Теоретические основы электротехники (стр. 1 )

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочный факультет института дистанционного образования

Кафедра теоретических основ электротехники

«УТВЕРЖДАЮ»

Декан ЗФ ИДО

«___ »______________2006 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА учебной дисциплины

Теоретические основы электротехники

ООП по специальности:

- 140201 - Высоковольтные электроэнергетика и электротехника;

- 140204 - Электрические станции;

- 140205- Электроэнергетические системы и сети;

- 140211 - Электроснабжение;

- 140202 - Нетрадиционные и возобновляемые источники

энергии;

-14203 - Релейная защита и автоматизация

электроэнергетических систем.

Курс 3, Семестр 5 и 6

Лекции – 28 час.

Практические занятия – 8 час.

Лабораторный практикум – 16 час.

Расчетно-графические задания – 3.4 семестры

Экзамен – 5, 6 сем

Самостоятельная работа – 140 час.

Всего часов – 200 час

Новосибирск

2006 г.

Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО по направлению подготовки дипломированных специалистов

140600 (654500) «электроэнергетика».

Регистрационный номер и дата утверждения ГОС – 207 тех/дс, 27.03. 2000 г.

Шифр дисциплины в ГОС – ОПД. Ф.05.16

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Теоретические основ электротехники» «5» 07 2006 г., протокол № 4

Программу составили:

, доц., к. т.н.

Заведующий кафедрой , проф., д. т.н.

Ответственный за основную

образовательную программу

1. Внешние требования

Требования ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки дипломированного специалиста по дисциплине ТОЭ (индекс ОПД. Ф.05) определяются п.4 ГОС ВПО. При минимальном объеме 340 часов дисциплина ТОЭ должна содержать следующие основные разделы:

основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей; теория линейных электрических цепей (цепи постоянного, синусоидального и несинусоидального токов), методы анализа линейных цепей с двухполюсными и многополюсными элементами; трехфазные цепи; переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета; нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока и переменного тока; переходные процессы в нелинейных цепях; аналитические и численные методы анализа нелинейных цепей; цепи с распределенными параметрами (установившийся и переходный режимы); цифровые (дискретные) цепи и их характеристики; теория электромагнитного поля; электростатическое поле; стационарное электрическое и магнитное поля; переменное электромагнитное поле; поверхностный эффект и эффект близости; электромагнитное экранирование; численные методы расчета электромагнитных полей при сложных граничных условиях; современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электромагнитного поля на ЭВМ.

Требования ГОС ВПО к уровню подготовки специалиста (п.7.1 ГОС ВПО), связанные непосредственно с освоением курса ТОЭ, определяются следующим:

бакалавр должен знать:

·  основные закономерности процессов и явлений, происходящих в электротехнических устройства, необходимые для решения задач, возникающих при выполнении профессиональных функций;

·  элементную базу и принципы работы устройств и систем, используемых в практической деятельности,

владеть:

·  методами расчетов электрических и магнитных полей;

·  методами расчетов сосредоточенных и распределенных, линейных и нелинейных цепей в различных режимах;

·  способами анализа электронных цепей.

2. Особенности (принципы) построения дисциплины

Особенности (принципы) построения дисциплины представлены в Табл1.

Таблица 1

Особенность (принцип)	Содержание
Основание для введения курса	ГОС ВПО подготовки бакалавра по направлению 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».
Адресат курса	Студенты специальностей: 140601 Электромеханика, 140604 Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов, 140605 Электротехнологические установки и системы, 140606 Электрический транспорт, 140607 Электрооборудование автомобилей и тракторов.
Главная цель	Изучив дисциплину, студенты должны овладеть методами расчетов электрических и магнитных полей; методами расчетов сосредоточенных и распределенных, линейных и нелинейных цепей в различных режимах; способами анализа электронных цепей.
Направленность курса	На достижение целей, определяемых требованиями ГОС ВПО п.7.1. Практическая направленность курса реализуется решением задач, выполнением лабораторного практикума и РГР из прикладной области направления подготовки бакалавра. Основная цель (свободное владение методами расчета электромагнитных полей и цепей) контролируется решением практических задач на письменных экзаменах по курсу;
Области применений полученных знаний	Дисциплины специальностей: (СП.01)140601- Электромеханика, (СП.04) 140604- Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов, (СП.05) 140605- Электротехнологические установки и системы, (СП.06) 140606- Электрический транспорт, (СП.07) 140607- Электрооборудование автомобилей и тракторов.
Технология организации учебного процесса	Структуризация дисциплины (курс имеет блочно-модульную структуру, компонентами которой в порядке подчиненности являются: блок, модуль, тема, практическое занятие, лабораторная работа, а также контролирующие компоненты – контрольная работа и расчетно-графическое задание).
Ядро курса	Основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей; линейные электрические цепи (постоянного, синусоидального и несинусоидального токов), трехфазные цепи; нелинейные электрические и магнитные цепи; переходные процессы в линейных и нелинейных цепях; цепи с распределенными параметрами; цифровые (дискретные) цепи и их характеристики; электростатическое поле; стационарное электрическое и магнитное поля; переменное электромагнитное поле; современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электромагнитного поля на ЭВМ.
Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного усвоения курса	Основные понятия физических основ электротехники; методов аналитической геометрии и линейной алгебры, дифференциального и интегрального исчисления, векторного анализа, теории функций комплексного переменного, опыт работы на компьютере.

Продолжение Таблицы 1

Уровень требований по сравнению с ГОС	Уровень требований соответствует требованиям ГОС. Студент должен иметь представление об основных физических процессах в электротехнике, определяющих специфику специальностей по направлению 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».
Объём курса в часах	Теоретическая часть курса - 28 часа лекций, практическая часть курса - 8 часов практических (семинарских) занятий, 16 час лабораторных занятий и 148 часа самостоятельной работы.
Описание основных контрольных точек	5 семестр:, защита расчетно-графического задания №1, защита расчетно-графического задания №2, защита лабораторных работ, экзамен. 6 семестр: защита расчетно-графического задания №3, , защита расчетно-графического задания №4, защита лабораторных работ, экзамен.
Курс «Теоретические основы электротехники» и современные информационные технологии	Лекционный курс представлен в виде презентации в среде Microsoft Office PowerPoint. При выполнении расчетно-графических работ студентам рекомендовано пользоваться средствами компьютерной математики – пакетами Mathcad, Matlab, Mathematica и т. п.

Междисциплинарные связи представлены в Табл.2.

Таблица 2

Дисциплины, предшествующие курсу ТОЭ по учебному плану	Требования к первоначальному уровню подготовки обучающихся для успешного освоения дисциплины
Уровень «знать»	Уровень «уметь»
Общая физика	Основные понятия электричества и магнетизма, физические основы основных элементов электрических цепей.	Использовать по назначению законы Ома, Кирхгофа, Джоуля-Ленца, Фарадея, Максвелла.
Математический анализ	Основные понятия и методы дифференциального и интегрального исчисления, теории функций комплексного переменного, векторной алгебры.	Дифференцировать, интегрировать, решать системы линейных алгебраических уравнений, владеть методами работы с комплексными числами, производить основные операции векторной алгебры.
Информатика	Основные принципы работы интегрированных диалоговых систем и программных пакетов	Решать задачи с помощью средств компьютерной математики.

3. Цели изучения дисциплины ТОЭ

Цели учебной дисциплины представлены в Табл. 3.

Изучив дисциплину студент должен

Таблица 3

Номер цели	Содержание цели
иметь представление
1	об основных понятиях и законах электромагнитного поля;
2	о физических процессах в электрических и магнитных цепях;
знать
3	методы расчетов электрических и магнитных полей;
4	методы расчетов сосредоточенных и распределенных, линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей в различных режимах;
5	способы анализа электронных цепей;
уметь
6	распозновать ситуации, формулировать цели исследования;
7	выбирать из множества методов решения задачи оптимальный ( по заданному или принятому самостоятельно критерию);
8	представлять результаты решения в удобной для восприятия форме;
9	анализировать полученные результаты и прогнозировать их изменения при изменении начальных условий задачи или некоторых ее параметров;
иметь опыт
10	интерпретации полученных результатов в терминах решаемой прикладной задачи;
11	формирования гипотез о возможных причинах расхождения гипотетического и полученного результатов;
12	осуществления самоконтроля в процессе решения задачи;
13	планирования и организация собственной деятельности.

1.  Содержание и структура курса «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ)