Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  РТ 

 

 

 

«   31   »       05       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Электротехника и электроника     

 




Направление подготовки

15.03.02 Технологические машины и оборудование

Профиль подготовки

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

5

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

Итого

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

 

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: теоретическая и практическая подготовка студентов технических направлений в области электротехники и электроники в такой степени, чтобы они могли грамотно выбирать необходимые электротехнические и электронные устройства и уметь их правильно эксплуатировать.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.15))

Дисциплина «Электротехника и электроника» базируется на знании дисциплин «Математика» и «Физика».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-6 способность использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительных изделий требуемого качества, заданного количества при наименьших затратах общественного труда.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

основные законы электрических и магнитных цепей, работу синхронных и асинхронных двигателей, трансформатора (ОПК-6).

основные виды полупроводниковых приборов, их параметры и характеристики (ОПК-6).

основные схемы электронных устройств на полупроводниковых приборах (ОПК-6).

2) Уметь:

выбирать и правильно применять методы расчета электрических цепей (ОПК-6).

рассчитывать схемы простейших электронных устройств (ОПК-6).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Законы Ома и Кирхгофа. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики.

5

2

4

5

устный опрос

2

Трехфазные цепи. Анализ переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Четырёхполюсники.

5

2

4

4

устный опрос

3

Расчет электрических цепей. Анализ переходных процессов. Законы коммутации.

5

2

4

5

устный опрос

4

Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электрические машины постоянного тока. Асинхронные машины. Синхронные машины.

5

2

5

устный опрос

5

Основные понятия и термины электроники. Электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые диоды.

5

2

4

4,15

устный опрос

6

Основные схемы на полупроводниковых диодах.

5

2

4,85

устный опрос

7

Биполярные транзисторы. Параметры, характеристики, схемы включения.

5

2

5

устный опрос

8

Полевые транзисторы. Виды. Устройство и принцип действия. Характеристики и параметры. Схемы включения.

5

2

5,15

устный опрос

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

Итого   

72

16

16

38,15

1,6

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 5

Раздел 1. Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Законы Ома и Кирхгофа. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики.

Лекция 1.

Электрическая цепь и ее элементы. Классификация элементов электрических цепей, их свойства и характеристики.Законы Ома и Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока. Однофазный синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Цепь синусоидального тока с последовательным соединением резистора, катушки индуктивности и конденсатора (2 часа).

Раздел 2. Трехфазные цепи. Анализ переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Четырёхполюсники.

Лекция 2.

Трехфазная система ЭДС. Элементы трехфазных цепей. Простейший генератор. Расчет трехфазной цепи при соединении фаз приемника «треугольником». Определение фазных и линейных токов при симметричной и несимметричной нагрузках. Векторные диаграммы. Расчет электрических цепей при периодических негармонических воздействиях (2 часа).

Раздел 3. Расчет электрических цепей. Анализ переходных процессов. Законы коммутации.

Лекция 3.

Основы классического метода расчета переходных процессов. Принужденные и свободные составляющие токов и напряжений. Законы коммутации. Нелинейные элементы при переменных токах. Инерционные и безынерционные нелинейные элементы. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока и их краткая характеристика (2 часа).

Раздел 4. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электрические машины постоянного тока. Асинхронные машины. Синхронные машины.

Лекция 4.

Закон полного тока. Магнитодвижущая сила (МДС). Определение положительного направления МДС. Электромагнитные процессы. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. ЭДС, индуктируемая в проводнике, движущемся в магнитном поле. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора. Машины постоянного тока. Двигатели постоянного тока. Принцип действия и устройство синхронных машин (2 часа).

Раздел 5. Основные понятия и термины электроники. Электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые диоды.

Лекция 5.

Введение. Основные понятия и термины электроники. Электропроводность полупроводников. Собственная и примесная электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход и его характеристики. Полупроводниковые диоды. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода. Основные параметры и рабочий режим полупроводниковых диодов (2 часа).

Раздел 6. Основные схемы на полупроводниковых диодах.

Лекция 6.

Применение полупроводниковых диодов для выпрямления переменного тока. Одно- и двухполупериодные схемы выпрямителей. Основные типы полупроводниковых диодов. Стабилитроны. Параметирический стабилизатор напряжения (2 часа).

Раздел 7. Биполярные транзисторы. Параметры, характеристики, схемы включения.

Лекция 7.

Биполярные транзисторы (БТ). Классификация, физические процессы и токи в биполярном транзисторе. Статические характеристики в БТ. Параметры и эквивалентные схемы транзисторов в виде активных четырехполюсников. Рабочий режим БТ. Схемы питания биполярных транзисторов. Усилительные каскады на БТ. Назначение элементов. Параметры и характеристики усилительного каскада (2 часа).

Раздел 8. Полевые транзисторы. Виды. Устройство и принцип действия. Характеристики и параметры. Схемы включения.

Лекция 8.

Полевые транзисторы (ПТ). Виды ПТ. Устройство и принцип действия ПТ с затвором в виде р-п перехода, с изолированным затвором (МДП-транзисторов). Характеристики и параметры полевых транзисторов. Устройство и принцип действия полевых транзисторов.Схемы включения ПТ (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 5

Раздел 1. Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Законы Ома и Кирхгофа. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики.

Лабораторная 1.

Исследование асинхронного трехфазного двигателя (4 часа).

Раздел 2. Трехфазные цепи. Анализ переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Четырёхполюсники.

Лабораторная 2.

Исследование двигателя постоянного тока (4 часа).

Раздел 3. Расчет электрических цепей. Анализ переходных процессов. Законы коммутации.

Лабораторная 3.

Исследование работы выпрямителей на полупроводниковых диодах (4 часа).

Раздел 4. Основные понятия и термины электроники. Электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые диоды.

Лабораторная 4.

Изучение схем питания биполярных транзисторов (4 часа).

 

https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=3394

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Линейные и нелинейные цепи. Уравнения Кирхгоффа. Условия применимости методов теории цепей.

2. Цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами. Элементы пассивных и активных цепей, их уравнения и обозначения.

3. Двухполюсники, четырехполюсники и многополюсники, способы их описания. Эквивалентные схемы реальных элементов.

4. Метод замещения. Уравнения контурных токов и узловых потенциалов.

5. Дифференциальные уравнения линейных цепей.

6. Преобразование Лапласа и векторные диаграммы. Метод переменных состояния.

7. Расчет цепей постоянного и переменного тока. Мощность в цепях постоянного и переменного тока. Теорема Телледжена.

8. Понятия установившегося и переходного процесса. Входные сопротивления и передаточные функции.

9. Свойства R, L, C – цепей. Частотные характеристики и их расчет в среде Matlab. Понятие резонанса.

10. Последовательно – параллельные соединения R, L, C элементов.

11. Расчет электрических и электронных цепей с помощью преобразования Лапласа и метода переменных состояния.

12. Методы расчета переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Переходные и импульсные характеристики.

13. Методы преобразования Лапласа, гармонического анализа и переменных состояния.

14. Уравнения, характеристики и параметры четырехполюсников.

15. Электрические цепи с распределенными параметрами. Первичные и вторичные параметры.

16. Расчет нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока. Установившиеся и переходные процессы.

17. Трехфазные цепи и цепи высокого напряжения. Особенности расчета в установившемся режиме. Коэффициент мощности. Способы защиты от перенапряжений.

18. Переходные процессы в трехфазных сетях.

19. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Расчет методом электрической аналогии.

20. Резонансы и переходные процессы в нелинейных цепях со сталью.

21. Электромагниты, электромагнитные реле и контакторы. Их расчет.

22. Уравнения трансформаторов и автотрансформаторов.

23. Трансформаторы малой мощности. Условия насыщения и оптимальный выбор параметров.

24. Расчет магнитных усилителей и стабилизаторов.

25. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия.

26. Измерительные трансформаторы напряжения и тока, трехфазные трансформаторы, преобразователи, генераторы и двигатели, электромагнитные муфты, силовые электронные и полупроводниковые приборы.

27. Вращающееся магнитное поле.

28. Электрические машины постоянного тока.

29. Асинхронные машины. Однофазный асинхронный двигатель.

30. Синхронные машины.

31. Импульсные преобразователи DC – DC, AC – DC и DC – AC.

32. Электрические измерения. Измерительные приборы и методы измерения.

33. Переход метал-полупроводник.

34. Разновидности полупроводниковых диодов.

35. Влияние температуры на характеристики и параметры БТ.

36. Импульсный режим работы БТ.

37. Проблема стабилизации рабочей точки и усиления.

38. Разновидности тиристоров: динистор, тринистор, симистор.

39. Общая характеристика оптоэлектронных приборов, излучающий диод, фотодиод, фоторезистор, фототранзистор и фототиристор, оптрон, разновидности индикаторов.

40. Классификация интегральных микросхем.

41. Методы изоляции элементов интегральных микросхем.

42. Реализация активных и пассивных элементов интегральных схем.

43. Технология изготовления полупроводниковых микросхем.

44. Средства отображения информации. Электронные приборы отображения информации, их классификация. Электровакуумные индикаторы. Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы. Устройство и принцип действия.

45. Перспективы развития полупроводниковых приборов.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

5

72 / 2  

4  

 

4  

2  

0,5  

10,5  

57,75  

Зач.(3,75)  

Итого

72 / 2  

4  

 

4  

2  

0,5  

10,5  

57,75  

3,75  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики. Взаимная индуктивность. Анализ переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Четырёхполюсники. Электрические фильтры. Электрические цепи с распределёнными параметрами. Расчет нелинейных электрических цепей. Трехфазные цепи. Особенности расчета. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия

5

2

4

40

устный опрос

2

Электрические машины постоянного тока.Вращающееся магнитное поле. Асинхронные машины. Синхронные машины. Электропроводность полупроводников. Полупроводниковые диоды. Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы. Тиристоры. Оптоэлектронные приборы. Интегральные микросхемы

5

2

17,75

устный опрос

Всего за  семестр

72

4

4

+

57,75

2

0,5

Зач.(3,75)

Итого   

72

4

4

57,75

2

0,5

3,75

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 5

Раздел 1. Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики. Взаимная индуктивность. Анализ переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Четырёхполюсники. Электрические фильтры. Электрические цепи с распределёнными параметрами. Расчет нелинейных электрических цепей. Трехфазные цепи. Особенности расчета. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия

Лекция 1.

Электрическая цепь и ее элементы. Классификация элементов электрических цепей, их свойства и характеристики. Законы Ома и Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока.Однофазный синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Цепь синусоидального тока с последовательным соединением резистора, катушки индуктивности и конденсатора.Трехфазная система ЭДС. Элементы трехфазных цепей. Простейший генератор. Расчет трехфазной цепи при соединении фаз приемника «треугольником». Определение фазных и линейных токов при симметричной и несимметричной нагрузках. Векторные диаграммы (2 часа).

Раздел 2. Электрические машины постоянного тока.Вращающееся магнитное поле. Асинхронные машины. Синхронные машины. Электропроводность полупроводников. Полупроводниковые диоды. Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы. Тиристоры. Оптоэлектронные приборы. Интегральные микросхемы

Лекция 2.

Основные понятия и термины электроники. Электропроводность полупроводников. Электроны в твердых телах. Собственная и примесная электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход и его характеристики. Полупроводниковые диоды. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода. Основные параметры и рабочий режим полупроводниковых диодов. Применение полупроводниковых диодов для выпрямления переменного тока. Одно- и двухполупериодные схемы выпрямителей. Основные типы полупроводниковых диодов. Стабилитроны. Параметрический стабилизатор напряжения.Биполярные транзисторы (БТ). Классификация, общие сведения, физические процессы и токи в биполярном транзисторе. Статические характеристики в БТ. Параметры и эквивалентные схемы транзисторов в виде активных четырехполюсников. Частотные свойства и параметры транзисторов (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 5

Раздел 1. Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики. Взаимная индуктивность. Анализ переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Четырёхполюсники. Электрические фильтры. Электрические цепи с распределёнными параметрами. Расчет нелинейных электрических цепей. Трехфазные цепи. Особенности расчета. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия

Лабораторная 1.

Исследование характеристик и параметров полупроводниковых диодов (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Линейные и нелинейные цепи. Уравнения Кирхгоффа. Условия применимости методов теории цепей.

2. Цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами. Элементы пассивных и активных цепей, их уравнения и обозначения.

3. Двухполюсники, четырехполюсники и многополюсники, способы их описания. Эквивалентные схемы реальных элементов.

4. Метод замещения. Уравнения контурных токов и узловых потенциалов.

5. Дифференциальные уравнения линейных цепей.

6. Преобразование Лапласа и векторные диаграммы. Метод переменных состояния.

7. Расчет цепей постоянного и переменного тока. Мощность в цепях постоянного и переменного тока. Теорема Телледжена.

8. Понятия установившегося и переходного процесса. Входные сопротивления и передаточные функции.

9. Свойства R, L, C – цепей. Частотные характеристики и их расчет в среде Matlab. Понятие резонанса.

10. Последовательно – параллельные соединения R, L, C элементов.

11. Расчет электрических и электронных цепей с помощью преобразования Лапласа и метода переменных состояния.

12. Методы расчета переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами. Переходные и импульсные характеристики.

13. Методы преобразования Лапласа, гармонического анализа и переменных состояния.

14. Уравнения, характеристики и параметры четырехполюсников.

15. Электрические цепи с распределенными параметрами. Первичные и вторичные параметры.

16. Расчет нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока. Установившиеся и переходные процессы.

17. Трехфазные цепи и цепи высокого напряжения. Особенности расчета в установившемся режиме. Коэффициент мощности. Способы защиты от перенапряжений.

18. Переходные процессы в трехфазных сетях.

19. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Расчет методом электрической аналогии.

20. Резонансы и переходные процессы в нелинейных цепях со сталью.

21. Электромагниты, электромагнитные реле и контакторы. Их расчет.

22. Уравнения трансформаторов и автотрансформаторов.

23. Трансформаторы малой мощности. Условия насыщения и оптимальный выбор параметров.

24. Расчет магнитных усилителей и стабилизаторов.

25. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия.

26. Измерительные трансформаторы напряжения и тока, трехфазные трансформаторы, преобразователи, генераторы и двигатели, электромагнитные муфты, силовые электронные и полупроводниковые приборы.

27. Вращающееся магнитное поле.

28. Электрические машины постоянного тока.

29. Асинхронные машины. Однофазный асинхронный двигатель.

30. Синхронные машины.

31. Импульсные преобразователи DC – DC, AC – DC и DC – AC.

32. Электрические измерения. Измерительные приборы и методы измерения.

33. Переход метал-полупроводник.

34. Разновидности полупроводниковых диодов.

35. Влияние температуры на характеристики и параметры БТ.

36. Импульсный режим работы БТ.

37. Проблема стабилизации рабочей точки и усиления.

38. Разновидности тиристоров: динистор, тринистор, симистор.

39. Общая характеристика оптоэлектронных приборов, излучающий диод, фотодиод, фоторезистор, фототранзистор и фототиристор, оптрон, разновидности индикаторов.

40. Классификация интегральных микросхем.

41. Методы изоляции элементов интегральных микросхем.

42. Реализация активных и пассивных элементов интегральных схем.

43. Технология изготовления полупроводниковых микросхем.

44. Средства отображения информации. Электронные приборы отображения информации, их классификация. Электровакуумные индикаторы. Полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы. Устройство и принцип действия.

45. Перспективы развития полупроводниковых приборов.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Исследование характеристик и параметров полупроводниковых диодов.

2. Исследование работы выпрямителей на полупроводниковых диодах. Исследование стабилизаторов напряжения.

3. Исследование характеристик и параметров биполярных транзисторов в схеме с общим эмиттером.

4. Изучение схем питания биполярных транзисторов.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.


4. 3. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Переат-теста-ция

Форма

промежу-точного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

3

72 / 2  

4  

 

4  

2  

0,5  

10,5  

21,75  

36  

Зач.(3,75)  

Итого

72 / 2  

4  

 

4  

2  

0,5  

10,5  

21,75  

36  

3,75  

 

4.3.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики. Взаимная индуктивность. Четырёхполюсники. Электрические фильтры. Электрические цепи с распределёнными параметрами. Расчет нелинейных электрических цепей. Трехфазные цепи. Особенности расчета.

3

2

4

13

устный опрос

2

Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия. Электрические машины постоянного тока. Вращающееся магнитное поле. Асинхронные машины. Синхронные машины. Электропроводность полупроводников. Полупроводниковые диоды. Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы. Тиристоры. Оптоэлектронные приборы. Интегральные микросхемы

3

2

8,75

устный опрос

Всего за  семестр

36

4

4

+

21,75

2

0,5

Зач.(3,75)

Итого   

36

4

4

21,75

2

0,5

3,75

Итого с переаттестацией   

72

 

4.3.2. Содержание дисциплины

4.3.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики. Взаимная индуктивность. Четырёхполюсники. Электрические фильтры. Электрические цепи с распределёнными параметрами. Расчет нелинейных электрических цепей. Трехфазные цепи. Особенности расчета.

Лекция 1.

Электрическая цепь и ее элементы. Классификация элементов электрических цепей, их свойства и характеристики.Законы Ома и Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей постоянного тока. Однофазный синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Цепь синусоидального тока с последовательным соединением резистора, катушки индуктивности и конденсатора. Трехфазная система ЭДС. Элементы трехфазных цепей. Простейший генератор. Расчет трехфазной цепи при соединении фаз приемника «треугольником». Определение фазных и линейных токов при симметричной и несимметричной нагрузках. Векторные диаграммы. Расчет электрических цепей при периодических негармонических воздействиях. Основы классического метода расчета переходных процессов. Принужденные и свободные составляющие токов и напряжений. Законы коммутации. Нелинейные элементы при переменных токах. Инерционные и безынерционные нелинейные элементы. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока и их краткая характеристика. Закон полного тока. Магнитодвижущая сила (МДС). Определение положительного направления МДС. Электромагнитные процессы. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. ЭДС, индуктируемая в проводнике, движущемся в магнитном поле. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора (2 часа).

Раздел 2. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Электротехническая аппаратура. Классификация и принципы действия. Электрические машины постоянного тока. Вращающееся магнитное поле. Асинхронные машины. Синхронные машины. Электропроводность полупроводников. Полупроводниковые диоды. Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы. Тиристоры. Оптоэлектронные приборы. Интегральные микросхемы

Лекция 2.

Машины постоянного тока. Двигатели постоянного тока. Принцип действия и устройство синхронных машин. Введение. Основные понятия и термины электроники. Электропроводность полупроводников. Собственная и примесная электропроводность полупроводников. Электронно-дырочный переход и его характеристики. Полупроводниковые диоды. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода. Основные параметры и рабочий режим полупроводниковых диодов. Применение полупроводниковых диодов для выпрямления переменного тока. Одно- и двухполупериодные схемы выпрямителей. Основные типы полупроводниковых диодов. Стабилитроны. Параметирический стабилизатор напряжения. Биполярные транзисторы (БТ). Классификация, физические процессы и токи в биполярном транзисторе. Статические характеристики в БТ. Параметры и эквивалентные схемы транзисторов в виде активных четырехполюсников. Рабочий режим БТ. Схемы питания биполярных транзисторов. Усилительные каскады на БТ. Назначение элементов. Параметры и характеристики усилительного каскада. Полевые транзисторы (ПТ). Виды ПТ. Устройство и принцип действия ПТ с затвором в виде р-п перехода, с изолированным затвором (МДП-транзисторов). Характеристики и параметры полевых транзисторов. Устройство и принцип действия полевых транзисторов.Схемы включения ПТ. Тиристоры (2 часа).

 

4.3.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.3.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 3

Раздел 1. Элементы топологии и методы расчёта сложных электрических цепей. Анализ цепей синусоидального тока в установившемся режиме. Комплексный метод. Резонансные и частотные характеристики. Взаимная индуктивность. Четырёхполюсники. Электрические фильтры. Электрические цепи с распределёнными параметрами. Расчет нелинейных электрических цепей. Трехфазные цепи. Особенности расчета.

Лабораторная 1.

Исследование асинхронного трехфазного двигателя (4 часа).

 

4.3.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами. Двухполюсники, четырехполюсники и многополюсники, способы их описания. Расчет электрических и электронных цепей с помощью преобразования Лапласа и метода переменных состояния.

2. Четырехполюсники.Электрические цепи с распределенными параметрами.

3. Резонансные явления в электрических цепях. Последовательный колебательный контур. Энергетические соотношения.Параллельный колебательный контур. Энергетические соотношения. Связанные колебательные контуры. Виды связи.

4. Электрические фильтры. АЧХ и ФЧХ простейших фильтров. Реализация реактивных двухполюсников по заданной входной функции.

5. Трехфазные цепи и цепи высокого напряжения. Переходные процессы в трехфазных сетях. Магнитные цепи постоянного и переменного тока. Резонансы и переходные процессы в нелинейных цепях со сталью.

6. Электромагниты, электромагнитные реле и контакторы. Их расчет. Трансформаторы малой мощности. Расчет магнитных усилителей и стабилизаторов.

 

4.3.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. 1. Трехфазные цепи и цепи высокого напряжения.

2. 2. Переходные процессы в трехфазных сетях.

3. 3. Магнитные цепи постоянного и переменного тока.

4. 4. Резонансы и переходные процессы в нелинейных цепях со сталью.

5. 5. Электромагниты, электромагнитные реле и контакторы. Их расчет.

6. 6. Трансформаторы малой мощности.

 

4.3.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины "Электротехника и электроника" применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов).

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Электротехника и электроника

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Алиев И.И. Электротехника и электрооборудование [Электронный ресурс]: справочник. Учебное пособие для вузов/ Алиев И.И.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Вузовское образование, 2014.— 1199 c. - http://www.iprbookshop.ru/9654

2. Электротехника : учебник - 3 издание, стереотипное Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2012 г. , 592 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=26352

3. Теоретические основы электротехники : учебное пособие / С.М. Аполлонский, А.Л. Виноградов. — Москва : КноРус, 2016. — 247 с. — Для бакалавров. - https://www.book.ru/book/919248

4. Теоретические основы электротехники. Практикум : учебное пособие / С.М. Аполлонский, А.Л. Виноградов. — Москва : КноРус, 2016. — 290 с. — Для бакалавров. - https://www.book.ru/book/920376

5. Электроника и микропроцессорная техника : учебник / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. — Москва : КноРус, 2016. — 798 с. — Для бакалавров. - https://www.book.ru/book/919270

6. Электротехника и электроника : учебник / М.В. Немцов. — Москва : КноРус, 2016. — 560 с. — Для бакалавров. - https://www.book.ru/book/919359

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Электротехника и электроника: учебное пособие для вузов / В.В. Кононенко, В.И. Мишкович, В.В. Муханов, В.Ф. Планидин, П.М. Чеголин; под ред. В.В. Кононенко. – 5-е изд. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. – 778 с.: ил. – Библиогр.: с. 764-766. – (Высшее образование). 10 экз. 621.3(075.8) - 10 экз.

2. Щука А. Электроника. 2 изд. СПб. : БХВ-Петербург, 2008, 752 с., Гриф УМО. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=22686

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Информационно-справочная социальная сеть радиотехников и электроников www.umup.ru/

Радиотехнический сайт RADIOTRACT. Радиотехника и электроника для разработчиков и радиолюбителей http://radiotract.ru/link_sprav.html

Радиотехнические системы http://rateli.ru/

Программное обеспечение:

Лаборатория радиотехнических цепей и сигналов

Microsoft Windows XP (DreamSpark Premium Electronic Software Delivery (3 year) Renewal (подписка на программное обеспечение Microsoft для академических организаций, договор №453 от 16.12.2014 года))

Kaspersky Endpoint Security для бизнеса, стандартный Russian Edition, антивирусный пакет (500-999 Node 2 year Educational Renewal License, договор №436 от 11.11.2014 года).

Mathcad Education – University Edition (100 pack) v.14 (Государственный контракт №1, от 10.01.2012 года).

Оpen office.org 3.0.0 (freeware)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

ibooks.ru

book.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория радиотехнических цепей и сигналов

Стенды по дисциплинам «Основы теории цепей»; «Радиотехнические цепи и сигналы»; «Аналоговая схемотехника»; стенд громкоговорители –8 шт.; стенд автомагнитолы «Былина» – 4 шт.; стереомодулятор МОД – 92М; приемник «Былина» – 2 шт.;

измерительные приборы: осциллографы С1-112; С1-65А; С1-71; С1-55; С1-65; генераторы Г3-112; Г5-26; Г4-106; Г4-18А; Г4-12; Г3-34; вольтметры В7-22А; В7-38; В3-42; анализатор спектра С4-25; измеритель нелинейных искажений С6-8; блок питания ТЕС88; блок питания Б5-48;

вычислительная техника и проекционное оборудование: ЭВМ HP DualCore Intel E8400 – 2 шт.; проектор NEC; экран настенный;

Осциллограф НМО1022-2шт.; генератор HMF2550-2шт.; программируемый синтезатор НМ8134-3; анализатор спектра HMS3000; лабораторный стенд «Электромеханика»; лабораторный стенд «Теория электрических цепей»

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

1. Ведение конспекта лекций. 2. Изучение лекционного материала. 3. Чтение основной литературы. 4. Ознакомление со списком дополнительной литературы. 5. Консультации преподавателя по вопросам лекционного материала.

1. Изучение соответствующего теоретического материала по теме лабораторной работы. 2. Ознакомление с этапами проведения работы. 3. Изучение технических паспортов средств измерений, применяемых в работе. 4. Оформление отчета по работе с приведением теоретических и экспериментальных результатов.

1. Ознакомление со списком тем для самостоятельной работы. 2. Составление конспекта материала. 3. Подготовка к краткому изложению изученных самостоятельно тем.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – зачет. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Электротехника и электроника»

по направлению подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование

 

Рабочая программа дисциплины «Электротехника и электроника» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 72 час. (2 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет .

Цель дисциплины: теоретическая и практическая подготовка студентов технических направлений в области электротехники и электроники в такой степени, чтобы они могли грамотно выбирать необходимые электротехнические и электронные устройства и уметь их правильно эксплуатировать.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Электротехника и электроника» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование.

 

31.05.2016 г.