Электротехника_и_электроника

УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой механизации
и энергообеспечения производства
_____________ Ю.И. Шадид
Протокол № __ от __.__.20__
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по подготовке к входному компьютерному тестированию
по дисциплине «Электротехника и электроника» для студентов
инженерного факультета заочной формы получения образования
специальности 1-74 06 01 Техническое обеспечение процессов
сельскохозяйственного производства
РАЗДЕЛ 1. Основы теории электрических и магнитных цепей
Тема 1.1. Основные понятия теории электрических цепей
Основные определения: постоянный и переменный электрический ток,
электрическая цепь, электрическая схема. Основные электрические величины:
ЭДС, напряжение, сопротивление, сила тока, энергия, мощность, работа.
Элементы цепи и их условные обозначения. Виды электрических цепей и
режимы их работы. Действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.
Тема 1.2. Цепи постоянного тока
Условные положительные направления ЭДС, токов и напряжений. Законы
Ома и Кирхгофа. Расчет электрических цепей по законам Кирхгофа (метод
узловых и контурных уравнений). Метод свертывания. Метод узлового
напряжения. Метод контурных токов. Метод наложения. Метод эквивалентных
преобразований. Нелинейные неразветвленные цепи постоянного тока.
Нелинейные разветвленные цепи постоянного тока.
Тема 1.3. Однофазные цепи переменного синусоидального тока
Параметры синусоидальных величин (период, частота, амплитуда,
начальная фаза и сдвиг фаз). Мгновенные, действующие и средние значения
ЭДС, силы тока, напряжения и мощности. Векторное представление
синусоидальных величин. Неразветвленная цепь с активным, индуктивным и
емкостным элементами. Резонанс напряжений. Метод сопротивлений для
расчета цепей переменного тока. Разветвленная цепь с активным, индуктивным
и емкостным элементами. Резонанс токов. Метод проводимостей для расчета
цепей переменного тока. Представление электрических величин в комплексном
1
виде. Комплексный метод расчета однофазных цепей. Коэффициент мощности
и способы его повышения.
Тема 1.4. Трехфазные цепи переменного синусоидального тока
Трехфазная система ЭДС и напряжений и ее преимущества. Трех- и
четырехпроводная трехфазные цепи. Схемы соединения трехфазного источника
«звездой» и «треугольником». Схема соединения приемников «звездой»,
условия применения. Фазные и линейные напряжения и токи. Режимы работы
трехфазной четырехпроводной цепи с соединением приемников «звездой».
Расчет трехфазной цепи с соединением приемников по схеме «звезда». Схема
соединения приемников «треугольником», условия применения. Режимы
работы трехфазной четырехпроводной цепи с соединением приемников
«треугольником». Расчет трехфазной цепи с соединением приемников по схеме
«треугольник». Мощности в трехфазной цепи переменного тока. Комплексный
метод расчета трехфазных цепей.
Тема 1.5. Магнитные цепи
Магнитное поле и его характеристики (индукция, напряженность,
магнитный поток). Магнитная проницаемость среды. Намагничивание
электротехнических материалов. Кривая гистерезиса. Понятие магнитной цепи.
Магнитный поток рассеяния, вихревые токи. Закон полного тока. Закон
Кирхгофа для магнитной цепи. Магнитное напряжение. Закон Ома для
магнитной цепи. Подъемная сила электромагнита. Взаимодействие
проводников с токами. Расчет магнитных цепей при постоянной МДС. ЭДС
электромагнитной индукции, самоиндукции и взаимоиндукции. Дроссель в
цепи переменного тока.
РАЗДЕЛ 2. Электрические машины и аппараты
Тема 2.1. Электроизмерительные приборы и электрические измерения
Основные принципы электрических измерений. Системы аналоговых
электроизмерительных приборов. Цифровые электроизмерительные приборы.
Измерение силы тока и напряжения. Измерение сопротивлений. Измерение
мощности.
Тема 2.2. Трансформаторы
Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Уравнения
трансформаторных ЭДС. Режимы работы трансформатора. Опыты холостого
хода и короткого замыкания. Внешняя характеристика трансформатора, потери
и КПД. Паспортные данные трансформаторов. Трехфазные силовые
трансформаторы. Трансформаторы специального назначения (разделительные,
2
автотрансформаторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения,
сварочные трансформаторы).
Тема 2.3. Машины постоянного тока
Устройство, принцип действия и область применения машин постоянного
тока. ЭДС, электромагнитный момент и реакция якоря машин постоянного
тока. Уравнения электрического состояния цепи якоря в режимах двигателя и
генератора. Двигатели постоянного тока независимого возбуждения. Двигатели
постоянного тока параллельного возбуждения. Двигатели постоянного тока
последовательного возбуждения. Генераторы постоянного тока с независимым
возбуждением. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением. Потери
мощности и КПД машины постоянного тока.
Тема 2.4. Асинхронные двигатели
Вращающееся магнитное поле, его получение и свойства. Устройство,
принцип действия и область применения асинхронных двигателей. Типы
роторов асинхронных двигателей (короткозамкнутый и фазный). Скольжение
асинхронного двигателя, ЭДС и токи статора и ротора. Электромагнитный
момент и механическая характеристика асинхронного двигателя. Пуск и
регулирование частоты вращения ротора асинхронного двигателя. Схемы
включения трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть.
Однофазный асинхронный двигатель.
Тема 2.5. Синхронные машины
Устройство синхронных машин. Типы возбудителей (генераторный и
тиристорный). Принцип действия и область применения синхронного
генератора. Принцип действия и область применения синхронного двигателя.
Уравнение равновесия фазы синхронного двигателя и синхронного генератора.
Механическая и угловая характеристики синхронного двигателя. Пуск
синхронного двигателя и синхронного генератора. Синхронные двигатели
автоматических устройств.
РАЗДЕЛ 3. Основы электроники
Тема 3.1. Общие сведения о полупроводниках
Классификация и основные свойства полупроводниковых материалов.
Электропроводность полупроводников: собственная, дырочная, электронная.
Тема 3.2. Полупроводниковые приборы
Полупроводниковые диоды: назначение, устройство, область применения,
основные характеристики. Транзисторы: назначение, устройство, область
применения, основные характеристики. Тиристоры: назначение, устройство,
3
область
применения,
основные
характеристики.
Вольт-амперные
характеристики
основных
полупроводниковых
приборов.
Условные
обозначения основных полупроводниковых приборов.
Тема 3.3. Устройства промышленной электроники
Выпрямители. Назначение, классификация, основные типы выпрямителей:
однополупериодная, со средней точкой, двухполупериодная мостовая, мостовая
Ларионова. Сглаживающие фильтры: назначение, классификация, основные
схемы. Коэффициент пульсаций, коэффициент сглаживания. Стабилизаторы
напряжения. Назначение, классификация, основные схемы и параметры
усилителей и генераторов синусоидальных и импульсных сигналов. Обратная
связь в усилителях и генераторах.
Тема 3.4. Логические элементы и интегральные микросхемы
Назначение, классификация и принцип действия основных типов
логических элементов, схем и триггеров. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Микропроцессоры, большие интегральные схемы
и их применение.
Тема 3.5. Фотоэлектрические приборы
Внешний и внутренний фотоэффект. Фотоэлементы с внешним
фотоэфффектом. Фотоэлектронные устройства: назначение, устройство,
принцип действия и основные характеристики. Фотоумножители. Лазерные
устройства и приборы.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВХОДНОМУ ТЕСТИРОВАНИЮ
Основная:
1. Касаткин С.И., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
– 440 с.
2. Электротехника: Учебник для неэлектрич. спец. вузов. / Под ред.
В.Г. Герасимова. – М.: Высшая школа, 1985. – 480 с.
3. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: Учебник. – М.:
ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 316 с.
4. Сборник задач по электротехнике и основам электроники: Учеб. пособие для
неэлектрич. спец. вузов. / Под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 1987.
– 288 с.
5. Борисов Ю.М. и др. Электротехника / Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.И.
Зорин. Учебник для ВУЗов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 552 с.
4
6. Волынский Б.А. и др. Электротехника / Б.А. Волынский, Е.Н. Зейн, В.Е.
Шатерников. Учебник для неэлектрич. спец. вузов. – М.: Энергоатомиздат.
1987. – 528 с.
Дополнительная:
7. Пантюшин В. С. Электротехника. – М.: Высшая школа, 1976. – 463 с.
8. Пантюшин В. С. Сборник задач по электротехнике и основам электроники. М.: Высшая школа, 1976.
9. Фриск В.В. Основы теории цепей. – М.: АД. Маргинем, 2002 г. – 288 с.
10.Рекус Г.Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике. – М: Высшая
школа, 2001 г. – 416 с.
11.Китунович Ф. Г. Электротехника. – Мн.: Выcш. шк., 1999.
12.Электротехника / А.Я. Шихин, Н.М. Белоусов, Ю.Х. Пухляков и др.: Под
ред. А.Я. Шихина. – М.: Высш. шк., 1991. – 336 с.
13.Яцкевич В.В. Электротехника: Учеб. пособие. – Мн: Ураджай, 1976. – 288с.
14.Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Высшая школа, 2000 г. – 607 с.
15.Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. – М.:
Высшая школа, 2002 г. – 327 с.
16.Соколов. Электрическое и электротехническое оборудование: Учеб.
пособие. – М.: Академия, 2001 г. – 224 с.
17.Москаленко
В.В.
Системы
автоматизированного
управления
электропривода. – М: Инфра–М, 2004 г. – 208с.
18.Кисаримов Р.А. Справочник электрика. – М.: Радио Софт, 2004 г. – 320 с.
19.Рекус Г.Г., Чесноков В.Н. Лабораторный практикум по электротехнике и
основам электроники: Учеб. пособие для неэлектр. спец. вузов. – 2-е изд.. –
М.: Высш. шк., 2001 – 255 с.
20.Андреев Н.В., Горлов М.И. Основы электроники. – Ростов-н/Д: Феникс,
2003. – 416 с.
21.Журавлева Л.В. Электроматериаловедение: учеб. пособие для сред. проф.
образования. – 2-е изд.. – М.: Изд. центр «Академия», 2004. – 312 с.
22.Ефимчик М.К. Технические средства электронных систем. Вводный курс:
учеб. пособие / М.К. Ефимчик. – 2-е изд. – Мн.: Тесей, 2006. – 304 с.
23.Бобровников Л.З. Электроника: Учебник для вузов. 5-е изд. – СПб.: Питер,
2004. – 560 с.
Составил
И.В.Дубень
5