при одновременном воздействии источников постоянного и переменного напряжений.


Раздел 8. Магнитные цепи и электромагнитные устройства [1-3;7;13-14]


8.1. Основные величины, характеризующие магнитное поле. Магнитная индукция и намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитный поток и его свойства. Ферромагнитные и неферромагнитные материалы. Кривые намагничивания и гистерезисные петли ферромагнитных материалов.

8.2. Закон полного тока. Магнитодвижущая сила (МДС). Определение положительного направления МДС.

8.3. Разновидности магнитных цепей. Схемы замещения магнитных цепей. Законы Ома и Кирхгофа для магнитных цепей. Магнитное сопротивление. Сходство магнитной цепи с электрической и различие между ними.

8.4. Расчет неразветвленных магнитных цепей:

а) определение МДС по заданному магнитному потоку;

б) определение магнитного потока по заданной МДС.

8.5. Катушка с ферромагнитным сердечником при синусоидальном напряжении питания. Форма кривой тока в катушке с учетом гистерезиса и насыщения.

8.6. Эквивалентный синусоидальный ток и схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником. Расчет параметров схемы замещения. Векторная диаграмма.

8.7. Электромагнитные процессы. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. ЭДС, индуктируемая в проводнике, движущемся в магнитном поле.

8.8. Собственная индуктивность. ЭДС самоиндукции. Взаимная индуктивность. ЭДС взаимоиндукции.

8.9. Энергия и механические силы в электромеханических системах. Энергия магнитного поля катушки. Сила тяги электромагнита.


Раздел 9. Электрические машины [2-3;7;15-17]


9.1. Трансформаторы. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора. Режим холостого хода трансформатора.

9.2. Рабочий режим трансформатора. Уравнения электрического и магнитного состояния. Потери и коэффициент полезного действия трансформатора.

9.3. Машины постоянного тока. Общие сведения и устройство. Режимы работы и основные соотношения.

9.4. Генераторы постоянного тока. Классификация их по способу возбуждения. Основные характеристики генераторов постоянного тока.

9.5. Двигатели постоянного тока. Основные характеристики двигателей постоянного тока с различными способами возбуждения. Способы регулирования частоты вращения.

9.6. Классификация электродвигателей переменного тока. Устройство и принцип действия асинхронного электродвигателя. Создание вращающегося магнитного поля. Скольжение.

9.7. Основные характеристики и способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей.

9.8. Принцип действия и устройство синхронных машин. Режимы работы и основные характеристики. Особенности пуска синхронных двигателей.


Раздел 10. Основы электроники [2;4-6;8]


10.1. Электроника, ее роль в развитии науки, техники, в производстве и управлении. Перспективы развития.

10.2. Полупроводниковые материалы. Физические основы и работа p-n перехода. Полупроводниковые диоды, их устройство и принцип действия. Статические вольтамперные характеристики и основные параметры полупроводниковых диодов.

10.3. Транзисторы. Устройство, принцип действия и классификация биполярных транзисторов. Статические характеристики, режимы работы и схемы включения биполярных транзисторов.

10.4. Устройство, принцип действия, классификация и основные характеристики униполярных (полевых) транзисторов. Фототранзисторы. Оптотранзисторы.

10.5. Тиристоры. Принцип действия, вольтамперные характеристики и основные параметры. Область применения.

10.6. Источники электропитания электронных устройств. Классификация и принципы построения.

10.7. Выпрямители источников электропитания. Структура, классификация, схемы и основные параметры.

10.8. Источники электропитания с многократным преобразованием энергии.

10.9. Электрические фильтры маломощных выпрямителей. Стабилизаторы напряжения и тока.

10.10. Усилители электрических сигналов: классификация и основные характеристики. Анализ работы однокаскадных усилителей: коэффициент усиления, амплитудно-частотные характеристики. Режимы работы и температурная стабилизация. Понятие о многокаскадных усилителях.

10.11. Усилители постоянного тока. Дифференциальные каскады.

10.12. Обратные связи в усилителях и их влияние на параметры и характеристики усилителей.

10.13. Операционные усилители: типовые схемы включения, свойства и область применения.

10.14. Основы компьютерного моделирования электронных устройств.


^ 4.3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ


№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

2

Исследование сложной электрической цепи постоянного тока

2

3

Исследование неразветвленной электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений

3

6

Исследование переходных процессов в цепи с сосредоточенными параметрами

4

10

Исследование выпрямительных установок

5

10

Исследование усилителей электрических сигналов


^ 4.4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ


Не предусмотрено


5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА


Самостоятельная работа студентов-заочников является основной формой изучения дисциплины. Эта работа направляется настоящей рабочей программой.

Основываясь на лекционном материале, результатах, полученных на лабораторных занятиях и при самостоятельной работе, студент выполняет две контрольные работы, содержащие задачи по темам курса:

– в контрольной работе №1 необходимо выполнить расчет цепи однофазного синусоидального тока комплексным методом и расчет переходных процессов в цепях постоянного тока классическим методом;

– в контрольной работе №2 содержатся задачи по расчету и анализу работы однофазного выпрямителя и электронных усилителей постоянного и переменного тока.

Каждая контрольная работа должна содержать исчерпывающие расчеты с необходимыми пояснениями, схемы, графики и диаграммы, выполненные на миллиметровой бумаге. Примерный объем контрольной работы – 12…15 стр.

Оформленная контрольная работа представляется на рецензию и при получении положительной рецензии студент выполняет защиту контрольной работы.

По материалам лабораторных занятий студент оформляет отчет, который включает в себя обработку полученных экспериментальных данных, необходимые аналитические расчеты и графические построения. После оформления отчета проводится зачет по лабораторным работам.

Курсовая работа и курсовой проект по данной дисциплине не предусмотрены.

^

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА



Основная

1. Б е с с о н о в Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. – 11-е изд., перераб. и доп. – М.: Гардарики, 2006.

2. К а с а т к и н А. С. Электротехника: учебник для вузов / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. – 10-е изд., – М.: Издательский центр «Академия», 2007.

3. Б е н е в о л е н с к и й С. Б., М а р ч е н к о А. Л. Основы электротехники. Учебное пособие для втузов. – М.: Издательство Физико-математической литературы, 2006.

4. Электротехника и электроника. Учебник для вузов. В 3-х кн. / Под ред. проф. В.Г.Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, кн.3 – 1998.

5. Р е к у с Г. Г. Основы электротехники и электроники в задачах с решениями: Учеб. пособие / Г. Г. Рекус. – М.: Высш. шк., 2005.

6. Б у р б а е в а Н. В., Д н е п р о в с к а я Т. С. Сборник задач по полупроводниковой электронике. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.


Дополнительная

7. Электротехника и электроника. Учебник для вузов. В 3-х кн. / Под ред. проф. В. Г. Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, кн.1 – 1996, кн.2 – 1997.

8. П р я н и ш н и к о в В. А. Электроника: Курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт,1998.

9. С а т а р о в А. А., Г а д у л и н А. Н. Электротехника. Линейные электрические цепи постоянного тока: Конспект лекций.– М.: РГОТУПС, 2000.

10. К л и м е н т о в Н. И. Электротехника. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока: Конспект лекций. – М.: РГОТУПС, 2001.

11. С а т а р о в А. А., Г а д у л и н А. Н. Электротехника. Трехфазные цепи: Конспект лекций. – М.: РГОТУПС, 2000.

12. С е р е б р я к о в А. С. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи с несинусоидальными периодическими напряжениями и токами: Конспект лекций.– М.: РГОТУПС, 2003.

13. К л и м е н т о в Н. И. Теоретические основы электротехники. Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока: Конспект лекций.– М.: РГОТУПС, 2004.

14. С е р е б р я к о в А. С. Теоретические основы электротехники. Нелинейные электрические и магнитные цепи переменного тока: Конспект лекций.– М.: РГОТУПС, 2002.

15. Брейтер Б.З. Электротехника. Трансформаторы: Конспект лекций. – М.: РГОТУПС, 2000.

16. Брейтер Б.З. Электротехника. Машины переменного тока: Конспект лекций. – М.: РГОТУПС, 2000.

17. Брейтер Б.З. Электротехника. Машины постоянного тока: Конспект лекций. – М.: РГОТУПС, 2000.


Примечание. В случае отсутствия указанной литературы для изучения курса могут быть использованы любые учебники и задачники для вузов с названием “ Электротехника и электроника”.

^

6.2. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Компьютерные программы:

а) для выполнения аналитических расчетов и графических построений при решении контрольных работ и оформлении отчетов по лабораторным работам (Mathcad);

б) для схемотехнического моделирования электрических, электронных и магнитных цепей при выполнении лабораторных работ (Elektronics Workbench, LabVIEW и др).


^ 7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

Электротехническая лаборатория и компьютерный класс.


8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Рекомендуется следующий порядок изучения дисциплины:

  1. Прочесть соответствующий раздел учебника.

  2. Освоить методику математического описания процессов, составления и выводов уравнений, построения временных и векторных диаграмм.

  3. Составить конспект по каждому разделу рабочей программы.

  4. Проанализировать решение задач, приведенных в учебниках, и самостоятельно решить несколько задач по каждой теме.

  5. Выполнить контрольные работы.

По завершении выполнения предусмотренных контрольных и лабораторных работ и получения по ним зачетов студенты сдают экзамен. Каждый экзаменационный билет содержит два теоретических вопроса и задачу. Формулировка вопросов, входящих в экзаменационный билет, совпадает с пунктами настоящей программы.






Скачать 172,82 Kb.
оставить комментарий
Дата03.10.2011
Размер172,82 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх