Рабочая программа (стр. 3 )

Практическое занятие № 1

Метод преобразований.

1. Записать закон Ома для ветви, не содержащей ЭДС.

2. Записать закон Ома для ветви, содержащей ЭДС.

3. Записать формулу последовательного соединения элементов.

4. Записать формулу параллельного соединения элементов.

5. Какие еще существуют варианты соединений элементов?

Практическое занятие № 2

Метод уравнений Кирхгофа.

1. Записать и сформулировать первый закон Кирхгофа.

2. Записать и сформулировать второй закон Кирхгофа.

3. Сколько и каких уравнений содержит система уравнений Кирхгофа?

4. В чем заключается баланс мощностей.

Практическое занятие № 3

Метод контурных токов.

1. Что такое контурный ток?

2. Сущность метода контурных токов.

3. Что такое собственное и взаимное сопротивление контура?

Практическое занятие № 4

Методы наложения и взаимности.

1. Сформулировать принцип наложения.

2. Сформулировать принцип взаимности.

Практическое занятие № 5

Метод узловых потенциалов.

1. Что такое узловые потенциалы?

2. Сущность метода узловых потенциалов.

3. Что такое собственная и взаимная проводимость узла?

Практическое занятие № 6

Метод эквивалентного генератора.

1. Сформулировать теорему об активном двухполюснике.

2. Как рассчитать внутреннее сопротивление генератора?

3. Как рассчитать ЭДС генератора?

Практическое занятие № 7

Простейшие цепи синусоидального тока.

1. Что такое синусоидальный ток?

2. Как соотносятся амплитуда, действующее и среднее значение синусоидального тока?

3. Что называется начальной фазой синусоидального тока?

4. Что называется углом сдвига фаз двух синусоидальных величин?

5. Сдвиг фаз между напряжением и током в сопротивлении, индуктивности и емкости?

6. Записать формулы для определения активной, реактивной и полной мощности.

Практическое занятие № 8

Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока.

1. Сущность комплексного (символического) метода расчета цепи синусоидального тока.

2. Символическое изображение интеграла и производной.

3. Записать комплексы действующего и амплитудного значения синусоидального тока.

Практическое занятие № 9

Цепи со взаимной индукцией.

1. Что такое взаимная индукция?

2. Что такое одноименные зажимы двух взаимосвязанных контуров?

3. Что такое коэффициент связи двух взаимосвязанных контуров?

Практическое занятие № 10

Резонанс в электрических цепях.

1. Что понимают под резонансом напряжений?

2. Что понимают под резонансом токов?

3. Условие резонанса в цепи синусоидального тока.

4. Что называют добротностью и затуханием контура?

Практическое занятие № 11

Несинусоидальные режимы работы цепей.

1. Перечислить условия разложения функции в ряд Фурье.

2. Записать формулы разложения в ряд Фурье периодической функции.

3. Записать коэффициенты формы и амплитуды.

4. Метод наложения при расчете цепи с несинусоидальными токами.

Практическое занятие № 12

Симметричные трехфазные цепи синусоидального тока.

1. Соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями в симметричной трёхфазной цепи при соединении звездой и треугольником.

2. Назначение нулевого провода в четырехпроводной цепи.

3. Порядок расчёта симметричной трёхфазной цепи.

4. Расчет мощности в симметричной трехфазной цепи.

Практическое занятие № 13

Несимметричные режимы работы трехфазных цепей синусоидального тока.

1. Расчет несимметричной трехфазной цепи, соединенной в звезду с нулевым проводом.

2. Расчет несимметричной трехфазной цепи, соединенной в звезду без нулевого провода.

3. Расчет несимметричной трехфазной цепи, соединенной в треугольник.

4. Метод двух ваттметров.

Практическое занятие № 14

Неполнофазные режимы работы трехфазной цепи.

1. Построение векторных диаграмм неполнофазных режимов.

2. Аналитические соотношения между векторами диаграммы.

Практическое занятие № 15

Расчет несимметричных трехфазных цепей методом симметричных составляющих.

1. Сущность метода симметричных составляющих.

2. Продольная и поперечная несимметрия аварийных режимов.

2. Порядок расчета несимметричной трехфазной цепи с динамической нагрузкой методом симметричных составляющих.

Практическое занятие № 16

Классический метод расчета переходных процессов.

1. Сформулировать законы коммутации.

2. Что такое нулевые и ненулевые начальные условия?

3. Получение неоднородного дифференциального уравнения из системы уравнений Кирхгофа.

4. Расчет постоянных интегрирования.

5. Чем определяется порядок дифференциального уравнения.

Практическое занятие № 17

Качественный анализ переходных процессов в цепях первого порядка.

1. Анализ установившихся режимов.

2. Анализ переходного режима.

3. Проверка построения по законам Кирхгофа.

Практическое занятие № 18

Операторный метод расчета переходных процессов.

1. Сущность операторного метода расчета переходных процессов.

2. Операторное изображение интеграла и производной.

3. Операторная схема замещения.

4. Теорема разложения.

Практическое занятие № 19

Нелинейные электрические цепи постоянного тока.

1. Аналитический расчет нелинейной цепи методом линеаризации.

2. Метод кусочно-линейной аппроксимации.

Практическое занятие № 20

Расчет сложных нелинейных электрических и магнитных цепей.

1. Построение эквивалентной схемы замещения.

2. Метод двух узлов.

Практическое занятие № 21

Определение параметров четырехполюсников.

1. Что такое пассивный четырехполюсник?

2. Уравнения четырехполюсника в Y, Z и A параметрах.

3. Определение параметров четырехполюсника.

4. Симметричный четырехполюсник.

Практическое занятие № 22

Передаточные функции четырехполюсников.

1. Что такое передаточная функция четырехполюсника?

2. Зависимость передаточной функции четырехполюсника от частоты.

3. Построение частотных характеристик четырехполюсника.

Практическое занятие № 23

Установившиеся режимы в цепях с распределенными параметрами.

1. Расчет установившихся значений токов и напряжений в линии.

2. Расчет входного сопротивления линии.

3. Распределение действующих значений токов и напряжений вдоль линии.

Практическое занятие № 24

Расчет переходных процессов в цепях с распределенными параметрами.

1. Отражение и преломление волн от нагрузки и точки соединения линий.

2. Расчет и построение эпюры пространственного распределения прямой и отраженной волны.

Практическое занятие № 25

Расчет электростатического поля.

1. Уравнения электростатики.

2. Аналитический расчет поля, обладающего симметрией.

3. Граничные условия в электростатике.

Практическое занятие № 26

Расчет магнитного поля постоянного тока.

1. Векторный магнитный потенциал.

2. Уравнения магнитного поля постоянного тока.

3. Пример расчета магнитного поля электрической машины методом конечных элементов при помощи программного пакета ANSYS.

5.3. Лабораторный практикум

№ ЛР	Номер раздела	Наименование и краткое содержание лабораторной работы	Кол-во часов
1	2	Законы Кирхгофа и потенциальная диаграмма электрической цепи. —  собрать схему; —  определить значение и направление токов в ветвях цепи; —  измерить напряжение на участках цепи; —  проверить первый и второй законы Кирхгофа.	4
2	2	Метод эквивалентного генератора, принципы наложения и взаимности. —  собрать схему; —  определить параметры эквивалентного генератора; —  проверить принципы наложения и взаимности.	4
3	3	Исследование простейшей цепи синусоидального тока. —  Собрать схему; —  записать значения токов и напряжений на всех элементах; —  определить значение индуктивности в схеме.	4
4	3	Взаимная индуктивность в цепи синусоидального тока. —  определить коэффициент взаимоиндукции двух индуктивно связанных катушек; —  последовательное соединение двух индуктивно связанных катушек; —  параллельное соединение двух индуктивно связанных катушек.	4
5	4	Резонанс напряжений. —  собрать схему; —  добиться резонанса в схеме, изменяя частоту; —  изменяя частоту снять частотные характеристики.	2
6	4	Резонанс токов. —  собрать схему; —  добиться резонанса в схеме, изменяя частоту; —  изменяя частоту, снять частотные характеристики.	2
7	5	Исследование цепи с несинусоидальным током. —  собрать схему; —  оценить характер закона изменения тока в цепи; —  определить закон изменения тока, используя разложение в ряд Фурье; —  сопоставить результаты.	2
8	6	Трехфазная цепь, соединенная звездой. —  исследовать несколько режимов цепи; построить векторные диаграммы.	4
9	6	Трехфазная цепь, соединенная треугольником. —  исследовать несколько режимов цепи; —  построить векторные диаграммы.	4
10	7	Разряд конденсатора на активное сопротивление и индуктивность. —  собрать схему; —  изменяя величину сопротивления добиться предельного апериодического разряда конденсатора; —  уменьшив величину сопротивления добиться колебательного разряда конденсатора; —  увеличив величину сопротивления добиться апериодического разряда конденсатора.	4
11	8	Нелинейные электрические цепи постоянного тока. —  собрать схему; —  снять ВАХ нелинейных элементов; —  в схеме со смешанным соединением элементов определить токи в ветвях и напряжения на элементах; —  произвести расчет схемы и сопоставить результаты.	4
12	8	Нелинейные электрические цепи переменного тока. —  собрать схему; —  снять ВАХ нелинейных элементов; —  в схеме со смешанным соединением элементов определить токи в ветвях и напряжения на элементах; произвести расчет схемы и сопоставить результаты.	4
13	10	Определение постоянных четырехполюсника. —  собрать схему; —  проделать опыты холостого хода и короткого замыкания; —  подключить нагрузку и определить токи и напряжения.	4
14	10	Исследование передаточных функций четырехполюсника. —  собрать схему; —  изменяя частоту напряжения снять частотные характеристики; —  сравнить опытные и расчетные зависимости.	4
15	11	Волновые процессы в однородной линии. —  собрать схему; —  измерить напряжение на всех звеньях схемы при холостом ходе, коротком замыкании и натуральном режиме.	4
Всего:	54

Контрольные вопросы по лабораторным работам

Лабораторная работа № 1

Законы Кирхгофа и потенциальная диаграмма электрической цепи.

1. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа.

2. Что такое ветвь и узел электрической цепи?

3. Что такое независимый узел и независимый контур электрической цепи?

4. Что понимают под напряжением на участке цепи?

5. Что понимают под потенциальной диаграммой участка цепи или замкнутого контура?

Лабораторная работа № 2

Метод эквивалентного генератора, принципы наложения и взаимности.

1. В чем заключается сущность метода эквивалентного генератора?

2. Что такое активный и пассивный двухполюстник?

3. Как экспериментально определяются параметры эквивалентного генератора?

4. Сформулируйте принцип наложения?

5. Сформулируйте принцип взаимности?

Лабораторная работа № 3

Исследование простейшей цепи синусоидального тока.

1. Что называют активным сопротивлением?

2. Что называют индуктивностью?

3. Что называют емкостью?

4. Укажите величины фазовых сдвигов между напряжением и током для цепей содержащих реактивные элементы.

Лабораторная работа № 4

Взаимная индуктивность в цепи синусоидального тока.

1. Что такое явление взаимоиндукции и э. д.с. взаимоиндукции?

2. От чего зависит взаимная индуктивность М?

3. Как определяется эквивалентная индуктивность ветви или цепи?

4. Что такое одноименные зажимы индуктивно связанных элементов цепи?

5. Как экспериментально определить одноименные зажимы двух индуктивно связанных элементов?

6. Чем характеризуется степень индуктивной связи двух элементов цепи?

Лабораторная работа № 5

Резонанс напряжений.

1. Что называется резонансным режимом?

2. В какой цепи может наблюдаться режим резонанса напряжений?

3. Запишите выражение резонансной угловой частоты.

4. Как можно добиться резонанса напряжений в цепи?

5. Что такое добротность контура? На что она указывает?

6. Что называется частотными характеристиками цепи и резонансными кривыми?

7. Построить частотные характеристики последовательного контура.

Лабораторная работа № 6

Резонанс токов.

1. В какой цепи может наблюдаться режим резонанса токов?

2. Запишите выражение резонансной угловой частоты.

3. Как можно добиться резонанса токов в цепи?

4. Построить частотные характеристики параллельного контура.

5. Каково входное сопротивление цепи при резонансе токов?

Лабораторная работа № 7

Исследование цепи с несинусоидальным током.

1. Что такое ряд Фурье?

2. Что такое коэффициент амплитуды?

3. Что такое коэффициент формы?

4. Как рассчитать действующее значение несинусоидального тока?

Лабораторная работа № 8

Трехфазная цепь, соединенная звездой.

1. Что понимают под симметричной трёхфазной системой ЭДС?

2. Что называют трёхфазной цепью?

3. Роль нулевого провода.

4. Чему равен ток нулевого провода в симметричной трёхфазной цепи?

5. Записать соотношения линейных и фазных токов и напряжений при симметричной нагрузке

Лабораторная работа № 9

Трехфазная цепь, соединенная треугольником.

1. Как соединяются обмотки генератора при соединении треугольником?

2. Чему равна геометрическая сумма ЭДС в замкнутом треугольнике?

3. Записать соотношения линейных и фазных токов при симметричной нагрузке фаз.

Лабораторная работа № 10

Разряд конденсатора на активное сопротивление и индуктивность.

1. Чем определяется порядок дифференциального уравнения?

2. Как зависит характер переходного процесса от корней характеристического уравнения?

3. Как изменится характер переходного процесса при увеличении сопротивления контура?

Лабораторная работа № 11

Нелинейные электрические цепи постоянного тока.

1. Что такое вольт-амперная характеристика нелинейного сопротивления?

2. Как сложить две ВАХ последовательно соединенных нелинейных элементов?

3. Как сложить две ВАХ параллельно соединенных нелинейных элементов?

Лабораторная работа № 12

Нелинейные электрические цепи переменного тока.

1. Как снять ВАХ нелинейного элемента в цепи переменного тока?

2. Чем отличаются инерционные и безинерционные нелинейные элементы?

3. Как построить ВАХ сложного соединения нелинейных элементов?

Лабораторная работа № 13

Определение постоянных четырехполюсника.

1. Какой четырёхполюсник называется пассивным, а какой активным?

2. Записать уравнения четырёхполюсника.

3. Как рассчитывается входное сопротивление четырехполюсника?

4. Как экспериментально определить постоянные четырехполюсника?

Лабораторная работа № 14

Исследование передаточных функций четырехполюсника.

1. Что такое передаточная функция четырехполюсника?

2. От чего зависит передаточная функция четырехполюсника?

3. Как снять частотные характеристики четырехполюсника?

Лабораторная работа № 15

Волновые процессы в однородной линии.

1. Что такое однородная линия?

2. Что представляет собой натуральный режим работы линии?

5.4. Самостоятельная работа студентов

№ п/п	№ раздела	Содержание тем для самостоятельной работы студентов	Кол–во часов
1	1	Основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей	4
2	2	Теория линейных электрических цепей (цепи постоянного тока)	20
3	3	Методы анализа линейных цепей с двухполюсными и многополюсными элементами	20
4	4	Теория линейных электрических цепей (цепи синусоидального тока)	20
5	5	Трехфазные цепи	20
6	6	Теория линейных электрических цепей (цепи несинусоидального тока)	4
7	7	Переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета	20
8	8	Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного и переменного тока	4
9	9	Переходные процессы в нелинейных цепях	4
10	10	Аналитические и численные методы анализа нелинейных цепей	4
11	11	Цепи с распределенными параметрами (установившийся режим)	10
12	12	Цепи с распределенными параметрами (переходный режим)	10
13	13	Цифровые (дискретные) цепи и их характеристики	4
14	14	Теория электромагнитного поля. Электростатическое поле.	20
15	15	Стационарное электрическое и магнитное поле	4
16	16	Переменное электромагнитное поле	4
17	17	Поверхностный эффект, эффект близости и электромагнитное экранирование	4
18	18	Численные методы расчета электромагнитных полей при сложных граничных условиях	4
19	19	Современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ	1
Всего:	181

Содержание и объем расчетно-графических работ