Рабочая программа учебной дисциплины «Электроника и электротехника»

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения учебной дисциплины «Электротехника и электроника» является формирование у обучающихся компетенций в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами по специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере » и приобретение ими:
- знаний о законах электротехники и электроники и методах расчета электрических и магнитных цепей;
- умений применять методы математического анализа при исследовании электрических и магнитных цепей;
- навыков использования современных вычислительных средств для анализа электрических и магнитных цепей.

2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОП ВО

Учебная дисциплина «Электроника и электротехника» относится к базовой части профессионального цикла.
Для изучения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки, формируемые следующими предшествующими дисциплинами:
- Высшая математика;
- Информатика;
- Теория вероятности и математическая статистика;
- Физика.
Приобретенные в результате изучения дисциплины «Электроника и электротехника» знания, умения и навыки являются неотъемлемой частью формируемых у выпускника компетенций, в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами по специальности «Техносферная безопасность», и будут использованы при изучении последующих учебных дисциплин:
- Автоматика безопасности;
- Метрология, стандартизация и сертификация;
- Осветительные установки на транспорте;
- Светотехника;
- Электромагнитная безопасность.

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ), СООТНЕСЕННЫЕ С ПЛАНИРУЕМЫМИ РЕЗУЛЬТАТАМИ ОСВОЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

№ п/п	Индекс и содержание компетенции	Планируемые результаты
1	2	3
1	Выпускник должен обладать компетенцией ОК-6 способностью организовать свою работу ради достижения поставленных целей; готовность к использованию инновационных идей;	Знать: основные законы и понятия электричества и магнетизма
Уметь: использовать основные законы электротехники при рещении типовых задач электротехники и электроники.
Владеть: методами математического анализа физических явлений и процессов
2	Выпускник должен обладать компетенцией ОК-8 способностью работать самостоятельно;	Знать: технические и программные средства реализации инфармационных технологий компьютерного моделирования в области электротехники и электроники
Уметь: применять математические методы, физические законы и вычислительную технику для решения практических задач в области электротехники и электроники
Владеть: основными методами на ПЭВМ с прикладными программными средствамидля моделирования электротехнических процессов
3	Выпускник должен обладать компетенцией ПК-3 способностью принимать участие в инженерных разработках среднего уровня сложности в составе коллектива;	Знать: основные законы и понятия электротехники и электроники
Уметь: решать теоретические задачи используя законы электротехники
Владеть: владеть методами расчета электротехнического оборудования
4	Выпускник должен обладать компетенцией ПК-5 способностью использовать методы расчетов элементов технологического оборудования по критериям работоспособности и надежности.	Знать: основные законы и методы расчета электрических цепей постоянного и переменного тока.
Уметь: уметь определять электрические параметры элементов технологического оборудования
Владеть: методикой расчета электрических элементов технологического оборудования
5	Выпускник должен обладать компетенцией ПК-8 способностью ориентироваться в основных методах и системах обеспечения техносферной безопасности, обоснованно выбирать известные устройства, системы и методы защиты человека и природной среды от опасностей.	Знать: знать типовое электрототехническое оборудование в системах техносферной безопасности
Уметь: выбирать электротехнические устройства для защиты человека и природы от опасностей
Владеть: владеть электотехническими усторйствами, системами для защиты человека и природной среды от опасностей
6	Выпускник должен обладать компетенцией ПК-20 способностью принимать участие в научно-исследовательских разработках по профилю подготовки: систематизировать информацию по теме исследований, принимать участие в экспериментах, обрабатывать полученные данные;	Знать: принципы постоения и функционирования электрических машин, цепей. и электронных схем.
Уметь: применять приципы построения и анализа эксплуатации электрических сетей, электрооборудования и электронных схем.
Владеть: владеть методами теоретического и экспериментального исследования в электротехнике и электронике.

4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦАХ И АКАДЕМИЧЕСКИХ ЧАСАХ
4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет:

- 5 зачетных единиц,
- 180 часов.

4.2. Распределение объема учебной дисциплины на контактную работу с преподавателем и самостоятельную работу обучающихся

Вид учебной работы	Всего по учебному плану	Курсы
1	2	3	4	5	6
1	2	3	4	5	6	7	8
Контактная работа обучающихся с преподавателем (всего), часов	20	20
Аудиторные занятия всего:	26	26
В том числе: Лекции (Л), часов	8	8
Практические (ПЗ) и семинарские (С) занятия, часов
Лабораторные работы (ЛР) (лабораторный практикум) (ЛП), часов	12	12
Контроль самостоятельной работы (КСР), часов	6	6
Самостоятельная работа (СРС) (всего), часов	141	141
Промежуточная аттестация (Экз, ЗаО, За), часов	13	13
ОБЩАЯ трудоёмкость дисциплины:	часов:	180	180
зачетных единиц:	5	5
Текущий контроль успеваемости (количество и вид контроля К, КП, КР, эл. тест КСР)		К(2), КСР(1)
Виды промежуточной аттестации (За, ЗаО, Экз)		За, Экз

4.3. Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам (разделам)

№ п/п	Курс	Тема (Раздел). Краткое содержание раздела	Виды учебной деятельности в часах / в том числе в интерактивной форме	Формы текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Л	ЛР	ПЗ	КСР	СРС	Всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	2	Раздел 1. Методы расчета электрических цепей постоянного тока. Электрическая цепь и ее элементы. Классификация электрических цепей. Основные законы электрических цепей. Анализ цепей с одним источником энергии при последовательном, параллельном и смешанном соединении пассивных элементов. Расчет сложных цепей путем непосредственного применения законов Кирхгофа и методом контурных токов. Работа и мощность цепи постоянного тока. Работа и мощность электрического тока. Тепловое действие электрического тока. Баланс мощностей для электрической цепи. Анализ цепей с одним источником энергии при последовательном, параллельном и смешанном соединении пассивных элементов методом эквивалентных преобразований.	2 -- 0	4 -- 0	0 -- 0	2 -- 0	20 -- 0	28 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
2	2	Раздел 2. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока Однофазный синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Мгновенное, среднее и действующее значения переменного тока. Изображение синусоидальных функций времени вращающимися векторами. Векторные диаграммы. Резистивный элемент, идеальная катушка и идеальный конденсатор в цепи переменного тока. Анализ цепи переменного тока, содержащей последовательно соединенные резистивный элемент, индуктивную катушку и конденсатор. Три случая векторной диаграммы. Активная, реактивная и полная мощности в цепях однофазного переменного тока. Единицы измерения мощностей. Баланс мощностей для цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности электрических установок. Явление резонанса в цепях переменного тока.	2 -- 0	4 -- 0	0 -- 0	2 -- 0	20 -- 0	28 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
3	2	Раздел 3. Трехфазные цепи Области применения трехфазных систем. Простейший синхронный трехфазный генератор. Способы соединения фаз и изображения обмоток трехфазных генераторов. Анализ трехфазных цепей с приемниками, соединенными звездой с нейтральным проводом. Мощность трехфазной цепи при симметрической и несимметрической нагрузке, соединенной звездой и треугольником.	1 -- 0	4 -- 0	0 -- 0	1 -- 0	20 -- 0	26 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
4	2	Раздел 4. Переходные процессы в электрических цепях Основные понятия о переходных процессах в электрических цепях. Классический метод расчета переходных процессов. Принужденные и свободные составляющие токов и напряжений. Законы коммутации.	1 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	16 -- 0	17 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
5	2	Раздел 5. Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами. Электромагнетизм и магнитные цепи. Анализ и расчет магнитных цепей.	0 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	25 -- 0	25 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
6	2	Раздел 6. Основы электрических машин и электропривода. Основное электротехническое оборудование, применяемое в промышленности, строительстве и на транспорте. Устройство и принцип действия трансформатора. Устройство, принцип действия и режимы работы машин постоянного тока. Устройство и принцип действия асинхронных двигателей. Устройство и принцип действия синхронных машин. Электромагнитные устройства. Электротехническая аппаратура. Режимы работы электрооборудования и расчет их основных параметров.	1 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	20 -- 0	21 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
7	2	Раздел 7. Основы промышленной и транспортной электроники, основы электрических измерений и используемая аппаратура. Элементная база современных электронных устройств. Источники вторичного электропитания электронных устройств. Усилители электрических сигналов. Импульсные и автогенераторные устройства. Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства. Электрические измерения. Основные понятия и определения. Измерительные приборы.	1 -- 0	0 -- 0	0 -- 0	1 -- 0	20 -- 0	22 -- 0	К(2), КСР(1), За, Экз
Всего:	8 -- 0	12 -- 0	0 -- 0	6 -- 0	141 -- 0	167 -- 0

4.4. Лабораторные работы / практические занятия
4.4.1. Лабораторные работы

№ п/п	Курс	Тема (раздел) учебной дисциплины	Наименование лабораторных работ	Всего часов / из них часов в интерактивной форме
1	2	3	4	5
1	2	Раздел 1. Методы расчета электрических цепей постоянного тока.	Исследование сложной электрической цепи постоянного тока	4 / 0
2	2	Раздел 2. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока	Исследование разветвленной электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений (резонанс напряжений)	4 / 0
3	2	Раздел 3. Трехфазные цепи	Исследование трехфазных электрических цепей при соединении "звездой" и "треугольником"	4 / 0
Всего:	12 / 0

4.4.2. Практические занятия

Практические занятия не предусмотрены.

4.5. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Курсовые проекты (работы) не предусмотрены.

4.6. Примерная тематика контрольных работ

Студент выполняет две контрольные работы:
Темой контрольныой работы № 1 является «Расчет линейных электрических цепей постоянного и расчет линейной цепи однофазного переменного тока».
Темой контрольной работы № 2 является «Расчет трехфазных цепей, соединенных "звездой с нейтральным проводом проводом"и расчет выпрямителя».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для реализации компетентностного подхода и с целью формирования и развития профессиональных навыков студентов по усмотрению преподавателя в учебном процессе могут быть использованы в различных сочетаниях активные и интерактивные формы проведения занятий, включая: компьютерные симуляции, деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций, тренинги, встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

6. УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)

№ п/п	Курс	Тема (раздел) учебной дисциплины	Вид самостоятельной работы студента. Перечень учебно-методического обеспечения самостоятельной работы	Всего часов
1	2	3	4	5
1	2	Раздел 1. Методы расчета электрических цепей постоянного тока.	решение типовых задач; решение заданий из контрольной работы	20
2	2	Раздел 2. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока	решение типовых задач; решение заданий из контрольной работы	20
3	2	Раздел 3. Трехфазные цепи	решение типовых задач; решение заданий из контрольной работы; тестирование в межсессионный период	20
4	2	Раздел 4. Переходные процессы в электрических цепях	самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом	16
5	2	Раздел 5. Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока	самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом	25
6	2	Раздел 6. Основы электрических машин и электропривода. Основное электротехническое оборудование, применяемое в промышленности, строительстве и на транспорте.	самостоятельное изучение и конспектирование отдельных тем учебной литературы, связанных с разделом	20
7	2	Раздел 7. Основы промышленной и транспортной электроники, основы электрических измерений и используемая аппаратура.	решение типовых задач; решение заданий из контрольной работы	20
Всего:	141

7. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
7.1. Основная литература

№ п/п	Наименование	Автор(ы)	Год и место издания. Место доступа	Используется при изучении разделов, номера страниц
1	2	3	4	5
1	Электротехника	,	2011, М.: Издательский центр "Академия"	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
2	Теоретические основы электротехники. Комплект в 2-х т. Т.1. Электромагнитное поле: учебник для бакалавров	Бессонов, Л. А.	М. :Юрайт, 2013	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
3	Теоретические основы электротехники. Комплект в 2-х т. Т.2. Электрические цепи: учебник для бакалавров	Бессонов, Л. А.	М. :Юрайт, 2013	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

7.2. Дополнительная литература

№ п/п	Наименование	Автор(ы)	Год и место издания. Место доступа	Используется при изучении разделов, номера страниц
1	2	3	4	5
1	Теоретические основы электротехники. Часть I. Учебное пособие	,	2007, М.: РГОТУПС	1, 2
2	Электротехника. Трансформаторы. Конспект лекций		2006, М.: РГОТУПС	6
3	Электротехника. Машины переменного тока. Конспект лекций		2000, М.: РГОТУПС	6
4	Электротехника. Машины постоянного тока. Конспект лекций		2000, М.: РГОТУПС	6
5	Электротехника. Электрические измерения. Конспект лекций		2000, М.: РГОТУПС	7
6	Теоретические основы электротехники, часть 2. Трехфазные цепи. Четырехполюсники. Учебное пособие.	, , Е. С, Гирина	2010, М.: РОАТ	3
7	Электротехника и электроника. Линейные электрические цепи постоянного тока. Учебное пособие.		2006, М.: РГОТУПС	1
8	Электротехника. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока. Конспект лекций.		2007, М.: РГОТУПС	2

8. ПЕРЕЧЕНЬ РЕСУРСОВ ИНФОРМАЦИОННО - ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ "ИНТЕРНЕТ", НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

1. Официальный сайт РОАТ – http://www. rgotups. ru/ru/
2. Официальный сайт МИИТ – http://miit. ru/
3. Электронные расписания занятий – http://appnn. rgotups. ru:8080/scripts/B23.exe/R01
4. Система обучения «Космос» – http://stellus. rgotups. ru/
5. Официальный сайт библиотеки РОАТ – http://lib. rgotups. ru/
6. Поисковые системы «Яндекс», «Google» для доступа к тематическим информационным ресурсам.

9. ПЕРЕЧЕНЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СПРАВОЧНЫХ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)

Программное обеспечение должно позволять выполнить все предусмотренные учебным планом виды учебной работы по дисциплине «Электроника и электротехника»: теоретический курс, практические занятия, задания на контрольную работу, тестовые и экзаменационные вопросы по курсу. Все необходимые для изучения дисциплины учебно-методические материалы объединены в Учебно-методический комплекс и размещены на сайте университета: http://www. rgotups. ru/ru/.
- Программное обеспечение для выполнения практических заданий включает в себя специализированное прикладное программное обеспечение [укажите соответствующее программное обеспечение, например, Work Bench, MatCad, MathLab, Labview, Консультант плюс и т. д.], а также программные продукты общего применения
- Программное обеспечение для проведения лекций, демонстрации презентаций и ведения интерактивных занятий: Microsoft Office 2003 и выше.
- Программное обеспечение, необходимое для оформления отчетов и иной документации: Microsoft Office 2003 и выше.
- Программное обеспечение для выполнения текущего контроля успеваемости: Браузер Internet Explorer 6.0 и выше.
Учебно-методические издания в электронном виде:
1. Каталог электронных пособий в системе обучения «Космос» – http://stellus. rgotups. ru/ - «Вход для зарегистрированных пользователей» - «Ввод логина и пароля доступа» - «Просмотр справочной литературы» - «Библиотека».
2. Каталог учебно-методических комплексов дисциплин – http://www. rgotups. ru/ru/chairs/ - «Выбор кафедры» - «Выбор документа»

10. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛЬНО - ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)
10.1. Требования к аудиториям (помещениям, кабинетам) для проведения занятий с указанием соответствующего оснащения

Учебная аудитория должна соответствовать требованиям пожарнойбезопасности и охраны труда по освещенности, количеству рабочих (посадочных) мест студентов.
Учебные лаборатории и кабинеты должны быть оснащены необходимым лабораторным оборудованием, приборами и расходными материалами, обеспечивающими проведение предусмотренного учебным планом лабораторного практикума (практических занятий) по дисциплине. Освещенность рабочих мест должна соответствовать действующим СНиПам.

10.2. Перечень лабораторного оборудования

Лабораторное оборудование не предусмотрено.

11. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Для успешного освоения дисциплины студенты должны прослушать курс лекций, под руководством преподавателя во время аудиторной работы самостоятельно выполнить задания лабораторных работ; во время внеаудиторной работы своевременно выполнить и защитить контрольные работы, сдать зачет и экзамен.
Необходимым требованием для выполнения контрольных работ, подготовки к зачету и экзамену является обязательная самостоятельная работа студента над учебным материалом во внеаудиторное время без участия преподавателя.
Во время самостоятельной работы без участия преподавателя студенту необходимо:
- используя рекомендованную литературу, более глубоко изучить некоторые разделы дисциплины,
- выполнить и оформить контрольные работы,
- пройти компьютерный текущий самоконтроль - тест контроля самостоятельной работы на базе электронного тестирования системы "Космос".
Методические рекомендации по выполнению контрольных работ даны в учебно-методических материалах, размещенных в системе "Космос".

12. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

Экзаменационные вопросы
1. Электрическая цепь и ее элементы. Классификация электрических цепей.
2. Основные законы электрических цепей.
3. Анализ цепей с одним источником энергии при последовательном, параллельном и смешанном соединении пассивных элементов.
4. Расчет сложных цепей путем непосредственного применения законов Кирхгофа и методом контурных токов.
5. Работа и мощность цепи постоянного тока. Баланс мощностей.
6. Однофазный синусоидальный ток и основные характеризующие его величины. Мгновенное, среднее и действующее значения переменного тока.
7. Изображение синусоидальных функций времени вращающимися векторами. Векторные диаграммы.
8. Резистивный элемент, идеальная катушка и идеальный конденсатор в цепи переменного тока.
9. Анализ цепи переменного тока, содержащей последовательно соединенные резистивный элемент и индуктивную катушку.
10. Анализ цепи переменного тока, содержащей последовательно соединенные резистивный элемент и конденсатор.
11. Анализ цепи переменного тока, содержащей последовательно соединенные резистивный элемент, индуктивную катушку и конденсатор. Три случая векторной диаграммы.
12. Активная, реактивная и полная мощности в цепях однофазного переменного тока. Единицы измерения мощностей. Баланс мощностей для цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности электрических установок.
13. Явление резонанса в цепях переменного тока.
14. Области применения трехфазных систем. Простейший синхронный трехфазный генератор. Способы соединения фаз и изображения обмоток трехфазных генераторов.
15. Анализ трехфазных цепей с приемниками, соединенными звездой с нейтральным проводом.
16. Мощность трехфазной цепи при симметрической и несимметрической нагрузке, соединенной звездой и треугольником.
17. Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами.
18. Анализ и расчет магнитных цепей.
19. Элементная база современных электронных устройств.
20. Источники вторичного электропитания. Усилители электрических сигналов.
21. Импульсные и автогенераторные устройства. Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства.
22. Электрические измерения и приборы.
23. Назначение, принцип действия и устройство трансформатора.
24. Общие сведения о машинах постоянного тока.
25. Классификация машин переменного тока. Асинхронные машины. Синхронные машины.