ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего
ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Утверждаю
проректор ИГХТУ по учебной работе
проф.
_________________2004г.
_________________
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Факультет Неорганической химии и технологии
Кафедра Электротехники
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 261001 Технология художественной обработки материалов
Курс 2 Семестр 4
Всего часов по дисциплине (трудоемкость) 70
Аудиторные занятия (час): 36
Лекции (час): 18 Экзамен 4 семестр
Лабораторные занятия (час): 18
Самостоятельная работа (час): 34
в том числе выполнение домашних заданий (час): 20
Иваново 2004
Рабочая учебная программа составлена на основании требований ГОС высшего профессионального образования по специальности 261001 Технология художественной обработки материалов.
Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры электротехники
“___”____________2004 г., протокол №___
Заведующий кафедрой_________________
Рабочая учебная программа рекомендована секцией общепрофессиональных дисциплин Научно методического Совета
“___”___________2004 г.
Председатель секции __________________
Рабочая программа рассмотрена и утверждена Научно методическим Советом факультета неорганической химии и технологии
“___”___________2004 г., протокол № ___
Председатель НМС факультета ________________
1. ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических специальностей в области электротехники и электроники в такой степени, чтобы они могли выбрать необходимые электротехнические, электронные, электроизмерительные устройства, умели их правильно эксплуатировать и составлять совместно со специалистами электриками, технические задания на разработку электрических частей автоматизированных установок для управления производственными процессами.
Специалисты, подготовленные по специальности 261001-технология художественной обработки материалов, должны:
а. Иметь представление:
- о принципах действия и особенностях функционирования электротехнических и электронных элементов и устройств;
б. Знать и уметь использовать:
- методы расчета электрических цепей, электрических машин и оборудования;
- государственную систему стандартизации;
- способы определения погрешности измерений;
г. Иметь навыки:
- выполнения и чтения электротехнических схем;
- поверки средств измерения и контроля, выполнения измерений параметров типовых элементов электронных устройств;
- расчета электрических цепей и систем электропривода.
В соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 261001 задачи дисциплины: “Электротехника и электроника” состоят в том, чтобы:
а. Сформировать у студентов минимально необходимые знания:
- электротехнических законов;
-методов анализа электрических цепей;
-принципов действия, конструкций, свойств, областей применения и потенциальных возможностей основных электротехнических устройств и электроизмерительных приборов;
-электротехнической терминологии и символики;
б. Сформировать у студентов минимально необходимые умения и навыки:
- экспериментального определения параметров и характеристик типовых электротехнических элементов и устройств;
-проведения измерений основных электротехнических величин и некоторых
неэлектрических величин, связанных с профилем профессиональной деятельности;
-включения электротехнических приборов, аппаратов и машин, управления ими и контроля их эффективной и безопасной работы.
ОПД. Ф.03 | Электротехника и электроника: электрические и магнитные цепи, электромагнитные устройства и электрические машины, основы электроники и электрические измерения. | 70 |
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы (темы, модули) программы.
а. Лекционный материал 18 часов.
Лекция 1. Линейные электрические цепи постоянного тока. Основные понятия и определения. Классификация цепей. Топологические характеристики цепей. Источники и приемники электрической энергии. Параметры элементов электрических цепей. Схемы замещения. Выбор положительных направлений ЭДС, напряжений и токов. Режимы работы источника энергии.
Лекция 2. Методы расчета цепей постоянного тока: эквивалентного преобразования, непосредственного применения законов Кирхгофа, контурных токов.
Потенциальная диаграмма. Понятие о балансе мощностей. Линейные электрические цепи синусоидального тока. Однофазные цепи. Достоинства переменного тока. Мгновенные, амплитудные и действующие значения синусоидально изменяющихся величин. Начальная фаза. Сдвиг фаз.
Лекция 3. Способы изображения синусоидальных величин. Метод векторных диаграмм. Идеальные цепи с индуктивным, резистивным, емкостным элементами. Последовательная цепь элементов R-L-C. Закон Ома. Векторная диаграмма. Резонанс напряжений.
Лекция 4 . Параллельная цепь элементов R-L-C. Закон Ома. Векторная диаграмма. Резонанс токов. Мощность цепи синусоидального тока. Треугольник мощностей. Коэффициент мощности. Способы компенсации реактивной энергии. Элементы трехфазных цепей. Способы изображения симметричной системы ЭДС. Способы соединения фаз трехфазных источников и приемников, трехпроводные и четырехпроводные цепи. Фазное и линейное напряжения. Условно положительные направления электрических величин в трехфазной цепи.
Лекция 5. Симметричные режимы в трехфазной цепи. Соединение элементов трехфазной цепи звездой и треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричных нагрузках. Понятие о несимметричных режимах в трехпроводной и четырехпроводной цепях. Назначение нейтрального провода. Мощность трехфазной цепи. Коэффициент мощности симметричной трехфазной цепи и способы его повышения. Магнитные цепи. Общая характеристика магнитного поля. Основные законы магнитных цепей.
Лекция 6. Назначение и области применения трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Уравнения электрического и магнитного состояний. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Рабочий режим трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора. Потери и КПД трансформатора. Устройство и области применения трехфазных трансформаторов. Устройство и области применения специальных трансформаторов.
Лекция 7. Электрические машины. Принцип действия в генераторном и двигательном режимах. ЭДС обмотки и электромагнитный момент. Области применения машин постоянного и переменного токов. Двигатели постоянного тока. Механические и рабочие характеристики. Способы пуска и регулирования. Асинхронные машины. Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Уравнения электрического состояния обмоток статора и ротора. Механическая и рабочие характеристики. Способы пуска, регулирования и реверсирования.
Лекция 8. Синхронные машины. Устройство и принцип действия. U-образные характеристики. Механическая характеристика. Пуск синхронного двигателя. Понятие об электроприводе. Режимы работы двигателей. Общие положения по выбору мощности двигателя. Аппаратура управления и защиты. p-n-переход и его свойства. Полупроводниковые диод и биполярный транзистор. Однополупериодный и двухполупериодный однофазные выпрямители. Сглаживающие фильтры.
Лекция 9. Электрические измерения. Основные понятия и определения. Погрешности электрических измерений. Механизмы аналоговых электромеханических измерительных приборов. Цифровые измерительные приборы. Измерение основных параметров электрических цепей.
б. лабораторные занятия 18 часов
ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
№ п/п | Содержание занятий | Объем в часах | №№ недель |
1 | Вводный инструктаж, выполнение лаб. раб. № 1 | 2 | 1-2 |
2 | Выполнение лабораторной работы № 2 | 2 | 3-4 |
3 | Выполнение лабораторной работы № 3 | 2 | 5-6 |
4 | Коллоквиум по работам № 1, 2 ,3. | 2 | 7-8 |
5 | Выполнение лабораторной работы № 4 | 2 | 9-10 |
6 | Выполнение лабораторной работы № 5 | 2 | 11-12 |
7 | Выполнение лабораторной работы № 6 | 2 | 13-14 |
8 | Коллоквиум по работам № 4. 5, 6. | 2 | 15-16 |
9 | Зачетное тестирование | 2 | 17-18 |
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока.
2. Исследование последовательной цепи переменного тока.
3. Исследование трехфазной цепи.
4. Испытание однофазного трансформатора.
5. Испытание короткозамкнутого асинхронного двигателя.
6. Исследование однофазного выпрямителя.
в. Практические занятия – нет.
г. Индивидуальная работа с преподавателем – нет.
в. Самостоятельная работа - 34 час.
СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Расчет сопротивлений приемников, внутренних сопротивлений источников энергии постоянного тока и эквивалентных сопротивлений сложных цепей по экспериментальным данным. Расчет токов сложных электрических цепей методами непосредственного применения законов Кирхгофа, наложения по экспериментальным данным. Расчет цепей методом контурных токов. Расчет распределения потенциала вдоль контура и построение потенциальной диаграммы.
Расчет параметров приемников при синусоидальном токе по экспериментальным данным. Расчет и построение векторных диаграмм токов и напряжений последовательно соединенных элементов R-L-C. Анализ влияния характера цепи на соотношение активной, реактивной и полной мощностей. Методом векторных диаграмм анализ влияния подключения емкостного и резистивного элементов на коэффициент мощности цепи R-L. Расчет сложных электрических цепей с одним источником энергии символическим методом.
Построение векторных диаграмм токов и напряжений трехфазных симметричных и несимметричных приемников включенных звездой и треугольником.
Расчет параметров Т-образной схемы замещения трансформатора по данным опытов холостого хода и короткого замыкания. Построение внешней характеристики трансформатора по экспериментальным данным.
Расчет КПД и коэффициента мощности, построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по экспериментальным данным. Расчет механической характеристики по паспортным данным. Расчет мощности и выбор двигателя для электропривода при длительном режиме нагрузки.
Расчет h-параметров биполярного транзистора по экспериментальным входным и выходным характеристикам.
ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ
а. Домашняя расчетно-графическая работа “Расчет токов в ветвях сложной электрической цепи методом контурных токов”, составление баланса мощностей и расчет распределения потенциала вдоль контура (количество и сроки выполнения) - 1, № недели - 5.
б. Домашняя расчетно-графическая работа «Расчет токов в разветвленной цепи синусоидального тока с одним источником энергии символическим методом», построение векторной диаграммы токов и напряжений, составление баланса комплексных мощностей (количество и сроки выполнения) - 1, № недели - 10.
в. Домашняя расчетно-графическая работа «Выбор двигателя для электропривода в режиме длительной постоянной нагрузки, расчет потребляемой мощности, потребляемого и пускового токов по паспортным данным, выбор схемы управления и защиты двигателя и описание ее работы» (количество и сроки выполнения) - 1, № недели 15.
3. РЕКОМЕДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
(изданная через центральные издательства и внутривузовским способом)
ОСНОВНАЯ
1., Касаткин электротехники. М.:В. школа, 2005.
2.Жаворонков и электроника. М.:Академия, 2005.
3., , Шатерников . М., Энергоатомиздат, 1987.
4.Электротехника: Учебное пособие для вузов / Под ред. , М., Высшая школа, 1983.
5.Основы промышленной электроники, под редакцией , М., Высшая школа, 1978.
6., Белоусов задач по электротехнике и основам электроники: Учебн. пособие для неэлектротехн. спец. вузов, М., Высшая школа, 1981.
7.Методические указания по выполнению домашних расчетных заданий по электротехнике, составители , , Иваново1999.
8.Полупроводниковые приборы. Методические указания по промышленной электронике, ч.1, составитель , Иваново, 1992.
9.Полупроводниковые приборы. Методические указания по промышленной электронике, ч.2, составитель , Иваново, 2001.
10., Галиаскаров , промышленная электроника и электрооборудование. Электротехнические материалы. Проводниковые и полупроводниковые материалы, учебное пособие, Иваново 1999.
11., Шмуклер и электроника. Электротехнические материалы. Магнитные и изоляционные материалы, учебное пособие, Иваново 2004.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Линейные электрические цепи постоянного и однофазного переменного токов. Методические указания, составитель , Иваново, 1988.
2. Трехфазные цепи. Методические указания, составитель , Иваново, 1989.
3. Электрические машины устройств автоматики (асинхронные силовые микродвигатели). Методические указания, составитель , Иваново, 1989.
4. , , Шмуклер и электроника. Сборник лабораторных работ, Иваново, 2002.
