ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
|
| Утверждаю |
Руководитель ООП по специальности 130102 декан ГРФ проф. |
| Зав. кафедрой ЭиЭМ проф. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
(наименование по рабочему учебному плану)
Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»
Специализация:
«Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»,
«Сейсморазведка»,
«Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: доц. Ю.Л. Жуковский
Санкт-Петербург
2012
Составитель: доцент
Научный редактор: д. т.н., проф.
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью дисциплины является приобретение студентами знаний и компетенций в области электротехники и электроники, изучение методов и алгоритмов расчета и анализа линейных, нелинейных и магнитных электрических цепей, переходных процессов, изучение принципов работы современных цифровых и логических устройств.
Задачами дисциплины являются
- познакомить обучающихся с принципами, методами и алгоритмами расчета линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей в стационарных и нестационарных режимах; изучить принципы действия, параметры и характеристики дискретных полупроводниковых элементов и современных интегральных микросхем; изучить методы построения, функционирования и расчета типовых аналоговых, импульсных и цифровых электронных устройств
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла С.3 основной образовательной программы подготовки по специализации «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» направления 130200 «Технологии геологической разведки».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Физика», «Информатика».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении выпускной квалификационной работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-2, ОК-4, ОК-9, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-9, ПК-12, ПК-22, ПК-23, ПК-25, ПК-34, ПСК-3.6, ПСК-3.9, ПСК-3.10.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: Основные законы электротехники; принцип действия электроизмерительных приборов, электромагнитных устройств и полупроводниковых приборов; электромагнитные процессы, имеющие место в электрических цепях при стационарном и переходном режимах; методы расчета электрических цепей.
Уметь: Применять различные методы расчета цепей при создании электрических моделей исследования скважин.
Владеть: Навыками работы с измерительными приборами различных систем; использования различных электрических и полупроводниковых устройств.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
5 | 6 | ||||
Аудиторные занятия (всего) | 119 | 51 | 68 | ||
В том числе: | |||||
Лекции | 51 | 17 | 34 | ||
Практические занятия (ПЗ) | 0 | 0 | 0 | ||
Семинары (С) | 0 | 0 | 0 | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 68 | 34 | 34 | ||
Самостоятельная работа (всего) | 61 | 25 | 36 | ||
В том числе: | |||||
Курсовой проект (работа) | 0 | 0 | 0 | ||
Расчетно-графические работы | 41 | 15 | 26 | ||
Реферат | 0 | 0 | 0 | ||
Другие виды самостоятельной работы: | |||||
Работа с литературой | 20 | 10 | 10 | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Зачет | Экза-мен | |||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 180 | 76 | 104 | ||
5 | 2 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | 2 | 3 |
1 | Электрические и магнитные цепи | Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей. Идеальные элементы электрических цепей и их характеристики. Законы электрических цепей. Стационарные и нестационарные режимы. Топологические параметры и методы расчета электрических цепей. Анализ электрических цепей. Последовательное, параллельное и смешанное соединение элементов. Метод наложения. Метод контурных токов и узловых потенциалов. |
2 | Анализ и расчет линейных цепей переменного тока | Дифференциальные уравнения электрического равновесия. Синусоидальный режим. Метод комплексных амплитуд. Законы электрических цепей в комплексной форме. Резонанс токов и напряжений. Мощность цепи переменного тока. Трехфазные системы. Схемы соединения. Линейные, фазные величины. Расчет трехфазных симметричных систем. |
3 | Анализ и расчет цепей с нелинейными элементами | Свойства и характеристики нелинейных элементов. Высшие гармоники. Особенности расчета цепей с нелинейными элементами. |
4 | Переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета | Решение общих дифференциальных уравнений. Законы коммутации. Классический и операторный методы расчета переходных процессов в линейных электрических цепях. |
5 | Нелинейные электрические цепи постоянного и переменного тока | Характеристики электрических цепей с нелинейным активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями. Их свойства на постоянном и переменном токе. |
6 | Переходные процессы в нелинейных цепях | Расчет переходных процессов методом последовательных интервалов и методом кусочно-линейной аппроксимации. |
7 | Анализ и расчет магнитных цепей | Характеристики участков магнитной цепи. Законы магнитных цепей. Методика расчета. |
8 | Электрические машины | Устройство, принцип работы и назначение трансформатора. Классификация трансформаторов. Мощности потерь и КПД трансформатора. Устройство и принцип работы двигателей переменного тока. Механические характеристики, КПД, энергетические соотношения, выбор двигателей переменного тока. Принцип действия и устройство машин постоянного тока. Энергетические соотношения и КПД машин постоянного тока. |
9 | Полупроводниковые приборы | Электронно-дырочный переход, его вольт-амперная характеристика, его свойства. Полупроводниковые диоды различного назначения, их устройство, характеристики, параметры. Биполярные и полевые транзисторы: физические процессы, устройство, схемы включения, характеристики, параметры, назначение. Тиристоры: принцип действия, устройство, характеристики. Элементы оптоэлектроники: общие сведения о компонентах оптоэлектроники, управляемые источники света, фотоприемники, оптические линии связи, оптроны. |
10 | Вторичные источники питания | Основные схемы выпрямителей однофазного переменного тока. Сглаживающие фильтры. Параметрические и компенсационные стабилизаторы постоянного тока и напряжения. |
11 | Электронные усилители | Классификация усилителей, их параметры, частотные и переходные характеристики, классы усиления. Обратная связь в усилителях, ее влияние на их параметры и характеристики. |
12 | Логические и цифровые устройства | Общие сведения о логических ИМС. Основы алгебры логики. Логические ИМС, их классификация, параметры. Базовые элементы современных ИМС, их свойства и сравнительные характеристики. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
1 | Эксплуатация и ремонт геологоразведочного оборудования | + | + | + | + | + | + | + | |||||
2 | Оптимизация в геологоразведочном производстве | + | + | + | + | + | |||||||
3 | Безопасность жизнедеятельности | + | + | + | + | ||||||||
4 | Электрооборудование и электроснабжение | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Прак. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Всего час. |
1 | Электрические и магнитные цепи. | 8 | 10 | 10 | 28 | ||
2 | Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. | 6 | 12 | 8 | 26 | ||
3 | Анализ и расчет цепей с нелинейными элементами. | 6 | 4 | 4 | 14 | ||
4 | Переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета. | 2 | 4 | 5 | 11 | ||
5 | Нелинейные электрические цепи постоянного и переменного тока. | 6 | 4 | 4 | 14 | ||
6 | Переходные процессы в нелинейных цепях. | 4 | 4 | 5 | 13 | ||
7 | Анализ и расчет магнитных цепей. | 2 | 4 | 4 | 10 | ||
8 | Электрические машины. | 6 | 4 | 5 | 15 | ||
9 | Полупроводниковые приборы. | 4 | 10 | 4 | 18 | ||
10 | Вторичные источники питания. | 2 | 4 | 4 | 10 | ||
11 | Электронные усилители. | 3 | 4 | 4 | 11 | ||
12 | Логические и цифровые устройства. | 2 | 4 | 4 | 10 |
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1 | 1 | Электроизмерительные приборы. Электрические и магнитные цепи. Измерение электрических величин. Схемы соединения. Расчет простых и сложных цепей постоянного тока | 10 |
2 | 2 | Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. Расчет простой цепи переменного тока. Измерение электрических величин на переменном токе. Частотные характеристики элементов. Резонанс напряжений. Резонанс токов. Трехфазные цепи переменного тока. Несимметричные режимы трехфазных цепей | 12 |
3 | 3 | Анализ и расчет цепей с нелинейными элементами. | 4 |
4 | 4 | Переходные процессы в цепях с индуктивностью и емкостью. | 4 |
5 | 5 | Нелинейные электрические цепи постоянного и переменного тока. | 4 |
6 | 6 | Переходные процессы в нелинейных цепях. | 4 |
7 | 7 | Анализ и расчет простых и разветвлённых магнитных цепей. | 4 |
8 | 8 | Исследование характеристик трансформатора. Механические характеристики двигателя переменного тока. | 4 |
9 | 9 | Полупроводниковые приборы. Характеристики диодов. Исследование биполярных и полевых транзисторов. | 10 |
10 | 10 | Вторичные источники питания. Выпрямители и фильтры. | 4 |
11 | 11 | Электронные усилители. | 4 |
12 | 12 | Логические и цифровые устройства. | 4 |
7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
, Электротехника и электроника. Методические указания к лабораторным работам. Изд. СПГГИ, 2010.
, , Электротехника часть I и часть II. Методические указания и контрольные задания. Изд. СПГГИ, 2004.
Электротехника и основы электроники. / Г. А Глазенко, В. А Прянишников. М.: Высшая школа, 1994 г.
, Немцов . Учебник для вузов - М.: Высш. шк., 1999. – 524 с. – ил.
б) дополнительная литература
, , Карманный справочник по электротехнике и электронике. – Ростов на дону.: Феникс, 2007.
Горбачев Е. Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов. /Под ред. . - М.: Энергоатомиздат. 19с.
Нефедова. Н. В., . Электротехника. Линейные цепи переменного тока. Трехфазные цепи. Методические указания и контрольные задачи, Изд. СПб, 2009, 27 с.
Электрические машины. М.: Высш. шк., 20с.
в) программное обеспечение:LabView, Electronics Workbench, Microsoft Word, Exel, Mathcad.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для лекционных занятий необходимы специализированные аудитории с информационными плакатами и мультимедийным оборудованием для демонстраций презентаций и видео материалов.
Для лабораторных работ необходим компьютерный класс, оснащенный платами ввода-вывода электрических сигналов, а так же необходимым программным обеспечением, электроизмерительные приборы, элементы электрических цепей, соединительные провода (аудитории 7122, 7119). Информационные плакаты, мультимедийное оборудование для демонстрации презентаций и видео материала.
_____________________________________________________________________________
Разработчики:
Горный университет доцент каф. ЭиЭМ
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
