Алтайский государственный технический университет
им.
ПАМЯТКА
для студентов АТФ 3-го курса специальности 190702 «Организация и безопасность движения» (ОБД)
по изучению дисциплины «Общая электротехника и электроника»
(6-й семестр)
Составил Утверждаю
к. т.н., профессор Зав. кафедрой ОЭ
Киселев Т. М.
« » 2010 г.
1 Содержание дисциплины
В соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 653400 «Организация перевозок и управления на транспорте» изучение дисциплины должно включать в себя следующие требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы в объеме 72 часов:
введение; электрические и магнитные цепи; основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей; анализ и расчет линейных цепей переменного тока; анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами; анализ и расчет магнитных цепей; электромагнитные устройства и электрические машины; трансформаторы; машины постоянного тока (МПТ); асинхронные машины; синхронные машины; основы электроники и электрические измерения; элементная база современных электронных устройств; источники вторичного электропитания; усилители электрических сигналов; импульсные и автогенераторные устройства; основы цифровой электроники; микропроцессорные средства; электрические измерения и приборы.
Изучение дисциплины включает в себя следующие виды занятий и работ: лекции (17 ч), лабораторные занятия (17 ч), самостоятельная работа студентов (подготовка к проведению и защите лабораторных работ, подготовка к контрольным опросам, самостоятельное изучение отдельных вопросов тем дисциплины, 42 ч). Форма итоговой аттестации – зачет. Изучаемый материал разбит на 9 тем, объединенных в три модуля.
Лекции
Модуль 1
Лекция 1 Тема 1 Электрические цепи постоянного тока (2 часа) [1, 2, 4, 5, 6, 7, 12]
Линейные электрические цепи постоянного тока. Структура электрической цепи. Графические обозначения электротехнических устройств постоянного тока. Схемы замещения электротехнических устройств. Линейные неразветвленные и разветвленные электрические цепи с одним источником э. д.с. Энергетический баланс в электрических цепях. Понятия о потенциальных диаграммах
Лекция 2 (окончание темы 1) Анализ электрического состояния неразветвленных и разветвленных линейных электрических цепей с несколькими источниками ЭДС путем непосредственного применения законов Кирхгофа. Методы расчета сложных электрических цепей: метод контурных токов, метод двух узлов, метод наложения, метод эквивалентного генератора
Лекция 3 Тема 2 Однофазные электрические цепи переменного тока (2 часа) [1, 2, 4, 5, 6, 7, 12]
Однофазные электрические цепи синусоидального тока. Определение, преимущества, недостатки синусоидального тока. Основные параметры, характеризующие синусоидальный ток, напряжение, э. д.с., изображение синусоидальных величин. Условные графические обозначения. Законы Ома и Кирхгофа для цепей синусоидального тока. Электрические цепи с R, C, L - элементами
Лекция 3 Тема 3 Трехфазные электрические цепи переменного тока (2 часа) [1, 2, 4, 5, 6, 7,12]
Понятие и основные элементы многофазной цепи. Трехфазная цепь. Трехфазный генератор. Трехпроводная и четырехпроводная цепи. Фазное и линейное напряжение. Классификация и способы включения нагрузки в трехфазную цепь. Симметричные и несимметричные режимы трехфазной цепи. Соединение элементов трехфазной цепи звездой и треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричных нагрузках. Роль нейтрального провода.
Модуль 2
Лекция 4 Тема 4 Нелинейные электрические и магнитные цепи (2 часа) [1, 2, 4, 5, 6, 7, 12]
Характеристики нелинейных элементов, статические и дифференциальные параметры, неуправляемые и управляемые нелинейные элементы.
Магнитные цепи, основные положения и определения.
Графические методы расчета нелинейных электрических и магнитных цепей при использовании характеристик нелинейных элементов для мгновенных значений, при использовании ВАХ по действующим значениям несинусоидальных величин.
Схемы замещения магнитных цепей. Магнитные цепи с постоянной или переменной магнитодвижущими силами и при их совместном воздействии. Расчет магнитных цепей с постоянными магнитами.
Лекция 5 Тема 5 Электромагнитные устройства и трансформаторы (2 часа) [1, 2, 4, 5, 7, 8, 9]
Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Назначение и области применения. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Уравнения электрического и магнитного состояния трансформатора. Потери энергии в трансформаторе. Мощность трансформатора. Внешние характеристики. Коэффициент трансформации. Паспортные данные трансформаторов. Устройство, принцип действия и области применения автотрансформаторов.
Лекция 6 Тема 6 Электрические машины (2 часа) [1, 2, 4, 5, 7, 8, 9]
Понятие электрической машины, виды машин и области применения.
Электрические машины постоянного тока: принцип действия и устройство, режимы работы генератора и двигателя, способы возбуждения магнитного поля, потери энергии и к. п.д.
Электрические машины переменного тока, их виды и области применения.
Асинхронные трехфазные машины, устройство и принцип действия, режимы работы и скольжения. Уравнение электрического состояния обмоток статора и ротора, схемы замещения. Однофазные асинхронные двигатели, устройство, свойства, механические характеристики, область применения.
Синхронные машины, области применения, устройство и принцип действия трехфазной синхронной машины, режимы работы генератора и двигателя. Магнитное поле синхронной машины. Уравнение электрического состояния обмоток статора, схемы замещения, векторные диаграммы.
Синхронный двигатель, пуск, механическая характеристика, влияние силы тока возбуждения на коэффициент мощности.
Модуль 3
Лекция 7 Тема 7 Основные понятия и физические основы полупроводниковой электроники (2 часа) [2, 3, 4, 10, 12]
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, транзисторных (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, транзисторы и тиристоры), особенности их устройства, работы и назначение.
Лекция 8 Тема 8 Цифровая и дискретная электроника (2 часа) [2, 3, 4, 10, 12]
Цифровое представление информации; двоичная система исчисления.
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.
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.
Лекция 9 Тема 9 Электроизмерительные приборы и электрические измерения (2 часа) [2, 5, 8, 9, 11]
Электрические методы измерения. Прямые и косвенные измерения. Метрологические характеристики средств измерений – чувствительность, точность, быстродействие, надежность, потребляемая энергия. Виды погрешностей. Измерение неэлектрических величин электрическими методами. Цифровые измерительные приборы. Принципы аналого-цифрового измерения электрических и неэлектрических величин
Лабораторные работы
Работа 1 ( 3 ч) [1, 2, 5, 6, 8, 9]
Электроизмерительные приборы.
Изучение устройства, принципов действия, областей применения электроизмерительных приборов, способов включения основных электроизмерительных приборов в электрическую цепь, усвоение понятий диапазона измерений, цены деления шкалы, класса точности, погрешности.
Работа 2 ( 3 ч) Сложная цепь (4 часа) [1, 2, 5, 6, 8, 9]
Изучение распределения токов и потенциалов в сложной (разветвленной) электрической цепи постоянного тока, влияния внутреннего сопротивления ЭДС на режим работы цепи; использование законов Кирхгоффа для расчета сложной цепи, построение потенциальной диаграммы.
Работа 3 ( 3 ч) Исследование разветвленной цепи однофазного переменного тока (4 часа) [1, 2, 5, 6, 8, 9]
Изучение распределения токов в цепи при сочетании нагрузок разных видов: активных, индуктивных и емкостных; расчет параметров цепи по измеренным значениям напряжений, тока, мощности, частоты; построение векторных диаграмм.
Усвоение понятия компенсации сдвига фаз и повышения коэффициента мощности нагрузки.
Работа 4 (3 ч) Разветвленная магнитная цепь [1, 2, 5, 6, 8, 9]
Изучение законов и методов расчетов магнитных цепей; экспериментальное исследование магнитных потоков в разветвленной цепи.
Работа 5 ( 4 ч) Неуправляемые выпрямители. [2, 4, 5, 8, 9]
Изучение устройств и принципов действия выпрямителей разных типов. Научиться экспериментально определять основные характеристики выпрямителей.
Самостоятельная работа студентов
Работа 1
Проработка конспекта лекций, учебных пособий и обязательной литературы по темам, указанным лектором, 24 ч.
Работа2
Оформление отчетов по лабораторным работам, подготовка к их защите. Подготовка к текущему контролю знаний, 18 ч.
2. Литература и учебно-методические материалы
1 , Немцов . Учебник для вузов. – 7-е изд., обновленное и расширенное. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 544 с. – 20 экз.
2 Электротехника и электроника. Учебное пособие для вузов / Под ред. . – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. – 725 с. – 10 экз.
3* Мещеряков : Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов: Алт. гос. техн. ун-т им. . – Барна6. – 135 с. – 200 экз.
4 Жаворонков и электроника: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений / , . – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 400 с. – 34 экз.
5* , , Суворова указания к лабораторным работам по электротехнике и электронике. Изд. 2-е. / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна8. – 75 с. – 50 экз.
6* , , Суворова машины и аппараты: Методические указания к лабораторным работам по электротехнике / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна4. – 46 с. – 50 экз.
7* , , . Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (10 методических указаний по лабораторным работам с контрольными тестами по темам дисциплины). / Алт. гос. техн. ун-т. им. . – Барна0. – 50 экз.
8 Тесты текущего контроля знаний (выдаются преподавателем в группу в начале семестра).
Более полный список – у преподавателя.
* Имеются электронные варианты в библиотеке учебных материалов на сайте АлтГТУ: http://www. altstu. ru.
3 Формы и содержание текущей аттестации и итоговой оценки по дисциплине
Текущая аттестация предусматривает проведение защиты лабораторных работ, итоговая оценка – зачет.
Защита лабораторных работ проводятся по тестам текущего контроля, в сроки, установленные в учебно-методической карте, и в объеме учебного материала, соответствующего темам модулей.
Оценка учебной работы студентов производиться по 100-балльной шкале рейтинговых оценок согласно Положению о модульно-рейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов.
Текущие Rт, семестровый Rсем и итоговый Rитог рейтинги вычисляются по рейтинговым оценкам с учетом их весов, указанных в таблице 1.
Таблица 1
Модуль | Контрольное испытание | Время проведения | Вес в итоговом рейтинге | Примечание |
1 | Защита лабораторных работ №1, №2 | 6 неделя | 0,2 | Опрос по лабораторным работам и лекциям |
2 | Защита лабораторных работ №3, №4 | 12 неделя | 0,2 | Опрос по лабораторным работам и лекция |
3 | Защита лабораторной работы №5 | 16 неделя | 0,1 | Опрос по лабораторным работам и лекциям |
Зачет | 17 неделя | 0,5 |
Примечание:
1 Любое контрольное испытание, выполненное после срока, оценивается на 20% ниже.
2 «Автоматы» по дисциплине не выставляются.
3 Преподаватель может на любой лекции провести кратковременное письменное тестирование.
4 Учет посещаемости ведется преподавателем в журнале постоянно на всех видах аудиторных занятий.
Оценка учебной работы студентов производится по 100-балльной шкале рейтинговых оценок согласно Положению о модульно-рейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов.
Текущие, семестровый и итоговый рейтинги вычисляются по рейтинговым оценкам каждого испытания нарастающим итогом с учётом их весов, указанных в таблице 1; сумма весов всех контрольных испытаний равна 1,0.
В конце семестра (перед началом сессии) вычисляется семестровый рейтинг Rсем студента. В соответствии с временным положением об учебной дисциплине студентов очного отделения (приказ № Д-259) семестровый рейтинг вычисляется по формуле Rсем = 0,9 R + Rп, где R – текущий рейтинг на конец семестра, вычисленный по результатам всех контрольных испытаний, кроме экзамена; 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 |
Итоговый рейтинг с учётом оценки, полученной на зачете, Rзач рассчитывается по формуле
Rитог = (1 – pзач)Rсем + pзачRзач, где pзач – вес зачёта.
При оценке, полученной на зачёте и составляющей менее 25 баллов, итоговый рейтинг принимается равным этой оценке без учёта семестрового рейтинга.
