Рабочая программа учебной дисциплины «Теоретические основы электротехники» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Бузулукский гуманитарно-технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»

Кафедра общей инженерии

Утверждаю Декан факультета промышленности и транспорта (подпись, расшифровка подписи) “____”______________20.… г

Утверждаю Декан факультета заочного обучения (подпись, расшифровка подписи) “____”______________20.… г

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Теоретические основы электротехники»

Направление подготовки:

051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

Профиль подготовки:

«Энергетика»

Квалификация выпускника:

бакалавр

Форма обучения

Очная, заочная

Бузулук 2011

Рецензент

старший преподаватель кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей

Рабочая программа дисциплины «Теоретические основы электротехники» /сост. – Бузулук: БГТИ (филиал) ОГУ, 20с.

Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины базовой части профессионального цикла студентам полной очной и заочной формам обучения по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям) в 4,5 и 6 семестрах и заочной сокращённой форме обучения в 5 и 6 семестрах.

Рабочая программа составлена с учетом Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям) утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от "22" декабря 2009 г. № 000.

Составитель ____________________

(подпись)

	ã .,2011
	ã БГТИ (филиал)ОГУ, 2011

Содержание

		с.
1	Цели и задачи освоения дисциплины…………………………………......	4
2	Место дисциплины в структуре ООП ВПО………………….....................	4
3	Требования к результатам освоения содержания дисциплины...................	4
4	Содержание и структура дисциплины (модуля).……………...................	5
4.1	Содержание разделов дисциплины................................................................	5
4.2	Структура дисциплины...................................................................................	10
4.3	Лабораторные работы…………………………………….......................	17
4.4	Практические занятия (семинары)...…………………………......................	20
4.5	Самостоятельное изучение разделов дисциплины….……….......................	23
5	Образовательные технологии.........................................................................	26
5.1	Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях………………………………………………………………….	27
6	Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации............................................................................................	28
7	Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля).……………….	44
7.1	Основная литература………………………………………….....................	44
7.2	Дополнительная литература……………………………….....................	45
7.3	Периодические издания...………………………….…………......................	45
7.4	Интернет-ресурсы...........................................................................................	45
7.5	Методические указания к лабораторным занятиям ………….……............	45
7.6	Методические указания к практическим занятиям......................................	46
7.7	Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий ……………………………………….	47
8	Материально-техническое обеспечение дисциплины………......................	48
	Лист согласования рабочей программы дисциплины..………....................	49
	Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины ….................	50

1 Цели и задачи изучения дисциплины

Цель освоения дисциплины: изучение теоретических основ электротехники имеет своей целью дать студенту необходимый объём фундаментальных знаний в области теоретических основ электротехники, на базе которых строится большинство специальных дисциплин. Изу­чение курса теоретических основ электротехники способствует расширению научного кругозо­ра и повышению общей культуры будущего бакалавра, развитию его мышления и становлению его мировоззрения.

Задачи:

- закрепление знаний по основным законам электростатики и электродинамики применительно к электрическим и магнитным цепям;

- изучение методов расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных электрических и магнитных цепях;

- освоение навыков постановки и решения исследовательских задач, проведения лабораторных экспериментов на реальном физическом и виртуальном оборудовании по теории электрических цепей и электромагнитного поля.

2  Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Теоретические основы электротехники» относится к вариативной части профессионального цикла (Б.3.2.1). Для изучения курса требуется знание: элементарной и высшей математики (алгебра, геометрия, тригонометрия, векторная алгебра, дифференциальное и интегральное исчисление), физика (раздел электродинамика).

Дисциплина «Теоретические основы электротехники» предшествует дисциплинам общетехнического цикла. На материале курса теоретические основы электротехники базируются такие дисциплины, как электрические машины, электропривод в современных технологиях, автоматизированный электропривод, электроника и микропроцессорная техника.

3 Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих ком­петенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по направлению 051000 «Профессиональное обучение» (по отраслям):

а) профессиональных (ПК):

- готовностью к разработке, анализу и корректировке учебно-программной документации подготовки рабочих, специалистов (ПК-21);

- способностью использовать передовые отраслевые технологии в процессе обучения рабочей профессии (специальности) (ПК-31);

- готовностью к повышению производительности труда и качества продукции, экономии ресурсов и безопасности (ПК-33).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

теоретические основы электротехники:

- основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей;

- методы анализа цепей постоянного и переменного токов в стационарных и переходных режимах;

Уметь:

- использовать законы и методы расчета электромагнитного поля, электрических, магнитных цепей при изучении дисциплин профессионального цикла направления 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям), профиль подготовки: Энергетика;

Владеть:

- методами расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных электрических цепях;

- навыками проведения лабораторных экспериментов по теории электрических цепей и электромагнитного поля;

Приобрести опыт деятельности составления структурных моделей (схем замещения) магнитных, электрических, электронных и электромагнитных цепей; проведения исследовательской работы (анализ, синтез, диагностика электрических цепей).

4 Содержание и структура дисциплины

4.1 Содержание разделов дисциплины

Таблица 1 – Содержание разделов и формы текущего контроля

№ раздела	Наименование раздела	Содержание раздела	Форма текущего контроля
1	2	3	4
1	Физические основы электротехники. Уравнения электромагнитного поля. Законы электрических цепей. Цепи постоянного тока.	Общая физическая основа задач электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей. Электрические цепи постоянного тока. Законы Ома и Кирхгофа. Полная система уравнений электрических цепей. Основные уравнения и основанные на них методы расчета: узловых потенциалов, контурных токов, наложения, эквивалентных преобразований, наложения.	ПЗ, ЛР, Т
2	Электрические цепи однофазного синусоидального тока	Синусоидальные ЭДС, напряжения и токи. Изображение синусоидальных функций времени комплексными числами. Синусоидальный ток в цепи с R, L и С. Треугольники сопротивлений и проводимостей. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Активная, реактивная и полная мощности. Треугольник мощностей. Измерение мощности ваттметром. Резонанс при последовательном и параллельном соединении элементов цепи. Индуктивно-связанные цепи. Взаимная индуктивность, коэффициенты связи. Согласованные и встречные включения. Трансформатор в линейном режиме.	ПЗ, ЛР, Т
3	Трёхфазные цепи	Многофазные цепи и системы и их классификация. Схемы трёхфазных цепей. Фазные и линейные напряжения и токи. Расчеты трехфазных цепей в симметричных и несимметричных режимах со статической нагрузкой. Мощность в трёхфазных цепях. Измерение мощности трёхфазных цепей.	ПЗ, ЛР, Т
4	Многополюсники	Четырехполюсник и его основные уравнения. Определение коэффициентов четырехполюсника. Схемы замещения. Определение параметров схем замещения и их связь с коэффициентами четырехполюсника. Характеристическое сопротивление и постоянная передачи.	ПЗ, ЛР, Т
5	Периодические несинусоидальные токи в электрических цепях	Определение коэффициентов ряда Фурье. Особенности расчёта линейных цепей с источниками несинусоидальных напряжений и токов. Активная, реактивная и полная мощности, мощность искажения.	ПЗ, ЛР, Т
6	Переходные процессы в линейных электрических цепях	Понятие о переходном процессе в линейной электрической цепи. Законы коммутации. Классический метод расчета. Независимые и зависимые начальные условия. Свободные и принужденные составляющие. Способы составления характеристических уравнений. Переходные процессы в цепях с одним накопителем энергии. Переходные процессы в последовательной цепи R, L, С при ее включении на постоянное и синусоидальное напряжение. Операторный метод расчета. Преобразование Лапласа. Уравнения цепи в операторной форме. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Эквивалентные операторные схемы. Переход от изображения к оригиналу. Теорема разложения.	ПЗ, ЛР, Т
7	Нелинейные электрические цепи постоянного тока	Понятия об элементах и свойствах нелинейных цепей. Классификация нелинейных элементов. Графические, графоаналитические и численные методы расчета при последовательном, параллельном и смешанном соединении элементов.	ПЗ, ЛР, Т
8	Магнитные цепи	Магнитные свойства веществ. Основные величины, характеризующие магнитные цепи. Аналогия уравнений магнитных и электрических цепей. Закон полного тока. Расчет магнитных цепей. Феррорезонансы напряжения и тока.	ПЗ, ЛР, Т
9	Электрические цепи с распределенными параметрами	Уравнения линии с распределенными параметрами. Решение уравнений однородной линии при установившемся синусоидальном режиме. Бегущие волны в линии. Параметры волн. Линия без искажений. Линия без потерь. Согласованный режим работы линии.	ПЗ, ЛР, Т
10	Электромагнитное поле как вид материи. Электростатическое поле.	Составные части электромагнитного поля: электрическое и магнитное поля. Основные дифференциальные физические величины, характеризующие электромагнитное поле. Основные величины, характеризующие электростатическое поле. Электростатическое поле в веществе. Свободные и связанные заряды. Теорема Гаусса. Уравнения Лапласа и Пуассона. Граничные условия. Плоскопараллельное поле двух заряженных осей. Теорема единственности и ее следствия. Метод зеркальных изображений.	ПЗ, ЛР, Т
11	Электрическое поле постоянного тока	Основные величины, характеризующие электрическое поле постоянных токов в проводящей среде. Уравнение Лапласа. Законы Ома, Кирхгофа и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Граничные условия на поверхности раздела двух сред. Применение методов расчета электростатических полей к расчету электрических полей постоянных токов.	ПЗ, ЛР, Т
12	Магнитное поле постоянного тока	Основные величины, характеризующие магнитное поле. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле в веществе. Принцип непрерывности магнитного потока и закон полного тока в интегральной и дифференциальной формах. Граничные условия на поверхности раздела двух сред. Уравнения Лапласа и Пуассона. Аналогии магнитного поля с электростатическим полем. Методы расчета магнитных полей: метод зеркальных изображений. Понятие о магнитном экранировании.	ПЗ, ЛР, Т
13	Электромагнитное поле	Переменное электромагнитное поле. Полная система уравнений электромагнитного поля. Уравнения Максвелла в комплексной форме. Теорема Умова-Пойтинга. Виды задач электродинамики и методы их решения. Явление магнитного поверхностного эффекта. Понятие об эффекте близости. Понятие об электромагнитном экранировании. Сверхпроводимость.	ПЗ, ЛР, Т

4.2 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц (252 часа)

для очного обучения

Вид работы	Трудоемкость, часов
4 семестр	5 семестр	6 семестр	Всего
Общая трудоемкость	72	90	90	252
Аудиторная работа:	36	36	34	106
Лекции (Л)	18	18	17	53
Практические занятия (ПЗ)	9	9	8,5	26,5
Лабораторные работы (ЛР)	9	9	8,5	26,5
Самостоятельная работа:	36	54	56	146
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)[1]			-	-
Расчетно-графическое задание (РГЗ)	9	18	18	45
Реферат (Р)			-	-
Эссе (Э)			-	-
Самостоятельное изучение разделов	18	18	18	54
Контрольная работа (К)			-	-
Самоподготовка:	9	18	20	47
проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий	4	9	10	23
подготовка к лабораторным и практическим занятиям	5	9	10	24
Подготовка и сдача зачёта
Вид итогового контроля	зачёт	диф. зачёт	зачёт

для заочного полного обучения