Приложение В (обязательное)
Алтайский государственный технический университет
им.
ПАМЯТКА
для студентов-вечерников ФЭАТ 3-го курса
направления подготовки 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин
и комплексов» (группы ЭТМ)
по изучению дисциплины «Общая электротехника и электроника»
(6 семестр)
Составил Утверждаю
д. т.н., профессор Зав. кафедрой ЭиАЭТ
Халин Т. М.
« » 2013 г.
Изучение дисциплины включает в себя следующие виды занятий и работ: лекции (17 ч), лабораторные занятия (17 ч), самостоятельная работа студентов (самостоятельное изучение отдельных вопросов по темам дисциплины, подготовка к проведению и защите лабораторных работ, подготовка к тестированию и зачету, 36 ч). Форма промежуточной аттестации – зачет. Изучаемый материал разбит на 9 тем, объединенных в три модуля.
В соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки бакалавров 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», квалификация (степень) «бакалавр», в результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
- основные законы электротехники, структуру и параметры электрических и магнитных цепей;
- принцип работы и устройство основных электрических машин и аппаратов, области и потенциальные возможности их применения;
- понятие электропривода и управления им;
- основы полупроводниковой электроники, принцип работы и устройство основных электронных приборов и аппаратов, основы микропроцессорной техники;
- основы измерения электрических и магнитных величин
уметь:
- выполнять расчёты простейших электрических цепей;
- читать и понимать электрические схемы;
- выявлять и сопоставлять электрические параметры и характеристики электротехнического и электронного оборудования;
- проводить измерения основных электрических и некоторых неэлектрических величин, связанных с пищевым производством, с использованием электрических средств измерений
владеть:
- электротехнической терминологией и системой условных обозначений электрических и магнитных величин;
- практическими навыками по обращению с электротехническим и электронным оборудованием, по его управлению и контролю за его эффективной и безопасной работой;
- основами электробезопасности;
- основами учёта и сбережения электроэнергии.
1 Содержание дисциплины
1.1 Лекции
Модуль 1 Линейные электрические цепи постоянного и переменного тока, 6 часов [1,2,5]
Тема 1 Электрические цепи постоянного тока
Общие сведения о дисциплине, цели и задачи ее освоения.
Понятие электрической цепи постоянного тока, ее элементы и параметры. Электротехнические величины постоянного тока и их единицы; закон Ома; сопротивление проводящего тела, электропроводящие материалы; резистор как электротехническое изделие.
Схемы электрических цепей, схемы замещения. Линейные и нелинейные элементы и цепи.
Цепи разветвленные и неразветвленные, простые и сложные; законы (правила) Кирхгофа; анализ и расчет цепей методом преобразования цепей (эквивалентная цепь), наложения, непосредственного применения законов Кирхгофа; частные методы. Потенциальные диаграммы.
Источники энергии (питания), их параметры и внешние характеристики; источники напряжения и тока в электрических цепях; энергия и мощность, закон Джоуля-Ленца; баланс мощностей в цепи.
Тема 2 Однофазные электрические цепи переменного синусоидального тока
Понятие переменного (синусоидального) тока, его параметры; представление переменного тока в аналитической и графической формах; максимальное, среднее и действующее значения синусоидальных величин; элементы цепей переменного тока: источники ЭДС (питания), резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, их параметры и характеристики; условные графические обозначения элементов и схемы замещения. Векторное и комплексное представление синусоидального переменного тока и параметров его цепей.
Простейшие цепи переменного тока; активное и реактивные сопротивления, закон Ома и фазовые соотношения в цепях, треугольник сопротивлений; резонансы напряжений и токов, условия их возникновения и практическое значение.
Энергия и мощность в цепях переменного тока, полная, активная и реактивная мощности, треугольник мощностей, коэффициент мощности, его значение и способы повышения.
Тема 3 Трехфазные электрические цепи переменного тока
Трехфазная система ЭДС, простейший трехфазный генератор. Основные способы соединения (схемы) элементов в трехфазных цепях. Линейные и фазные токи и напряжения, векторные диаграммы. Симметричные и несимметричные трехфазные цепи. Расчет мощности (активной, реактивной, полной) в трехфазной цепи.
Модуль 2 Электромагнитные устройства и электрические машины, 6 часов [1,2,5]
Тема 4 Нелинейные электрические и магнитные цепи
Характеристики нелинейных элементов, статические и дифференциальные параметры, неуправляемые и управляемые нелинейные элементы.
Законы электромагнетизма, магнитные величины и их единицы, ферромагнетизм, намагничивание и размагничивание ферромагнитных тел, магнитные материалы.
Магнитные цепи, элементы и параметры магнитной цепи, источник магнитного поля, магнитопровод, воздушный зазор; виды магнитных цепей (однородные и неоднородные, неразветвленные и разветвленные, симметричные и несимметричные); рассеивание магнитных полей в магнитной цепи.
Магнитные цепи с постоянной и переменной магнитодвижущими силами; закон электромагнитной индукции, связь магнитных и электрических величин, ЭДС самоиндукции и взаимной индукции, магнитосвязанные цепи; потери энергии (мощности) в магнитопроводе (стали); схемы замещения магнитных цепей.
Тема 5 Электромагнитные устройства и трансформаторы
Преобразование электрической энергии в механическую и механической в электрическую.
Виды электромагнитных устройств постоянного и переменного токов, применяемых в технике: электромагниты, дроссели, реле, трансформаторы, магнитные системы электрических машин и электроизмерительных приборов.
Назначение и области применения трансформаторов. Однофазный трансформатор, устройство и принцип действия. Уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора. Идеальный, реальный и приведенный трансформаторы, схема замещения трансформатора. Режимы работы трансформатора, потери энергии и к. п.д.
Трехфазный трансформатор, автотрансформатор, сварочные трансформаторы.
Тема 6 Электрические машины и электрооборудование
Понятие электрической машины, виды машин и области их применения.
Электрические машины постоянного тока, принцип действия и устройство, режимы работы генератора и двигателя, способы возбуждения магнитного поля, механические характеристики, потери энергии и к. п.д., области применения.
Асинхронные трехфазные машины, устройство и принцип действия, режимы работы двигателя и генератора, скольжение, механические характеристики, потери энергии и к. п.д., области применения; однофазные асинхронные двигатели, устройство и особенности применения.
Синхронные машины, области применения, устройство и принцип действия трехфазной синхронной машины, режимы работы генератора и двигателя. Магнитное поле синхронной машины; реакция якоря в синхронной машине. Синхронный двигатель, пуск, механическая характеристика, влияние силы тока возбуждения на коэффициент мощности.
Типовое электрооборудование транспортно-технологических процессов: электропривод, автономные источники электропитания (аккумуляторы, дизель-генераторы), термическое и осветительное; управление электрооборудованием и его защита.
Модуль 3 Электроника и электрические измерения, 6 часов [1,3,4,5]
Тема 7 Физические основы полупроводниковой электроники; аналоговая электроника
Электроника вакуумная и полупроводниковая. Полупроводник, виды и характеристики полупроводников. Электронно-дырочный переход. Технологические и конструктивные основы полупроводниковой электроники.
Принципы действия, устройство, основные характеристики и области применения типичных полупроводниковых приборов: резисторов, диодов, транзисторов (биполярных и полевых), тиристоров, оптопар, интегральных схем.
Типичные узлы и устройства на базе полупроводниковых приборов, принципы действия, устройство, основные характеристики и назначение аналоговых узлов и устройств: выпрямителей, усилителей, генераторов переменного тока, сумматоров, дифференцирующих и интегрирующих звеньев.
Силовые электронные устройства (диоды, в том числе свето - и фотодиоды, транзисторы и тиристоры), особенности их устройства, работы и назначение.
Тема 8 Дискретная и цифровая электроника
Цифровое представление информации; двоичная система счисления.
Принципы действия, устройство, основные характеристики и назначение дискретных и цифровых узлов и устройств: ключей, триггеров, мультивибраторов, регистров, счетчиков, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, сумматоров, запоминающих устройств, дешифраторов, коммутаторов, процессоров и контроллеров, интерфейсов; микропроцессорные средства.
Понятие высказывания и его истинности, логические связи, логические выражения и их преобразование. Простейшие логические элементы, их устройство и работа.
Построение сложных логических цепей, функциональные схемы.
Тема 9 Электроизмерительные приборы и электрические измерения
Классификация электроизмерительных приборов прямого преобразования и уравновешивания. Приборы прямого преобразования систем: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, индукционной, принципы действия, устройство, метрологические характеристики и области применения. Приборы уравновешивания: электрические мосты и компенсаторы, принципы действия, устройство, метрологические характеристики и области применения.
Измерение тока, напряжения, мощности и энергии в электрических цепях постоянного и переменного тока, однофазных и трехфазных. Измерение параметров электрических цепей и их элементов: сопротивления, индуктивности, емкости, в том числе сопротивления заземления и изоляции.
Понятие об электрических измерениях неэлектрических величин, первичные преобразователи (датчики).
1.2 Лабораторные занятия (работы)
Работа 1 Исследование сложной цепи постоянного тока, 4 часа [1, 2, 6, 7]
Изучение распределения токов и потенциалов в сложной (разветвленной) электрической цепи, влияния внутреннего сопротивления ЭДС на режим работы цепи; использование законов Кирхгофа для расчета сложной цепи, построение потенциальной диаграммы.
Работа 2 Исследование разветвленной цепи однофазного переменного тока, 3 часа [1, 2, 6, 8]
Изучение явлений, происходящих в цепи переменного тока при параллельном соединении нагрузок разных видов: активных, индуктивных и емкостных; расчет параметров цепи по измеренным значениям напряжений, токов, мощности, частоты; построение векторных диаграмм.
Работа 3 Исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников звездой, 3 часа [1, 2, 6, 8]
Изучение процессов, происходящих в трехфазной цепи при разных ее режимах работы; экспериментальное определение соотношения между линейными и фазными напряжениями; построение векторных диаграмм
Работа 4 Исследование двигателя постоянного тока, 4 часа [1, 2, 10, 11]
Ознакомление с устройством и принципом действия машин постоянного тока, их основными параметрами и характеристиками; изучение способов подключения электродвигателей к сети питания, способов пуска и регулирования частоты вращения; экспериментальное снятие характеристик и построение их графиков.
Работа 5 Неуправляемые выпрямители, 4 часа [1, 3, 6, 13]
Изучение принципа действия и устройства выпрямителей разных видов; экспериментальное определение основных характеристик выпрямителей, построение временных диаграмм напряжений и токов.
Методические указания по выполнению лабораторных работ изложены в учебно-методических материалах, указанных в разделе 2 настоящей памятки [6 – 13] и имеющихся в печатном виде на кафедре и в НТБ АлтГТУ, а также в электронном виде выставлены на сайте АлтГТУ http://www. altstu. ru.
1.3 Самостоятельная работа студентов
Работа 1 Самостоятельное изучение отдельных вопросов по темам дисциплины, 16 часов [1 – 5]
Разделы или вопросы тем, подлежащие самостоятельному изучению, задаются преподавателем на лекционных занятиях по мере изучения тем дисциплины.
Работа 2 Подготовка к проведению и защите лабораторных работ, 10 часов [7 – 13]
Работа включает в себя предварительное ознакомление с целью и содержанием лабораторной работы, оформление отчётов и подготовку ответов на контрольные вопросы по проделанным лабораторным работам. Работа проводится систематически в соответствии с графиком учебной работы студентов.
Работа 3 Подготовка к тестированию и зачету, 10 часов [1 – 5]
Работа включает в себя повторение изученного материала к моменту проведения очередного тестирования в рамках проведения текущего контроля успеваемости и к зачету.
2 Литература и учебно-методические материалы
1 Электротехника и электроника. В 3-х кн. Кн.1. Электрические и магнитные цепи/ , , и др. – 208 с. Кн. 2. Электромагнитные устройства и электрические машины/ , , и др. – 272 с. Кн.3. Электрические измерения и основы электроники/ , , и др. – 432 с. Под ред. проф. . – 2-е издание, стереотипное. – М.: -Издательский Дом «Арис», 2010.
2 Жаворонков и электроника: учеб. Пособие для студ. Высш. Учеб. Заведений / , . – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 400 с.
3* Мещеряков : Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов: Алт. гос. техн. ун-т им. . – Барна6. – 135 с.
4 Атамалян, и методы измерения электрических величин. – 3-е изд., перераб. – М.: Дрофа, 2005. – 415 с.
5 Рекус электротехники и электроники в задачах с решениями: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2005. – 343 с.
6* , , Суворова указания к лабораторным работам по электротехнике и электронике. Изд. 2-е. / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна8. – 75 с.
7* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (измерительные приборы, электрические цепи постоянного тока). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 60 с.
8* , , . Учебно-методи-ческие материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (электрические цепи переменного тока). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 77 с.
9* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (магнитные цепи). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 47 с.
10* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (машины постоянного тока). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 36 с.
11* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (электрические машины и аппараты). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 74 с.
12* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (элементная база современной электроники). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 23 с.
13* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (вторичные источники питания - выпрямители). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 23 с.
*Электронные варианты отмеченных учебных материалов выставлены на сайте АлтГТУ: http://www. altstu. ru.
3 Формы и содержание текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Текущий контроль успеваемости студентов осуществляется в виде комплекса контрольных испытаний, наименование, сроки проведения и вес оценок в итоговом рейтинге которых указаны в таблице 1.
Таблица 1
Модуль | Контрольное испытание | Срок проведения | Вес в итоговом рейтинге | Дополнительные требования и пояснения |
1 | Защита лаб. раб. № 1 | 4 неделя | 0,08 | При наличии отчета |
Тестирование № 1 | 6 неделя | 0,07 | Компьютерное или бланочное | |
2 | Защита лаб. раб. № 2 и 3 | 10 неделя | по 0,08 | При наличии отчета |
Тестирование № 2 | 12 неделя | 0,07 | Компьютерное или бланочное | |
Защита лаб. раб. № 4 | 14 неделя | 0,08 | При наличии отчета | |
3 | Защита лаб. раб. № 5 | 18 неделя | 0,08 | При наличии отчета |
Тестирование № 3 | 18 неделя | 0,06 | Компьютерное или бланочное | |
Зачет | 18 неделя | 0,4 | Оценка (рейтинг) зачета пропорциональна числу правильных ответов, причем по каждому модулю она должна быть не менее 25/3 баллов |
Тестирование (компьютерное или бланочное – по выбору преподавателя) проводится по тестам фонда оценочных средств текущего контроля успеваемости, выдаваемых студентам во время его проведения методом случайного выбора, в объеме учебного материала, соответствующего модулям 1, 2 или 3 в семестре. Трудоемкость тестирования составляет 20 – 25 минут.
Защита лабораторных работ проводится каждым студентом при наличии индивидуального отчета, выполненного в соответствии с требованиями СТП 12 700 – 2007 и СТП 12 570 – 2006.
Зачет проводятся в виде компьютерного или бланочного (по выбору преподавателя) тестирования по тестам фонда оценочных средств промежуточной аттестации, выдаваемых студентам во время его проведения методом случайного выбора. Трудоемкость тестов промежуточной аттестации составляет 30 – 40 минут.
Оценка учебной работы студентов производиться по 100-балльной шкале рейтинговых оценок согласно Положению о модульно-рейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов СМК ОПД. 01-19 – 2008.
Текущие, семестровый и итоговый рейтинги вычисляются по рейтинговым оценкам каждого контрольного испытания нарастающим итогом с учётом их весов, указанных в таблице 1; сумма весов всех контрольных испытаний равна 1,0.
В конце семестра (перед проведением зачета) вычисляется семестровый рейтинг Rсем студента по всем контрольным испытаниям, кроме зачета, по формуле Rсем = 0,9 R + Rп, где R – текущий рейтинг на конец семестра, вычисленный по результатам всех контрольных испытаний; Rп – дополнительные баллы за посещаемость занятий, начисляемые в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
Посещаемость П, % | Дополнительные баллы Rп |
П ≤50 | 0 |
50 < П ≤ 60 | 2 |
60 < П ≤ 70 | 4 |
70 < П ≤ 80 | 6 |
80 < П ≤ 90 | 8 |
90 < П ≤ 100 | 10 |
В случае если Rсем ≥ 50 баллов и хорошей посещаемости занятий (75 % и более) студенту по его письменному заявлению на имя ведущего преподавателя может быть установлен итоговый рейтинг без проведения зачета («автомат»), равный семестровому рейтингу.
Итоговый рейтинг с учётом оценки, полученной при зачете, Rзач рассчитывается по формуле
Rитог = (1 – pзач)Rсем + pзач Rзач, где pзач – вес зачета.
При оценке, полученной при зачете и составляющей менее 25 баллов, итоговый рейтинг принимается равным этой оценке без учёта семестрового рейтинга.
