Реферат: Программа дисциплины опд. Ф. 4 «теоретические основы электротехники» для студентов специальности 140306 Электроника и автоматика физических установок

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию




ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД.Ф.4 «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»


для студентов специальности

140306 – Электроника и автоматика физических установок


направления 140300 – Ядерные физика и технологии


Форма обучения: заочная


Объем дисциплины и виды учебной работы по заочной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

3

4

Общая трудоемкость дисциплины

85







Аудиторные занятия

32

16

16

Лекции

16

8

8

Практические занятия и семинары

8

4

4

Лабораторные работы

8

4

4

Курсовой проект (работа)










Самостоятельная работа

53

26

27

Расчетно-графические работы










Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




Зачет

Экзамен



Обнинск, 2009


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140300 – Ядерные физика и технологии.


Программу составил:


___________________ А.А.Абакумов, зав.кафедрой ЭиЭ, д.т.н., профессор


___________________ Л.К.Особливец, ст. преподаватель


Программа рассмотрена на заседании кафедры электротехники и электроники (протокол №___ от __________200__г.)


Заведующий кафедрой

электротехники и электроники


___________________ А.А.Абакумов


“____”_____________ 200__ г.


СОГЛАСОВАНО:


Начальник учебно-методического

Управления


_____________________Ю.Д.Соколова


«______»______________20____г.

Декан факультета заочного обучения


___________________А.А.Росляков


«______»______________20____г.








^ 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью курса является изучение законов электротехники, методов анализа электрических цепей.


2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


В результате изучения дисциплины студент должен:

^ Целью изучения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов в области электротехники степени, чтобы они могли выбирать необходимые электротехнические, электроизмерительные устройства, уметь их правильно эксплуатировать.

^ Основными задачами изучения дисциплины являются:

формирование у студентов необходимых знаний основных электротехнических законов и методов анализа электрических цепей;

формирование у студентов необходимых знаний о принципах действия, свойствах, областях применения и потенциальных возможностях основных электрических проборов и устройств;

формирование у студентов умений экспериментальным способом и на основе паспортных и каталожных данных определять параметры и характеристики типовых электротехнических устройств.

^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные законы, относящиеся к электрическим цепям; основные методы расчета цепей; уметь:
делать общий анализ структурных и функциональных электрических схем и выполнять расчёт основных параметров;

составлять простые электрические схемы,

определять простейшие неисправности, составлять спецификации.

иметь навыки:

- измерения параметров электрических цепей и простейших электронных схем с

использованием электронных измерительных приборов;


^ 3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Тема 1. Введение - (2, стр.13-17)

Электрическая энергия, её особенности и области применения. Развитие электротехники, электроники.

Значение электротехнической подготовки для инженеров неэлектротехнических специальностей. Связь со специальными дисциплинами. Содержание дисциплины и организация процесса обучения.


Тема 2. Электрические цепи. – (2, стр.18,19; 1. стр. 28-32; 3. стр. 5-15)

Электрическая цепь. Основные понятия и определения. Структура электрической цепи. Эквивалентные схемы. Элементы электрической цепи. Источники тока и ЭДС. Последовательное, параллельное, смешанное соединение элементов. Эквивалентные преобразования участков цепи: с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов.


Тема 3. Законы электротехники. - (1, стр. 31-45; 2. стр. 166-215; 3, стр. 17-36)

Топологические элементы электрической цепи: ветвь, узел, контур. Закон Ома. Законы Кирхгофа. Применение законов Кирхгофа к анализу электрических цепей. Методы расчета электрических цепей: метод контурных токов, метод узловых потенциалов, метод эквивалентного генератора.


Тема 4. Линейные электрические цепи при гармоническом воздействии – (1, стр.85-108; 2. стр.52-793, стр.17-49)

Гармонические колебания и их параметры. Действующие значения токов и напряжений. Гармонический ток в сопротивлении, индуктивности и емкости. Способы представления электрических величин гармонических функций: временными диаграммами, векторами, комплексными числами. Символический метод расчета электрических цепей. Активная, реактивная, полная мощность. Векторный анализ электрических цепей.


Тема 5. Колебательные контуры. Резонанс. – (1, стр.108133; 3. стр.88-101)

Последовательный колебательный контур. Резонанс напряжений. Основные понятия и определения. Условие возникновения резонанса. Резонансные кривые. Обобщенные параметры колебательного контура: резонансная частота, добротность, характеристическое сопротивление.

Параллельное соединение элементов. Резонанс токов. Условие возникновения, резонансные кривые.


Тема 6. Трехфазные цепи. Трехфазные системы ЭДС. - (1, стр.184-204; 3, стр.104-123)

Основные схемы соединения. безопасное напряжение. Зануление, заземление. Векторные диаграммы.


Тема 7. Четырехполюсники – (1, стр.135-184)

Классификация четырехполюсников. Уравнения четырехполюсников (ЧП). Экспериментальное определение коэффициентов ЧП. Согласование сопротивлений ЧП.

Фильтры как ЧП. Передаточные функции I-го и II-го порядка.

Тема 8. Нелинейные электрические цепи – (1, стр.404-414; 3, стр.159-167)

Нелинейные элементы и их вольт-амперные характеристики (ВАХ). Графический метод анализа простейших электрических цепей с нелинейным элементом, нагрузочная прямая. Аппроксимация и линеаризация ВАХ, статическое и дифференциальное сопротивление.


Тема 9. Переходные процессы в линейных электрических цепях. [3, стр. 324-378]

Понятие о переходных процессах. Законы коммутации и начальные условия.

Классический метод анализа переходного процесса. Описание электрической цепи дифференциальными уравнениями равновесия. Способы составления характеристического уравнения. Принужденная и свободная составляющая. Определение постоянных интегрирования.

Операторный метод анализа переходного процесса. Преобразование Лапласа (оригинал и изображение). Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Последовательность анализа цепи в операторной форме.

Тема 10. Магнитные цепи – (3, стр.168-196)

Основные понятия, характеризующие магнитное поле. Магнитные свойства материалов. Магнитные цепи. Уравнения равновесия для магнитных цепей (законы Кирхгофа). Расчет магнитных цепей. Прямая задача. Обратная задача.


Тема 11. Электромагнитные устройства и электрические машины — (3. стр. 196-230; 377-379; 467-469)

Трансформаторы. Устройство и принцип действия трансформатора. Машины постоянного тока. Устройство и принцип действия. Характеристики двигателя постоянного тока.

Асинхронные машины. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного двигателя.

Синхронные машины. Устройство и принцип действия синхронных машин.


3.1. Лекции (16 часов)


Тема 1. Введение (1 час).

Тема 2. Электрические цепи (1 час).

Тема 3. Законы электротехники (2 часа).

Тема 4. Линейные электрические цепи при гармоническом воздействии (2 часа)

Тема 5. Колебательные контуры. Резонанс. (1 час)

Тема 6. Трехфазные цепи. Трехфазные системы ЭДС. (1 час)

Тема 7. Четырехполюсники. (1 час)

Тема 8. Нелинейные электрические цепи. (2 час)

Тема 9. Переходные процессы в линейных электрических цепях (3 часа)

Тема 10. Магнитные цепи (1 час)

Тема 11. Электромагнитные устройства и электрические машины (1 час)


^ 3.2. Практические и семинарские занятия — 8 часов


Тема

Темы практических работ и семинаров

Литература

Кол-во часов

3

Расчет цепей по закону Ома и законам Кирхгофа

1,2,3,4

1


3


Расчет цепей МКТ.

Расчет цепей МУП.


1,2,3,4



2


5

Колебательный контур. Резонанс.

1,2,3,4

2

7

Четырехполюсники.

1,2,3,4

2

8

Нелинейные электрические цепи.

1,2,3,4

1

^ 3.3. Лабораторный практикум — 8 часов


Разделы

Темы лабораторных работ

Литература

Кол-во часов

3

Цепь постоянного тока

6

2

4

Цепь переменного тока

6

2

8

Электрическая цепь с нелинейным элементом.

5

2

11

Асинхронный двигатель

4

2


^ 3.4. Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрены.


3.5. Формы контроля


Разделы

Форма контроля

Литература

3,4

Контрольная работа (Расчет цепей постоянного и переменного тока)

1,2,3

9

Контрольная работа (Переходные процессы)

1,2,3


^ 3.6. Самостоятельная работа — 53 часа


Тема

Литература

Форма

контроля

Метод эквивалентного генератора

1,2,3

конспект

Метод наложения при расчете электрических цепей

1,2,3

конспект

Четырехполюсники

1,2,3

конспект

Нелинейные цепи

1,2,3

конспект

Трехфазные цепи

1,2,3

конспект

Двигатель постоянного тока

1,3

конспект


^ 4. Рекомендуемая литература


4.1. Основная литература (имеется в библиотеке ИАТЭ)


Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи -М.: Гардарики, 2001.- 638 с. (150 экз.)

Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники, ч.1. Линейные электрические цепи.- М.: - Энергия.- 1970. - 595 с. (20 экз.)

Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. -М.: Высш. шк. -2000. 542 с. (20 экз)

Шебес М.Р. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Высшая школа, 1982. (150 экз.)


^ 4.2. Дополнительная литература (имеется в библиотеке ИАТЭ)


Борисов М.Ю., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

Электротехника и электроника. Кн 1. Электрические и магнитные цепи. / Под ред. В.Г.Герасимова. - М.: Энергоатомиздат, 1996. 288 с.

Электротехника и электроника. Кн 2. Электромагнитные устройства и электрические машины. / Под ред.В.Г.Герасимова. - М.: Энергоатомиздат, 1997. 272 с.


^ 4.3. Средства обеспечения освоения дисциплины


Контролирующие и расчетные программы

Слайды

Плакаты.


Материально-техническое обеспечение дисциплины




Лаборатории:

электротехники,

электрических цепей,


2. Специализированные стенды и макеты;


3. Приборы:

Источник напряжения постоянного тока ТЭС-21;

Генератор сигналов ГЗ-111, ГЗ-120;

Цифровой измерительный прибор Щ4313;

Милливольтметр импульсный В3-38;

Измеритель разности фаз цифровой Ф2-34;

Осциллограф С1-94.