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 направлению 221700 Зав. кафедрой МиУК проф. | Зав. кафедрой ЭЭЭ проф. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Ч.1»
Направление: 221700 - «Стандартизация и метрология»
Профиль: « Метрология и метрологическое обеспечение »
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составитель: доц.
Санкт-Петербург
2012
1 Цели и задачи дисциплины
Дисциплина " Электротехника и электроника ч. 1" в системе подготовки бакалавра составляет основу теоретической подготовки; предназначена для изучения основ анализа электротехнических явлений. Совместно с курсами высшей математики и физики дисциплина электротехника и электроника ч. 1 играет роль базы, без которой не возможна деятельность специалистов по направлению «Стандартизация и метрология». Дисциплина «Электротехника и электроника ч. 1» необходима для изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин, закладывает фундамент последующего обучения в магистратуре и аспирантуре.
Цель преподавания дисциплины – является формирование системы научных знаний в области электротехники и изучение основных вопросов теории электротехнических цепей в установившемся режиме; усвоение и понимание явлений, происходящих в линейных и нелинейных электрических цепях; умения ориентироваться в потоке научной и технической информации и применять в будущей научно-исследовательской и проектно-производственной деятельности методы расчета и анализа электромагнитных процессов.
Результатом изучения курса электротехника и электроника ч. 1 у студентов является формирование системы научных знаний в области электротехники и изучение основных вопросов теории электротехнических цепей в установившемся режиме, усвоение понимание явлений, происходящих в линейных и нелинейных электрических цепях и основных вопросов по электромеханики. При этом студент должен получить не только электротехнические знания, но и навыки их дальнейшего пополнения, научиться пользоваться современной научно-технической и справочной литературой, в том числе электронной.
Задачи дисциплины «Электротехника и электроника ч. 1»:
- усвоение и понимание явлений, происходящих в линейных и нелинейных электрических цепях в установившемся режиме;
- овладение принципами и методами научных физических исследований, ознакомление и овладение современной научной аппаратурой и методами исследований, формирование навыков проведения физического эксперимента и умения оценить степень достоверности результатов, полученных в процессе экспериментального и теоретического исследований;
- овладение компьютерными технологиями для исследования электротехнических процессов формирование у студентов основ естественнонаучной картины мира.
2 Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина " Электротехника и электроника ч. 1 " является дисциплиной общепрофессионального цикла в структуре ООП, формирует навыки изыскательских, научно-исследовательских и производственных работ,
" Электротехника и электроника ч. 1 " изучается студентами в течение 3-го семестра.
Для изучения дисциплины необходимы знания следующих дисциплин и их разделов:
по физике – электричество и магнетизм, колебания и волновое движение, физика твердого тела, физические величины и единицы их измерения;
по высшей математике – дифференциальное и интегральное исчисления, дифференциальные уравнения и методы их решения, функции комплексной переменной;
по вычислительной математике и программированию – приближенные вычисления, численные методы решения;
по вычислительной технике – основы программирования и функционирования ЭВМ;
по основам метрологии и стандартизации – международную систему единиц (СИ), методы и средства измерения электрических и магнитных величин, условное графическое изображение электрических, магнитных и полупроводниковых элементов, схемы и их выполнение;
по экономике – экономические критерии в электротехнике, повышение коэффициента полезного действия и коэффициента мощности электротехнических устройств, надежность
3 Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины «Электротехника и электроника ч. 1» направлен на формирование следующих компетенций
общекультурными компетенциями (ОК):
ОК-4, ОК-15, ОК-19.
профессиональными компетенциями (ПК):
ПК-19 ПК-22, ПК-23, ПК-24, ПК-26.
(указано в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 221700 «Стандартизация и метрология», утвержденным приказом Министерства образования и науки РФ № 000 от 01.01.01 г.)
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- методы расчета цепей постоянного и переменного тока;
- методы расчета цепей синусоидального тока;
- методы расчета индуктивно связанных цепей;
- методы расчета трехфазных цепей.
- методы расчета стационарных процессов в нелинейных цепях.
- основы электромеханики.
– правила безопасной работы в учебно-научных лабораториях.
Уметь:
– применять полученные знания для изучения последующих дисциплин, использующих теорию электротехники;
– ориентироваться в справочной и электротехнической литературе;
– приобретать новые электротехнические знания, используя современные образовательные и информационные технологии;
– пользоваться современной научной аппаратурой для проведения инженерных измерений и научных исследований;
– в устной и письменной форме логически верно и аргументировано защищать результаты своих исследований.
Владеть:
- методами расчета цепей постоянного тока;
- методами расчета цепей синусоидального тока;
- методами расчета индуктивно связанных цепей;
- методами расчета трехфазных цепей.
- методами расчета основных характеристик электромашинных преобразователей.
4 Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет _____4______ зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | ||
Форма обучения | |||
Очная | Очно-заочн. | Заочная | |
Аудиторные занятия (всего) | 56 | - | 14 |
В том числе: | |||
Лекции | 20 | - | 4 |
Практические занятия (ПЗ) | 20 | - | 4 |
Семинары (С) | - | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 16 | - | 6 |
Самостоятельная работа (всего) | 88 | - | 130 |
В том числе: | |||
Курсовой проект (работа) | - | ||
Реферат | - | ||
Другие виды самостоятельной работы: | |||
Оформление отчётов по лабораторным работам | 34 | 56 | |
Домашнее задание | 54 | 74 | |
Подготовка к экзамену (всего) в том числе: | 18 | 18 | |
самостоятельное изучение теории и методов расчета электрических процессов, методов теоретического и экспериментального исследования | 6 | 10 | |
изучение теории и методов при выполнении домашнего задания | 6 | 10 | |
изучение теории и методов при подготовке к практическим занятиям | 6 | 10 | |
изучение теории и методов при подготовке к защитам лабораторных работ | 6 | 9 | |
изучение теории и методов при подготовке к аудиторной контрольной работе | 6 | 9 | |
работа со справочной научно-технической литературой | 6 | 8 | |
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | экзамен | ||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 144 | ||
4 |
*) лекционный курс на 85 часов можно разбить на два модуля: традиционные лекции по физике сплошных сред (в объеме 51 часов) и установочные лекции по курсовому проектированию (в объеме 34 часов)
5 Содержание дисциплины
5.1 Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Электрические цепи. Постоянный ток | Электрические цепи и их основные элементы. Приемники электрической энергии и их графические изображения. Источники электрической энергии: источники тока и напряжения (ЭДС). Идеальные элементы и соотношения в них между током и напряжением. Особенности цепей постоянного тока Основные определения, топологические параметры и методы расчетов электрических цепей. Законы Кирхгофа в цепях постоянного тока. Расчет цепей постоянного тока с одним источником. Расчеты сложных цепей постоянного тока непосредственно по 1-му и 2-му законам Кирхгофа. Баланс мощностей цепи постоянного тока. |
2. | Линейные цепи синусоидального тока. | Анализ и расчеты цепей синусоидального тока. Синусоидальные ЭДС, напряжения и токи. Амплитуда, частота и фаза колебаний. Изображение синусоидальных величин вращающимися векторами. Векторные диаграммы. Действующие значения синусоидальных процессов. Элементы в цепи синусоидального тока. Полное, активное и реактивное сопротивления цепи. Цепи с последовательным и параллельным соединением элементов. Мгновенная, активная, реактивная и полная мощности. Коэффициенты мощности и КПД. Комплексный метод расчета электрических цепей. Резонанс в электрической цепи с последовательным соединением элементов R, L,C. Индуктивно связанные катушки. Особенности расчета цепей синусоидального тока при наличии взаимных индуктивностей. Трехфазная система ЭДС. Соединение трехфазной цепи «звездой» и «треугольником» Основные преимущества трехфазных цепей по сравнению с однофазными |
3. | Нелинейные электрические и магнитные цепи. | Задачи расчетов нелинейных электрических цепей постоянного тока. Анализ и расчеты электрических цепей с нелинейными элементами. Анализ и расчеты магнитных цепей. Параметры магнитных цепей. Законы Кирхгофа для магнитных цепей. Закон полного тока. |
4. | Электрические машины. | Назначение и принцип действия трансформатора. Устройство трехфазных асинхронных машин. Вращающееся магнитное поле. Режимы работы трехфазной асинхронной машины. Устройство трехфазных асинхронных машин. Вращающееся магнитное поле. Режимы работы трехфазной асинхронной машины. Механическая характеристика. Пуск асинхронных двигателей. Устройство синхронных машин. Работа синхронных машин в режимах двигателя и генератора. Устройство машин постоянного тока и получение ЭДС. Конструктивные элементы современной машины постоянного тока. Режимы работы машины постоянного тока. Устройство машин постоянного тока и получение ЭДС. Конструктивные элементы современной машины постоянного тока. Режимы работы машины постоянного тока. Область применения машин постоянного тока. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
1. | Электротехника и электроника ч.2 | + | + | + | + |
2. | Физические основы измерений и эталоны | + | + | + | + |
3. | Теория и расчет измерительных преобразователей и приборов | + | + | + | + |
4. | Безопасность жизнедеятельности | + | + | ||
5. | Основы приборостроения | + | + | + |
5.3 Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | СРС | Всего час. |
1. | Электрические цепи. Постоянный ток | 4 | 4 | 4 | 22 | 34 |
2. | Линейные цепи синусоидального тока. | 6 | 6 | 8 | 28 | 48 |
3. | Нелинейные электрические и магнитные цепи. | 4 | 6 | 4 | 23 | 37 |
4. | Электрические машины. | 6 | 4 | 15 | 25 | |
ИТГО | 20 | 20 | 16 | 88 | 144 |
6 Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. Электрические цепи. Постоянный ток. | 1. Исследование цепи постоянного тока | 4 | |
2. Линейные цепи синусоидального тока. | 2. Исследование элементов цепи, сопротивления, индуктивности и емкости 3. Исследование разветвленной цепи синусоидального тока, с одним источником энергии 4. Исследование трехфазной осветительной цепи | 4 4 | |
3. Нелинейные электрические и магнитные цепи | 5. Нелинейные элементы в цепях постоянного и переменного тока | 4 |
7 Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела № № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо - Трудо-емкость (час.) |
1 | Расчет простых цепей постоянного тока. | 4 | |
2 | Расчет цепей синусоидального тока с помощью векторных диаграмм. | 4 | |
3. | 2 | Расчет цепей синусоидального тока комплексным методом. | 4 |
5. | 3 | Расчет магнитных цепей. | 4 |
6. | 4 | Расчет характеристик трансформатора. | 4 |
8 Примерная тематика аудиторных контрольных работ
Контрольных работа составляет неотъемлемую часть процесса изучения теоретических основ электротехники и преследует своей целью привить студентам навыки самостоятельного творческого подхода к решению инженерно-технических задач
Преподаватель имеет право в рамках программы курса теоретических основ электротехники разработать собственное задание для контрольных работ или воспользоваться следующим перечнем примерных тем контрольных работ:
- Расчет цепей постоянного тока; Расчет цепей синусоидального тока; Расчет индуктивно связанных цепей; Расчет трехфазных симметричных цепей; Расчет характеристик трансформатора; Расчет характеристик асинхронного двигателя; Расчет характеристик двигателя постоянного тока.
9 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) Основная литература
Учебники и учебные пособия
1. Касаткин, : учеб. для вузов / , . - 11-е изд., стер. - М.: Academia, 2008.
2. Общая электротехника и электроника: учеб. пособие/ [и др.]. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.
3. Евсеев, основы электротехники: учеб. пособие/ . - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.
4. Общая электротехника и электроника: учеб.-метод. комплекс, метод. указания к выполнению лаб. Работ / сост. . - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.
5. Аполлонский, основы электротехники: Линейные и нелинейные цепи. Переходные процессы: учеб. пособие / , . – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2010.
б) Дополнительная литература
6. Воробьев, . Электрические машины/ , . - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2004.
7. Шишкин, метрология: учеб. для вузов. Ч. 1/ . - 4-е изд. – СПб.: Питер, 2010.
8. Леонтьев, и электроника. Электрические измерения и приборы: учеб. пособие/ , . – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2003.
в) Программное обеспечение
- операционные системы Microsoft Windows; стандартные офисные программы Microsoft Office и OpenOffice; Multisim 2001, 10, 11, MatLab 6.5; портал «Гуманитарное образование» http://www. humanities. edu. ru/; федеральный портал «Российское образование» http://www. edu. ru/;
- рекомендуемые поисковые системы http://www. yandex. ru/, http://www. google. ru/, http://www. google. сom/ и др.
10 Материально-техническое обеспечение дисциплины
1 Комплект учебных стендов в специализированных аудиториях и лабораториях кафедры 2. Аудитории, оснащенные компьютером и мультимедийным оборудованием для проведения лекционных и практических занятий.
3. Необходимое современное оборудование и измерительные приборы для оснащения лабораторий в соответствии с рекомендациями УМО вузов, контролирующего данное направление.
11 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Методические рекомендации для преподавателей
Последовательность изложения вопросов и их глубина может быть различной в зависимости от реально складывающейся ситуации учебного процесса. Кроме того, преподаватель имеет право выбора способа изложения того или иного вопроса. Лекционный курс предпочтительно излагать с использованием мультимедиа средств в виде презентационного доклада.
Основные приемы изучения дисциплины и используемый соответствующий методический материал рассмотрены в учебниках и учебных пособиях издательства СПГГУ (приведены в списках основной и дополнительной литературы):
1 Образовательные технологии: метод проблемного обучения (исследовательский метод, эвристический метод и метод проблемного изложения); самостоятельное чтение студентами учебной, учебно-методической и справочной литературы и последующие свободные дискуссии по освоенному ими материалу; использование иллюстративных анимационных и видеоматериалов (видеофильмы, фотографии, аудиозаписи, компьютерные презентации), демонстрируемых на современном оборудовании.
2 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации: конкретные формы и процедуры текущего, промежуточного и итогового контроля знаний доводятся до сведения обучающихся в течение первого месяца обучения. Для организации изучения дисциплины рекомендуются разработанные кафедрой ЭЭЭ и утверждённые вузом фонды оценочных средств, домашние задания, контрольные работы, тесты и методы контроля (защита, коллоквиум, зачёт, и др.), позволяющие оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.
Контроль приобретенных навыков практической работы в лабораториях кафедры осуществляется в два этапа: при выполнении лабораторных работ и при защите теоретической части работы, результатов измерений и оценки их достоверности.
Ежемесячно проводится оценка текущей успеваемости в форме аттестации студента и сведения передаются в деканат.
3 Итоговый контроль осуществляется приемом экзамена в виде тестирования. Экзаменационные тесты, разработанные кафедрой ЭЭЭ и утверждённые вузом, должны строго соответствовать содержанию курса читаемых разделов электротехника и электроники ч. 1. Студенты допускаются к сдаче экзамена при наличии положительных результатов по: контрольным работам; выполненным и защищенным, лабораторных работ и домашних заданий.
Методические рекомендации для студентов
В семестре во время изучения дисциплины «Электротехника и электроника ч. 1» студент очной формы обучения должен выполнить 4 лабораторных работ в соответствии с методическими указаниями к каждой работе, согласно календарному учебному плану и индивидуальному графику. Индивидуальный график лабораторных работ является общим для всех студентов СПГГУ, в нем темы лабораторных работ очередного занятия распределены на каждого студента согласно его порядкового номера в журнале группы (см. у старосты группы).
По выполненным лабораторным работам студент составляет отчеты. Отчёт оформляется в печатном виде на листах формата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми кафедрой ЭЭЭ. Обязательная защита отчетов происходит публично на аудиторном занятии преподавателю, ведущему занятия, либо комиссии.
В соответствии с рабочей программой необходимо выполнить две аудиторные контрольные работы в семестре.
Вся информация по организации учебного процесса продублирована на кафедральных информационных стендах.
Разработчик:
СПГГУ | доцент каф. ЭЭЭ |
|
