МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СИСТЕМ

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Рабочая программа дисциплины

по направлению подготовки

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

тип ОПОП прикладной бакалавриат

Владивосток 2017

Рабочая программа дисциплины «Теория электрических цепей» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и Порядком организации и осуществления образовательной деятельности по образовательным программам высшего образования – программам бакалавриата, программам специалитета, программам магистратуры (утв. приказом Минобрнауки России от 01.01.01 г. N 1367)

Составитель:

, к. т.н., доцент

Утверждена на заседании кафедры ИТС от 01.01.2001 г., протокол № 8

Заведующий кафедрой (разработчика) _____________________ 

                                          подпись                 фамилия, инициалы

«____»_______________20__г.

Заведующий кафедрой (выпускающей) _____________________ 

                                          подпись                 фамилия, инициалы

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

«____»_______________20__г.

1 Цель и задачи освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Теория электрических цепей» является обеспечение обучающихся базовым знаниям современной электротехники в разделе электрических цепей и формирование основы для успешного изучения ими последующих предметов электро - и радиотехнического цикла.

Задачи освоения дисциплины заключаются в создании основы для дальнейшего поэтапного формирования профессиональных компетенций ПК-3 и ПК - 28.

2 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы

Таблица 1 – Формируемые компетенции

Название ОПОП ВО

Компетенции

Название компетенции

Составляющие компетенции

Б-ИК

ПК-3

Способность осуществить монтаж, наладку, настройку, регулировку, опытную проверку работоспособности, испытания и сдачу в эксплуатацию сооружений, средств и оборудования сетей и организаций связи

Знания:

Знать важнейшие свойства и характеристики электрических цепей, основы расчета цепей постоянного тока, периодических режимов, индуктивно-связанных, четырехполюсных и трехфазных цепей, фильтров, методы численного анализа, а также закономерности изучаемых физических процессов и явлений.

Умения:

Уметь рассчитывать линейные, нелинейные, двух и многополюсные цепи различными методами, выбрать оптимальный метод расчета

Навыки:

Владеть методами анализа цепей постоянных и переменных токов

ПК - 28

Умение организовать монтаж и настройку инфокоммуникационного оборудования.

Знания:

Знать фундаментальные законы, понятия и положения теоретической электротехники

Умения:

Уметь определять основные характеристики электротехнических процессов при стандартных воздействиях, давать качественную физическую трактовку полученным результатам

Навыки:

Владеть основами электротехнической терминологии

3 Место дисциплины в структуре основной образовательной программы

Дисциплина «Теория электрических цепей» относится к профессиональной дисциплине подготовки бакалавров (прикладной бакалавриат) по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.

Дисциплина «Теория электрических цепей» базируется на дисциплинах: «Физические основы электротехники», «Математический анализ модуль 1» и «Информатика и основы программирования».

Дисциплина «Теория электрических цепей» является базовой для дисциплин «Цифровая электроника» и «Техническое обслуживание инфокоммуникационного оборудования».

4. Объем дисциплины

Название ОПОП

Форма обучения

Цикл

Семестр/

курс

Трудоемкость

Объем контактной работы (час)

СРС

Форма аттестации

(З. Е.)

Всего

Аудиторная

Внеауди-торная

лек

прак

лаб

ПА

КСР

Б-ИК

ОФО

Бл1.Б.3

2

5

77

34

34

9

103

Экзамен

Таблица 2 – Общая трудоемкость дисциплины

5 Структура и содержание дисциплины

5.1 Структура дисциплины

Таблица 3 – Структура дисциплины

№

Название темы

Вид занятия

Объем час

Кол-во часов в интерактивной и

электронной

форме

СРС

1

Введение

Лекция

1

2

Лабораторная работа

2

4

2

Основные законы, элементы и параметры электрических цепей

Лекция

2

4

3

Преобразование цепей

Лекция

2

4

4

Методы расчета сложных цепей постоянного тока

Лекция

4

4

Лабораторная работа

4

4

5

Нелинейные электрические цепи постоянного тока

Лекция

2

4

6

Краткое введение в теорию электрических цепей переменного тока

Лекция

2

6

7

Синусоидальные токи и напряжения

Лекция

8

10

Лабораторная работа

8

8

8

Резонансные явления в цепях переменного тока

Лекция

2

4

Лабораторная работа

4

6

9

Цепи со взаимоиндукцией

Лекция

2

6

10

Трехфазный ток

Лекция

4

6

Лабораторная работа

8

6

11

Нелинейные цепи переменного тока

Лекция

2

4

Лабораторная работа

4

8

12

Четырехполюсники

Лекция

2

4

Лабораторная работа

4

8

13

Заключение

Лекция

1

1

5.2 Содержание дисциплины

№ п./п.

Наименование и содержание разделов и тем

Форма проведения

Виды самостоятельной подготовки

Кол-во
часов

1. Введение. (Рекомендуемая литература[1])

Лекция

Изучение литературы

1

1.1.

Содержание курса. Указания по работе над курсом

1.2.

Краткий исторический обзор и перспективы развития электротехники как науки. Роль русских и зарубежных ученых в развитии электротехники

1.3

Лабораторная работа «Знакомство с системой схемотехнического моделирования Electronics Workbench (на примере версии 5.12)»

Л/р

2

2. Основные законы, элементы и параметры электрических цепей [1-4]

Лекция

2

2.1.

Основные законы электротехники

Изучение литературы

2.2.

Основные понятия и элементы электрической цепи. Замещение физических устройств идеализированными элементами.

2.3.

Понятие об источнике ЭДС и источнике тока. Закон Ома для участка цепи с ЭДС. Распределение потенциала вдоль замкнутой цепи

2.4.

Энергетические соотношения в электрических цепях

3. Преобразование цепей [1-4]

Лекции, решение практических задач

Изучение литературы

2

3.1.

Преобразование простейших цепей: последовательное, параллельное и смешанное соединение

3.2.

Преобразование трех сопротивлений, соединенных в треугольник в эквивалентную звезду и обратно

3.3.

Эквивалентность источников ЭДС и тока. Преобразование схем с двумя узлами

4. Методы расчета сложных цепей постоянного тока [1-4]

Лекции, решение практических задач

Домашнее задание, подготовка к тестированию

4

4.1.

Понятие о графе электрической цепи: дерево, ветви, хорды графа. Матрица контуров, матрица соединений

4.2.

Законы Кирхгофа и их применение для расчета сложных цепей. Законы Кирхгофа в матричной форме

4.3.

Методы контурных токов, узловых потенциалов, наложения эквивалентного генератора

4.4.

Входные и передаточные сопротивления и проводимости двухполюсника

4.5.

Лабораторная работа «Потенциальная диаграмма цепи постоянного тока»

Л/р

4

5. Нелинейные электрические цепи постоянного тока [1-4]

Лекции, решение практических задач

2

5.1.

Определение нелинейной цепи. Нелинейные элементы (НЭ) и их характеристики. Статистические и динамические характеристики НЭ. Краткая характеристика методов расчета нелинейных электрических цепей

Изучение литературы

5.2.

Принцип аналитического метода расчета нелинейных цепей

5.3.

Графо-аналитический метод расчета цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением НЭ

6. Краткое введение в теорию электрических цепей переменного тока [1-4]

Лекции

Изучение литературы

2

6.1.

Определение переменного тока и напряжения. Основные определения для синусоидальных величин. Генерирование синусоидальных ЭДС

6.2.

Действующее (среднеквадратичное) и среднее значения переменного тока

7. Синусоидальные токи и напряжения [1-4]

Лекции, решение практических задач

Изучение литературы, домашнее задание, подготовка к тестированию

8

7.1.

Изображение синусоидальных функций посредством векторов в комплексной форме. Комплексная амплитуда и комплекс действующего значения. Изображение производных и интегралов комплексами

7.2.

Цепи синусоидального тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлением

7.3.

Последовательное соединение активного и реактивных сопротивлений. Закон Ома в комплексной форме. Комплексное сопротивление. Векторная диаграмма, треугольники напряжений и сопротивлений

7.4.

Параллельное соединение активного и реактивного сопротивлений. Комплексная проводимость. Векторная диаграмма, треугольники токов и проводимости. Законы Кирхгофа в комплексной форме

7.5.

Активная, реактивная, мгновенная и полная мощность в цепи синусоидального тока. Треугольник мощностей. Определение мощности в комплексной форме. Понятие о повышении коэффициента мощности электрических систем

7.6.

Применение методов расчета линейных цепей постоянного тока в комплексной форме. Топографические диаграммы

7.7.

Матричная форма записи уравнений электрической цепи

7.8

Лабораторная работа «Исследование простых электрических цепей переменного тока»

Л/р

4

7.9

Лабораторная работа «Исследование сложных электрических цепей переменного тока»

Л/р

4

8. Резонансные явления в цепях переменного тока [1-4]

Лекции

Изучение литературы,

подготовка к тестированию

2

8.1.

Понятия о резонансе в электрической цепи. Резонанс напряжений. Частотные характеристики последовательного контура. Добротность и полоса пропускания контура

8.2.

Резонанс токов. Частотные характеристики параллельного контура. Резонанс при параллельном соединении активно-индуктивного и активно-емкостного сопротивлений. Примеры резонансных явлений, встречающихся на практике

8.3

Лабораторная работа «Резонансные явления в простейших электрических цепях»

Л/р

4

9. Цепи со взаимоиндукцией [1-4]

2

9.1.

Основные определения индуктивно связанных цепей. Потоки и потокосцепления самоиндукции, взаимоиндукции и рассеяния. Индуктивность и взаимоиндуктивность. Коэффициент связи. Направление ЭДС взаимоиндукции

Лекции, решение практических задач

Изучение литературы, домашнее задание

9.2.

Последовательное соединение индуктивно связанных катушек

9.3.

Параллельное соединение индуктивно связанных катушек. Векторные диаграммы

9.4.

Развязывание индуктивных связей. Схемы замещения. Мощность, переносимая из одного контура в другой

10. Трехфазный ток [1-4]

Лекции,

решение практических задач

Изучение литературы, домашнее задание, подготовка к тестированию

4

10.1.

Понятие и основные определения многофазных систем. Симметричные и несимметричные системы. Цепи трехфазного тока. Преимущества трехфазного тока. Значение трехфазного тока в промышленности и судовых установках

10.2.

Получение трехфазного тока. Соединение фаз генератора и нагрузки в звезду и треугольник. Фазные и линейные напряжения и токи

10.3.

Расчет симметричной и несимметричной трехфазной нагрузок при соединении в звезду и треугольник в заданных напряжениях генератора. Расчет сложной трехфазной цепи

10.4.

Мощность трехфазного тока

10.5.

Лабораторная работа «Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой»

Л/р

4

10.6.

Лабораторная работа «Исследование режимов работы трехфазной цепи при соединении нагрузки треугольником»

Л/р

4

11. Нелинейные цепи переменного тока [1-4]

Лекции

Изучение литературы

2

11.1.

Общая характеристика нелинейных цепей. Особенности физических явлений, наблюдаемых в нелинейных цепях переменного тока

11.3.

Векторная диаграмма и схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником

11.4.

Феррорезонансы напряжения и тока

11.5.

Лабораторная работа «Нелинейные цепи переменного тока»

Л/р

4

12. Четырехполюсники [1-4]

Лекции

Изучение литературы, подготовка к тестированию

2

12.1.

Основные уравнения пассивных четырехполюсников (ЧП). Симметричный ЧП. Схемы, эквивалентные пассивному ЧП. Схемы соединения ЧП

12.2.

Метод холостого хода и короткого замыкания. Экспериментальное определение постоянных ЧП. Понятие о передаточных функциях ЧП. Характеристические параметры ЧП.

Понятие об электрических фильтрах

12.3.

Лабораторная работа «Исследование четырехполюсников»

Л/р

4

13

Заключение. Рекомендации литературы для дальнейшего самостоятельного повышения знаний.

1

  Всего аудиторной нагрузки по дисциплине «Теория электрических цепей»

68 час

6. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

При чтении лекций используется мультимедийное оборудование.

Лабораторные работы выполняются на стендах с использованием компьютерных технологий, что обеспечивает моделирование функционирования устройств различной сложности. Лабораторные работы выполняются с использованием программы «Electronics Workbench». Использование программы «Electronics Workbench» позволяет расширить программу исследований без увеличения затрат времени или увеличить количество тем, охваченных лабораторным практикумом.

В ходе изучения дисциплины предусматриваются следующие виды контроля знаний студентов: текущая и промежуточная аттестации.

Текущая аттестация студентов осуществляется по результатам контроля уровня знаний в ходе проведения лекционных занятий, практических, лабораторных работ и консультаций.

Текущая аттестация знаний студентов включает:

- защиту отчётов по выполняемым лабораторным работам;

- оценку знаний и умений студентов при проведении консультаций по лекционным, лабораторному практикуму;

- контроль посещаемости занятий.

Текущая аттестация проводится в форме устного или письменного опроса или теста по разделам дисциплины, изученным студентом в период между аттестациями, при этом учитывается посещение лекционных занятий, количество выполненных и защищённых лабораторных работ. Форма аттестации предлагается ведущим преподавателем и утверждается на заседании кафедры. Результаты аттестации заносятся в ведомость установленной формы.

Промежуточная аттестация – экзамен. Итоговая оценка формируется на основе результатов текущих и промежуточной аттестаций и определяется в соответствии с требованиями Положения о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов ВГУЭС.

7. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

1. Руководство к компьютерным лабораторным работам по электротехнике. http://abc. vvsu. ru/Books/lb_komp/

2. Теория цепей и сигналов. Часть 1. Учебное пособие http://abc. vvsu. ru/Books/pr_teor_sig1/

8. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации

Для аттестации обучающихся на соответствие их персональных достижений планируемым результатам обучения по дисциплине созданы тестовые вопросы для текущего контроля успеваемости и экзаменационные вопросы для промежуточного контроля (См. Приложение 1)

9. Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

а) основная литература

Запасный, Анатолий Иванович. Основы теории цепей: учебное пособие для студентов вузов / . - М.: РИОР, 2010. - 336 с. Данилов, Илья Александрович. Общая электротехника: учеб. пособие для бакалавров / . - М.: Юрайт: ИД Юрайт, 2013. - 673 с. - (Бакалавр. Базовый курс). Останин, Борис Павлович. Основы теории цепей: учебно-практ. пособие / ; Владивосток. гос. ун-т экономики и сервиса. - Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2010. - 148 с.: ил. - Библиогр.: с.146 Поляков, Анатолий Евгеньевич. Электротехника в примерах и задачах: учебник для студентов вузов / , . - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2015. - 360 с. - (Высшее образование: Бакалавриат).

б) дополнительная литература

Батура, Михаил Павлович. Теория электрических цепей: для студ. электротехн. спец. учреждений, обеспечивающих получение высш. образования / , , ; под общ. ред. . - 2-е изд.,испр. - Минск: Высш. шк., 2007. - 608 с. : ил. Бессонов, Лев Алексеевич. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник / . - 10-е изд. - М.: Гардарики, 2002. - 637с. : ил. Попов, Вадим Петрович. Основы теории цепей. учебник для студентов вузов. / . – 6-е изд., испр. М.: Высш. шк., 2007. – 575 с. Ил. Бессонов, Лев Алексеевич. Линейные электрические цепи. Новые разделы курсы теоретических основ электротехники: учебное пособие / . - М.: Высш. шк., 1983. - 336с. Касаткин, Александр Сергеевич. Электротехника: учебник для студ. вузов / , . - 11-е изд.,стереотип. - М.: Академия, 2008. - 544 с.: ил. - (Высшее профессиональное образование). Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение «Солон - Р» Москва 2000. Фриск, Валерий Владимирович. Основы теории цепей Лабораторный практикум на персональном компьютере. / . – М.: СОЛОН – Пресс, 2002. – 192 с. – (Библиотека студента). Лоторейчук, Евсей Александрович. Расчет электрических и магнитных цепей и полей. Решение задач: Учебное пособие / - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 272 с.

[Электр. ресурс] Режим доступа: http:///catalog. php? bookinfo=544704.

10. Перечень ресурсов информационно - телекоммуникационной сети «Интернет»

а) полнотекстовые базы данных

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ 12-е изд., испр. и доп. Учебник для бакалавров  http://www. biblio-online. ru/thematic/?16&id=urait. content.3CBB2966-5FBB-43BB-AFF3-40C9B30AF300&type=c_pub

б) интернет-ресурсы

Основы теории цепей

http://abc. vvsu. ru/Books/p_teoryceoisig1/

Электротехника и электроника. Часть 1. Электротехника

http://abc. vvsu. ru/Books/p_elektrotehielektronika_st/

Теория цепей и сигналов. Часть 1.Учебное пособие

http://abc. vvsu. ru/Books/pr_teor_sig1/

Руководство к компьютерным лабораторным работам по электротехнике.

http://abc. vvsu. ru/Books/lb_komp/

11. Перечень информационных технологий

Для проведения лабораторных работ по моделированию и анализу электрических схем используется система схемотехнического моделирования Electronics Workbench (на примере версии 5.12).

13. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Чтение лекций производится в аудиториях, имеющих мультимедийное оборудование.

Лабораторные работы выполняются в компьютерном классе с использованием программы «Electronics Workbench».