Программа учебной дисциплины ЕН. В1. Электротехника и электроника (стр. 2 )

учебной работы, по разделам, темам и видам занятий

(для очно-заочной формы обучения)

Вид учебной работы	часов
всего	по семестрам
III
Общая трудоёмкость дисциплины	180	180
Аудиторные занятия	54	54
Лекции	26	26
Практические занятия	28	28
Самостоятельная работа	126	126
Вид итогового контроля (зачёт, экзамен)	зачет

№ ДЕ	Наименование разделов и тем	Количество часов
Аудиторные занятия	Самостоя тельная работа
Лекции	Практичес кие занятия
1	Тема 1. Электротехника. Введение. Цели и задачи курса	1
2	Тема 2. Линейные электрические цепи постоянного тока	2	1	6
3	Тема 3. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока	2	1	6
4	Тема 4. Трехфазные цепи	1	2	10
5	Тема 5. Понятие о нелинейных цепях и переходных процессах	2	1	10
6	Тема 6. Магнитные цепи и трансформаторы	1	2	10
7	Тема 7. Асинхронные машины	1	1	8
8	Тема 8. Машины постоянного тока	1	1	8
9	Тема 9. Синхронные машины	1	2	8
10	Тема 10. Элементы полупроводниковой электроники	2		10
11	Тема 11. Усилители	1	1	4
12	Тема 12. Компараторы	1	2	4
13	Тема 13. Активные фильтры	1	2	4
14	Тема 14. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи	2	2	10
15	Тема 15. Таймеры	1	2	4
16	Тема 16. Логические и цифровые устройства	2	2	6
17	Тема 17. Программируемые аналоговые и цифровые интегральные схемы	2	4	10
18	Тема 18. Источники вторичного электропитания	1	2	6
19	Тема 19. Тенденции развития	1		2
	Итого	26	28	126

Объем и распределение часов дисциплины по видам

учебной работы, по разделам, темам и видам занятий

(для заочной формы обучения)

Вид учебной работы	часов
всего	по семестрам
III	IV
Общая трудоёмкость дисциплины	180	88	92
Аудиторные занятия	14	4	10
Лекции	8	4	4
Практические занятия	6		6
Самостоятельная работа	166	84	82
Вид итогового контроля (зачёт, экзамен)		зачет

№ ДЕ	Наименование разделов и тем	Количество часов
Аудиторные занятия	Самостоя тельная работа
Лекции	Практичес кие занятия
1	Тема 1. Электротехника. Введение. Цели и задачи курса	2		4
2	Тема 2. Линейные электрические цепи постоянного тока	2	6
3	Тема 3. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока	6
4	Тема 4. Трехфазные цепи	10
5	Тема 5. Понятие о нелинейных цепях и переходных процессах	2	2	20
6	Тема 6. Магнитные цепи и трансформаторы	8
7	Тема 7. Асинхронные машины	10
8	Тема 8. Машины постоянного тока	10
9	Тема 9. Синхронные машины	10

10	Тема 10. Элементы полупроводниковой электроники	2	2	10
11	Тема 11. Усилители	8
12	Тема 12. Компараторы	8
13	Тема 13. Активные фильтры	8
14	Тема 14. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи	10
15	Тема 15. Таймеры	6
16	Тема 16. Логические и цифровые устройства	2	10
17	Тема 17. Программируемые аналоговые и цифровые интегральные схемы		12
18	Тема 18. Источники вторичного электропитания		6
19	Тема 19. Тенденции развития		4
	Итого	8	6	166

4.2 Содержание разделов дисциплины

II-ой семестр

Тема 1. Электротехника. Введение. Цели и задачи курса.

Электротехника, ее роль и значение в современном обществе, науке, технике и производстве. Преимущества электрической энергии перед другими видами энергии. Основные периоды развития.

Тема 2. Линейные электрические цепи постоянного тока.

Основные понятия. Определение электрической цепи, постоянного тока. Источники, приемники, электрическая схема. Генерирующие устройства. Режимы работы генерирующих устройств. Приемные устройства. Топологические компоненты электрических схем. Основные законы линейных электрических цепей. Законы Ома и Кирхгофа. Потенциальная диаграмма. Работа и мощность электрического тока. Анализ режимов электрических цепей постоянного тока с одним источником ЭДС

Условие преобразования. Последовательное соединение пассивных элементов (резисторов). Последовательное соединение активных элементов. Цепи с параллельным соединением резисторов. Смешанное соединение резисторов. Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду и обратно. Метод пропорциональных величин. Анализ электрических цепей постоянного тока с несколькими источниками ЭДС методами непосредственного применения законов Кирхгофа, контурных токов, наложения, узлового напряжения и эквивалентного генератора. Проверка правильности расчета электрической цепи. Баланс мощностей.

Тема 3. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока.

Основные определения. Преимущества электроэнергетики переменного тока. Определение переменного тока, напряжения, ЭДС. Характеристики синусоидально изменяющихся токов. Принцип получения синусоидальной ЭДС. Способы изображения вектора на комплексной плоскости. Векторная диаграмма.

Анализ однофазных цепей с последовательным соединением элементов различного характера (цепь переменного тока с резистором, с идеальной индуктивной катушкой, с идеальным конденсатором, реальная индуктивная катушка, реальный конденсатор. Последовательное соединение R, L, C. Резонанс напряжений).

Анализ однофазных цепей с параллельным соединением элементов различного характера. Графо-аналитический метод расчета. Полная, активная и реактивная проводимости. Представление реальной катушки и реального конденсатора с помощью проводимостей. Параллельное соединение ветвей, содержащих резистор, реальную индуктивную катушку и реальный конденсатор. Резонанс токов. Смешанное соединение элементов различного характера.

Тема 4. Трехфазные цепи.

Основные определения. Элементы трехфазных цепей. Способы изображения трехфазной симметричной системы ЭДС. Основные способы соединения фаз источников и приемников.

Анализ режимов работы трехфазных цепей при соединении нагрузки по схеме звезда. Симметричная и несимметричная нагрузка в трехпроводной и четырехпроводной цепях.

Анализ режимов работы трехфазных цепей при соединении нагрузки треугольником. Симметричная и несимметричная нагрузка. Измерение мощности в трехфазных цепях.

Тема 5. Понятие о нелинейных цепях и переходных процессах.

Элементы нелинейных электрических цепей. Методы расчета нелинейных цепей постоянного тока. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока. Причины возникновения переходных процессов и законы коммутации. Понятие о методике расчета переходных процессов.

Тема 6. Магнитные цепи и трансформаторы.

Устройство и принцип действия трансформатора. Классификация трансформаторов. Уравнения электрического и магнитного состояния трансформатора.

Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Потери энергии и КПД трансформаторов. Понятие о трехфазном трансформаторе, автотрансформаторе, измерительных трансформаторах.

Тема 7. Асинхронные машины.

Устройство асинхронных двигателей (АД). Возбуждение вращающегося магнитного поля статора трехфазной системой токов. Факторы, влияющие на скорость вращения магнитного поля статора.

Принцип действия трехфазных асинхронных машин. Основные уравнения АД. Энергетическая диаграмма и механическая характеристика трехфазного АД. Влияние активного сопротивления обмотки ротора и напряжения сети на механическую характеристику АД.

Тема 8. Машины постоянного тока.

Устройство МПТ, классификация. Принцип действия МПТ. Генераторы постоянного тока (ГПТ) и их характеристики. Двигатели постоянного тока (ДПТ) и их механические и рабочие характеристики.

Тема 9. Синхронные машины.

Назначение, устройство, принцип действия синхронных машин. U-образные характеристики синхронного генератора (СГ) и синхронного двигателя (СД). Пуск в ход СД. Синхронный компенсатор (СК).

III-ий семестр

Тема 10. Элементы полупроводниковой электроники.

Электропроводность полупроводников. Зонная теория твердых тел. Собственные и примесные полупроводники. P-n переход. Классификация полупроводниковых приборов. Полупроводниковые резисторы. Полупроводниковые диоды. Биполярные транзисторы. Типы, структурные схемы, схемы включения с ОБ, ОЭ, ОК. Принцип работы, свойства, входные и выходные характеристики, рабочая область.

Полевые транзисторы. Разновидности. Принцип работы полевого транзистора с затвором в виде p-n перехода, характеристики, особенности. Параметры полевых транзисторов.

Тиристоры. Классификация. Принцип работы управляемого и неуправляемого тиристора, характеристики.

Тема 11. Усилители.

Классификация усилителей. Структурная схема усилителя. Основные характеристики усилителей. Линейные и нелинейные искажения. Влияние обратных связей (ОС) на работу усилителей. Каскады с общим эмиттером (ОЭ), общим коллектором (ОК) и общей базой (ОБ), их отличительные особенности. Принцип работы усилителя на примере каскада с ОЭ. Операционные усилители (ОУ). Схемотехника ОУ. Схемы включения.

Тема 12. Компараторы.

Общие сведения о компараторах. Аналоговый интегральный компаратор. Принципы построения интегральных компараторов. Компараторы с однополярным питанием. Скоростные компараторы. Двухпороговый компаратор. Детектор пересечения нуля. Мультивибраторы. Применение компаратора в качестве ОУ. Параметры компараторов.

Тема 13. Активные фильтры.

Активные электрические фильтры на ОУ. Основные понятия. Фильтры нижних частот. Фильтры верхних частот. Полосовые фильтры. Полосно-подавляющие фильтры. Реализация фильтров на операционных усилителях. Реализация активных фильтров на основе метода переменных состояния. Фазовые фильтры. Фильтры на переключаемых конденсаторах.

Тема 14. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Параллельные АЦП. Последовательно-параллельные АЦП. Последовательные АЦП. Интегрирующие АЦП. Сигма-дельта АЦП. Интерфейсы АЦП. Параметры АЦП. Применение АЦП.

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) Параллельные ЦАП. Последовательные ЦАП. Сигма-дельта ЦАП. Интерфейсы цифроаналоговых преобразователей. 5. Применение ЦАП. Параметры ЦАП.

Тема 15. Таймеры.

Аналоговые таймеры. Таймер NE555. Основные схемы включения таймера. Типы интегральных таймеров. Основные параметры аналоговых таймеров.

Тема 16. Логические и цифровые устройства.

Анализ основных логических операций. Классификация основных логических элементов. Свойства и сравнительные характеристики современных интегральных схем и устройств.

Тема 17. Программируемые аналоговые и цифровые интегральные схемы.

Современные и перспективные БИС/СБИС со сложными программируемыми и репрограммируемыми структурами (FPGA, FPAA, SoC и другие).

Тема 18. Источники вторичного электропитания.

Неуправляемые выпрямители. Классификация. Структурная схема выпрямителя, назначение функциональных узлов. Принцип работы выпрямителей различных типов, их свойства, временные диаграммы токов и напряжений. Основные показатели выпрямителей. Сглаживающие фильтры. Классификация, принцип работы различных типов сглаживающих фильтров, свойства. Параметрические, линейные и импульсные стабилизаторы напряжения. Стабилизаторы тока.

Тема 19. Тенденции развития.

Основные периоды развития электротехники и электроники. Направления и перспективы развития.

4.3. Рекомендуемые информационные источники.

4.3.1. Рекомендуемая литература:

а) Основная

1.  Касаткин, / , . – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 544 с.

2.  Волович аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2005. — 528 с.

3.  Шарапов : Учебное пособие. — Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2007. — 158 с.

б) Дополнительная

1.  Миловзоров : учебник для вузов / ,
. – М.: Высш. шк., 2004. – 288 с.

2.  , X., Угрюмое систем на микросхемах программируемой логики. —СПб.:  СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — С. 736..

3.  Рекус задач и упражнений по электротехнике и основам электроники: учебное пособие для студентов вузов по неэлектротехническим специальностям /. , 2002

4.3.2 Периодическая литература (журналы)

1.  «Современная электроника». URL:www. ***** ;

2.  «Компоненты и технологии»;

3.  «Технологии в электронной промышленности».

4.3.3 Адреса сайтов в сети Интернет, где находится информация по содержанию дисциплины и необходимая литература.

http://att. *****;

http://www. *****/;

http://window. *****/window/library;

http://www. *****/catalog/informatics/;

http://www. *****;

http://www. *****.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 100101 «Сервис»

Лист согласования учебной программы дисциплины

Рабочую программу составили

к. т.н., доцент
к. п.н., доцент

Программа одобрена на заседании кафедры ВТИТИБ

«___» __________201 г., протокол №_________

Заведующий кафедрой

к. т.н. доцент О. А Кононов

Программа одобрена методической комиссией факультета информационных технологий СУРАО

«___» __________201 г

Председатель методической комиссии ФИТ

Программа одобрена методической комиссией факультета сервиса СУРАО

«___» __________201 г

Председатель методической комиссии ФС

Программа согласована учебно - методическим управлением СУРАО

«___» __________201 г

Начальник УМУ

Дополнения и изменения в рабочей программе

на 201_ / 201_ учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

Все изменения рабочей программы рассмотрены и одобрены на заседании кафедры

"__"________201_ г. Зав. кафедрой ____ _

Внесенные изменения согласованы:

«___» __________201 г

Председатель методической комиссии ФИТ

Председатель методической комиссии ФС