Электротехника и электроника

ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО КУРСУ

 

 

Технологические, нормативные материалы для студентов

факультета Летательных аппаратов (ФЛА)

 

 

Новосибирск

УДК 621.3. +621.38(07)

 

 

Цели изучения дисциплины «Электротехника и электроника»

· Основная цель курса: - ввести студентов в сферу основных теоретических понятий, терминов, расчетных методов и математических моделей теории электрических цепей и их прикладных электромеханических и электронных приложений.

· Ядро курса составляют задачи преобразования электрической энергии, рассматриваемые теорией электрических цепей на всех этапах рабочего цикла сложной электронно-механической системы. В курсе выделены три разноплановые составляющие: теоретическая часть (основы теории цепей) и две прикладные части (электромеханические преобразователи - электрические машины и электронные преобразователи - электронные устройства).

 

Практическая задача дисциплины - сформировать у студентов следующие знания, умения и навыки.

 

· Знание основных определений, теорем и законов электротехники

· Знание методов расчета линейных цепей.

· Знание характеристик и свойств электронных устройств и исполнительных электрических машин.

· Умение использовать методы расчета электрических цепей при анализе стационарных режимов в электротехнических устройствах.

· Умение анализировать электрические схемы с помощью современных компьютерных программных продуктов.

· Практические навыки по проведению как натурного, так и компьютерного эксперимента при исследовании электротехнических цепей и устройств.

 

 

Краткая рабочая программа

 

1. Предмет и место дисциплины в подготовке специалистов в области авиастроения. Введение. Понятие и термины электротехники. Элементы электрических цепей и их параметры. Цепи постоянного тока. Нелинейные цепи*.

2. Виды источников энергии и режимы их работы. Законы Ома и Кирхгофа. Эквивалентные преобразования. Баланс мощностей.

3. Методы расчёта разветвлённых электрических цепей. Взаимные преобразования «треугольника» и «звезды» сопротивлений. Метод свертывания.

4. Метод наложения, метод прямого применения законов Кирхгофа, метод контурных токов.

5. Метод узловых потенциалов и метод эквивалентного генератора в расчетах разветвленных цепей.

6. Цепи переменного тока Особенности, свойства и способы оценки и анализа.

7. Цепь RL. Цепь RC Цепь RLC (последовательная). Резонанс напряжений. Векторные диаграммы.

8. Параллельная цепь RLC. Двухполюсник и его схемы. Резонанс токов. Векторные диаграммы.

9. Символический метод расчёта. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Примеры расчёта. Векторные диаграммы. Расчёт мощности.

10. Трёхфазные цепи. Основные понятия. Режимы работы при соединении потребителей в «звезду» и в «треугольник». Векторные диаграммы.

11. Методы расчёта 3-х фазных цепей. Мощности в 3-х фазных цепях.

12. Трансформаторы. Виды, типы, применение. Принцип работы, электромагнитные процессы.

13. Элементы электроники. Полупроводниковые приборы с одним p-n переходом. Диоды. Выпрямители синусоидального тока. Схемы, характеристики, применение.

14. Тиристоры. Тиры, свойства, характеристики. Управляемый выпрямитель. Схема, характеристики, применение.

15. Транзисторы. Биполярные транзисторы. Типы, свойства, схемы включения, характеристики. Усилители переменного напряжения. УПТ. УМ. ИУ. ОУ. Схемы, свойства, характеристики. Полевые транзисторы*.

16. Электрические машины. Эл. машины постоянного тока. Общие понятия, типы, принцип работы, свойства, характеристики, применение.

17. Асинхронные эл. двигатели. Общие понятия, типы, принцип работы, свойства, характеристики, применение. Синхронные и специальные эл. машины*.

Примечание. Звездочками обозначены темы, изучение которых не является обязательным для подготовки бакалавров. По этим темам могут быть прочитаны лекции и проведены практические занятия при подготовке магистров, а также по желанию студентов могут быть прочитаны факультативные лекции и организованны коллективные и индивидуальные консультации.

Порядок и методы изучения дисциплины

Дисциплина «Электротехника и электроника» изучается в 5 семестре. Учебный план отводит на изучение этой дисциплины 153 часа: из них 68 часов аудиторных занятий и 85 часов – самостоятельной работы студентов Студенты выполняют одно расчетно-графическое задание (РГЗ) и две контрольные работы (КР). По окончании семестра рейтинговый экзамен.

При изучении дисциплины используются следующие принципы и методы обучения:

- модульность - деление курса на самостоятельные, но в то же время, взаимосвязанные части;

- практическая направленность;

- использование проблемного, рейтингового метода обучения на практических и лабораторных занятиях;

- обеспечение высокой степени самостоятельности студента при изучении модулей курса;

- ритмичность изучения курса (достигается использованием рейтинговой системы).

 

Календарно-тематический план

Модули №	Темы (недели изучения)	Упражнения (недели)	Лабораторные работы (недели)	РГЗ, КР (недели)
	Введение и цепи постоянного тока (1–2).	1 занятие (1)	№1 (1)	РГЗ выдача (2)
	Методы расчета цепей постоянного тока (3-5)	2 занятия (3,5)	№2 (3)	Контроль РГЗ 1-й части (5)
	Цепи переменного тока методы расчета (6-9)	3 занятия (6-13)	№3, №4	Контроль РГЗ 2-й части (9)
	Трехфазные цепи (10-11)	2 занятие (15,17)	Защита цикла
	Трансформаторы (12)
	Элементы электроники (13-15)		№1, №5	Сдача (13) Защита (14)
	Электрические машины (16,17)		Защита цикла	КР №1, №2 (16-17)

 

Подсчет баллов для определения суммарного рейтинга (R ∑) и итоговой оценки за семестр при максимальной оценке “ 5 ”, числе работ, соответствующего вида “ n ” и весо­вом показателе “ k ” производится согласно таблицы 1 и таблицы 2, где максимальный рейтинг вида работы R _{i max} = 5 * n * k (баллы).

 

 

Таблица 1

Вид работы	n	k	(Ri max) (баллы)
Рейтинговые задачи на практических занятиях.
Лабораторные работы		0.6
РГЗ
Экзамен (коллоквиум по прикладной части курса)
Итого:

 

Примечание:

 

 

1. Студент может получить в течение семестра дополнительные баллы:

· за оригинальность выполнения заданий, при минимальном времени исполнения;

· за обстоятельность ответов;

· за качество решений задач и выполнения РГЗ (с использованием компьютера);

· за участие в олимпиаде;

· за качество конспекта лекций;

· за полезную активность на всех видах занятий.

2. Выполнение всех без исключения лабораторных работ, расчетно-графического задания, контрольных работ являются обязательным.

Таблица 2