МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета энергетики
доцент ___________Винников А.В.
«_____»__________________ 2015г
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
для бакалавров
направления подготовки
Факультет, на котором
проводится обучение
Кафедра –разработчик
Вид учебной работы
Аудиторные занятия — всего
лекции
консультации
практические
занятия
(семинары)
лабораторные работы
Самостоятельная работа —
всего
контроль
другие виды
самостоятельной работы
Вид промежуточной
аттестации (зачет, экзамен)
Всего по дисциплине
Б1.Б. 10
«Теоретические основы электротехники»
13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»
по профилю - Электроснабжение
Энергетики
«Электротехники,
теплотехники
возобновляемые источники энергии»
Дневная форма обучения
Курс,
Часов / з. е.
семестр
58 / 1,81
1 (3)
26 / 0,81
1 (3)
–
–
и
Дневная форма обучения
Курс,
Часов / з. е.
семестр
66 / 2,06
2 (4)
26 / 0,81
2(4)
–
–
16 / 0,5
1 (3)
24 / 0,75
2 (4)
16 / 0,5
1 (3)
16 / 0,5
2 (4)
59 / 1,84
1 (3)
51 / 1,59
2 (4)
27 / 0,84
1 (3)
27 / 0,84
2 (4)
–
–
–
–
экзамен
1 (3)
экзамен
2 (4)
144 / 4
1 (3)
144 / 4
2 (4)
1 Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины: формирование у бакалавров теоретических знаний
основ электротехники необходимых для анализа физических процессов,
протекающих в электрических и магнитных цепях, и освоения
общепрофессиональных и специальных дисциплин по направлению подготовки
«Агроинженерия».
Задачи дисциплины: изучение основных законов электротехники,
аналитических зависимостей для расчёта параметров электрических и магнитных
цепей, методов исследований и анализа физических процессов, протекающих в
электрических и магнитных цепях.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
1. Основные законы электротехники и магнитных цепей.
2. Методы расчёта электрических и магнитных цепей в установившихся и
переходных процессах.
Уметь:
1. Применять теоретические знания при анализе физических процессов,
протекающих в электрических и магнитных цепях.
2. Применять методы расчёта электрических и магнитных цепей.
Владеть:
1. Методами расчёта не сложных электрических и магнитных цепей.
2. Навыками экспериментальных исследований.
Иметь представление:
1. О математическом моделировании физических процессов, протекающих в
электрических и магнитных цепях.
2. О теории графов, применяемой для расчёта электрических цепей.
2 Требования к формируемым компетенциям
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
профессиональных компетенций:
готовность к обработке результатов экспериментальных исследований
(ОПК-3).
2
3 Содержание дисциплины
3.1 Содержание лекций
№
темы
1
2
Номер, наименование темы и содержание лекции
Часть 1
ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Введение в дисциплину. Общие сведения об электрических
цепях. Введение в дисциплину. Напряженность электрического поля.
Электрический потенциал и напряжение. Электрический ток и
плотность тока.
2. Основные законы электротехники. Источники ЭДС и тока.
Элементы электрической цепи. Закон Ома. Законы Кирхгофа.
Источники ЭДС и тока.
3. Электрическая мощность. Преобразование электрических
схем. Электрическая энергия, электрическая мощность и КПД.
Энергетический баланс в электрической цепи. Методы преобразования
электрических схем при различных соединениях резисторов.
Потенциальная диаграмма.
4. Методы расчета простых электрических цепей. Расчёт цепей с
использованием законов Кирхгофа. Метод пропорциональных
величин. Метод узловых потенциалов. Метод узлового напряжения
(двух узлов).
5. Методы расчета сложных электрических цепей. Метод
контурных токов. Принцип наложения. Метод эквивалентного
генератора.
ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
6. Параметры цепи и источники электроэнергии синусоидального
тока. Параметры цепи переменного тока. Источники электроэнергии
синусоидального тока. Синусоидальные функции времени: амплитуда,
частота, период, начальная фаза, угол сдвига фаз. Мгновенные,
действующие и средние значения синусоидальных напряжений и
токов. Векторное представление синусоидальных величин.
7. Простые цепи синусоидального тока. Резистор, индуктивная
катушка и конденсатор в цепи синусоидального тока. Временные и
векторные диаграммы. Расчёт токов, напряжений, сопротивлений и
мощности.
8. Анализ цепей синусоидального тока с помощью векторных
диаграмм. Последовательное и параллельное соединения резистора,
катушки индуктивности и конденсатора. Разветвлённая цепь
синусоидального тока.
9. Мощность цепи синусоидального тока. Активная, реактивная и
полная мощность. Повышение коэффициента мощности в цепях
синусоидального тока. Баланс мощностей и способы измерения
мощности.
10. Преобразования цепей синусоидального тока. Связь между
входными
сопротивлениями
и
проводимостями
пассивного
3
3
двухполюсника. Расчёт разветвлённой цепи синусоидального тока
методом преобразований.
11. Законы Ома, Кирхгофа и мощность в комплексной форме.
Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока. Векторное
изображение синусоидальных величин на комплексной плоскости.
Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Мощности в
комплексной форме. Баланс мощностей.
12. Расчёт цепи синусоидального тока комплексным методом.
Расчёт цепи при последовательном, параллельном и смешанном
соединении приёмников. Эквивалентное преобразование схем.
13. Резонанс в электрических цепях. Резонанс напряжений.
Частотные характеристики и резонансные кривые последовательного
контура. Резонансные явления при изменении параметров контура.
Резонанс токов. Частотные характеристики параллельного контура.
Понятие о резонансе в сложных цепях.
14. Электрические цепи с взаимной индуктивностью.
Индуктивно связанные элементы цепи и ЭДС взаимной
индуктивности. Последовательное и параллельное соединения
индуктивно
связанных
элементов.
Определение
взаимной
индуктивности опытным путём.
15. Цепи с трансформаторами. Принцип работы и основные
уравнения трансформаторов. Схема замещения трансформаторов и
векторная диаграмма напряжений и токов. Магнитные усилители
мощности.
16.
Четырехполюсники.
Основные
понятия
о
четырёхполюсниках.
уравнения
четырехполюсников.
Схемы
замещения четырехполюсника. Опытное определение коэффициентов
четырёхполюсника. Опыты холостого хода и короткого замыкания.
Часть 2
ЛИНЕЙНЫЕ ТРЁХФАЗНЫЕ ЦЕПИ
17. Общие сведения о трёхфазной цепи синусоидального тока.
Трёхфазные системы. Схемы соединения трехфазных цепей.
Трёхфазный синхронный генератор. Принцип работы асинхронного
двигателя.
18. Схемы соединения трёхфазной нагрузки. Симметричный
режим трехфазной цепи при соединении нагрузки звездой и
треугольником. Основные аналитические выражения для расчёта
токов и напряжений.
19. Расчёт трёхфазных цепей в симметричном режиме.
Преобразование
схем.
Трёхфазные
цепи
с
приёмниками,
соединёнными звездой. Порядок расчёта трёхфазных цепей.
20. Расчёт трёхфазных цепей в несимметричном режиме.
Порядок расчёта. Соединения нагрузки звездой с нейтральным
проводом, без нейтрального провода и треугольником. Мощности
несимметричной трёхфазной цепи.
21. Особенности расчёта трехфазных цепей. Порядок расчёта
цепи с однофазными и трёхфазными приёмниками. Соединение
4
4
5
приёмников по схеме «звезда» при обрыве линейного провода.
Несимметричный режим источников и приёмников, включённых по
схеме «звезда-звезда» с нейтральным проводом.
22. Измерение мощности в трёхфазных цепях. Мощность
трехфазной системы. Измерение активной мощности при
симметричной и несимметричной нагрузке. Измерение реактивной
мощности при суммарной нагрузке.
23. Метод симметричных составляющих. Симметричные
составляющие
трёхфазной
системы
векторов.
Графическое
определение симметричных составляющих. Определение мощности
через симметричные составляющие. Сопротивления симметричной
трёхфазной цепи для токов различных последовательностей.
Определение токов в симметричной трёхфазной цепи. Применение
метода симметричных составляющих при расчёте токов короткого
замыкания.
24. Вращающееся магнитное поле. Пульсирующее магнитное
поле. Получение вращающегося магнитного поля. Указатель
последовательности чередования фаз.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
25. Общие сведения о цепях несинусоидального тока. Причины
отличий переменных токов от синусоидальной формы. Разложение
несинусоидальных функций в тригонометрический ряд Фурье.
Графоаналитический метод нахождения гармоник ряда Фурье.
Действующие значения напряжения и тока. Коэффициенты,
характеризующие форму несинусоидальных периодических функций.
Мощности цепи несинусоидального тока. Особенности расчёта цепей
несинусоидального тока.
НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
26. Общие сведения и особенности расчёта нелинейных
электрических цепей постоянного тока. Общие сведения.
Характеристики нелинейных элементов. Графический расчёт
нелинейных цепей постоянного тока.
27. Нелинейные электрические цепи переменного тока с
ферромагнитными элементами. Нелинейные индуктивные элементы.
Основные свойства ферромагнитных материалов при переменных
магнитных полях. Влияние гистерезиса на форму кривой тока.
28. Резонанс
напряжений и токов в магнитных цепях.
Феррорезонанс напряжений и токов. Основные аналитические и
графические зависимости.
29. Электрические фильтры. Назначение и классификация
фильтров. Сглаживающий пассивный фильтр выпрямителя. Активные
фильтры выпрямителей. Выходные фильтры инверторов и
преобразователей частоты.
5
6
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
30. Общие сведения о переходных процессов. Основные
определения и законы коммутации. Установившийся и свободные
процессы. Особенности основных методов расчета переходных
процессов.
31. Классический метод расчёта переходных процессов RL и RС –
цепи.
Последовательность расчёта. Переходные процессы при
коротком замыкании. Переходные процессы при включении к
источникам напряжения постоянного и синусоидального тока.
Дифференциальные уравнения для свободных составляющих.
Апериодический разряд конденсатора в RLC – цепи. Периодический
(колебательный) разряд конденсатора в цепи RLC – цепи.
32. Операторный и частотный методы расчёта переходных
процессов. Общие понятия об операторном методе. Изображения
простейших функций. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.
Последовательность расчёта операторным методом. Общие сведения и
порядок расчёта переходных процессов частотным методом.
3.2 Практические (семинарские) занятия
№
лекции
Номер и наименование практического занятия
Часть 1
1, 2 1. Расчет электрических цепей постоянного тока с применением
законов Ома и Кирхгофа
3, 4 2. Расчет цепей методами контурных токов и пропорциональных
величин. Расчёт мощности
3, 4 3. Расчет цепей методами узловых потенциалов и узлового
напряжения (двух потенциалов)
3, 5 4. Расчет цепей методом эквивалентного генератора. Принцип
наложения (суперпозиции). Расчёт мощности
6, 7 5. Расчет цепей при последовательном и параллельном включении
резистора, катушки и конденсатора (R, L, C).
8, 9 6. Расчёт активной, реактивной и полной мощности цепи
синусоидального тока. Баланс мощностей. Векторное изображение
синусоидальных величин
13
7. Расчёт параметров цепи в резонансных режимах. Определение
добротности резонансного контура
14
8. Расчет электрических цепей при наличии в них магнитно-связанных
катушек
Часть 2
17-18 9. Особенности расчета цепей при соединении нагрузки звездой
6
17-18 10. Особенности расчета цепей при соединении нагрузки
треугольником
18
11. Построение векторных диаграмм при симметричной трехфазной
нагрузке
19
12. Расчет мощности, потерь электроэнергии и коэффициента
мощности трехфазной цепи
17-19 13. Контрольная работа по расчету цепей с симметричной трёхфазной
нагрузкой
20
14. Расчет цепей и построение векторных диаграмм при
несимметричной нагрузке
21
15. Расчет трехфазной цепи с учётом сопротивления линии
21, 22 16. Расчет напряжения смещения нейтрали и построение векторных
диаграмм напряжений и токов. Расчет емкости конденсаторов
компенсации
реактивности
мощности
симметричной
и
несимметричной нагрузки
20-22 17. Контрольная работа по расчету цепей с несимметричной
трёхфазной нагрузкой
23
18. Расчёт трёхфазных цепей методом симметричных составляющих
25-26 19. Расчёт электрических цепей несинусоидального тока
27-28 20. Расчёт цепей, содержащих нелинейные элементы
30-32 21. Классический метод расчёта переходных процессов. Операторный
метод расчета переходных процессов
3.3 Лабораторные занятия
№
лекции
Номер и наименование лабораторной работы
Часть 1
1-5 1. Вводное занятие. Инструктаж по ТБ. Оформление отчётов
2-3 2. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока
с одним источником питания (ЛР № 1)
2-3 3. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока
с несколькими источниками питания (ЛР № 2)
6
4. Исследование простых цепей синусоидального тока (ЛР № 3)
7
5. Исследование разветвленных однофазных цепей синусоидального
тока (ЛР № 4)
13
11. Исследование резонансных режимов работы в электрических
цепях синусоидального тока (ЛР № 5)
14
12. Исследование электрических цепей с взаимной индуктивностью
(ЛР № 6)
1-14 8. Итоговое занятие. Защита отчётов
Часть 2
17-24 9. Вводное занятие. Инструктаж по ТБ. Оформление отчётов
17-19 10. Исследование трехфазной электрической цепи в симметричном
режиме при соединении нагрузки звездой (ЛР № 11)
17-19 11. Исследование трехфазной электрической цепи в симметричном
режиме при соединении нагрузки треугольником (ЛР № 12)
7
20-21 12. Исследование трехфазной электрической цепи в несимметричном
режиме при соединении нагрузки звездой (ЛР № 13)
20-21 13. Исследование трехфазной электрической цепи в несимметричном
режиме при соединении нагрузки треугольником (ЛР № 14)
22
14. Исследование методов измерений мощности в трехфазных
электрических цепях (ЛР № 15)
23-24 25. Исследование методов измерений симметричных составляющих
трехфазной электрической цепи (ЛР № 16)
17-24 16. Итоговое занятие. Защита отчётов
3.4 Курсовые работы (проекты)
Не предусмотрено.
3.5 Темы расчётно-графических (контрольных) работ
№ темы
Вид работы, название и содержание
1
Расчётно-графическая (контрольная) работа № 1.
«Расчёт линейной электрической цепи постоянного тока».
Расчёт электрической цепи постоянного тока с использованием законов
Кирхгофа, методов контурного тока и узловых потенциалов.
Определение ошибки расчётов. Построение потенциальной диаграммы.
3
Расчётно-графическая (контрольная) работа № 2.
«Расчёт трёхфазной электрической цепи синусоидального тока».
Разработка структурной и принципиальной электрической схемы
подключения однофазной и трёхфазной нагрузки. Расчёт параметров
элементов. Расчёт действующих значений токов, падений напряжений в
линии и напряжений на элементах. Определение напряжения смещения
нейтрали. Расчёт мощности, коэффициента мощности, потерь в линии,
ёмкости конденсаторов компенсации реактивной мощности. Построение
векторной диаграммы напряжений и токов.
3.6 Программа самостоятельной работы студентов
№ темы
лекции
1-26
1-26
1-26
1-26
Форма самостоятельной работы
Форма контроля
проработка конспектов лекций и ответы во время устного или
вопросов,
вынесенных
на письменного опроса
самостоятельное изучение, изучение
основной
и
дополнительной
литературы
подготовка научной работы
конспектирование материалов, работа
на внутренний или внешний
со справочной литературой
конкурс и пр.
подготовка к опросу, коллоквиуму, сдача тестов, домашних
тестированию, контрольной работе
заданий, коллоквиумов
выполнение домашних и контрольных защита
расчетноработ, расчетно-графических работ с графических
работ,
8
№ темы
лекции
1-26
1-26
Форма самостоятельной работы
Форма контроля
привлечением специальной технической рефератов, контрольных и
литературы
(справочников, лабораторных работ
нормативных документов и т.п.)
подготовка
статей
по
участие в НИР преподавателей и
результатам
НИР
к
НИРС
опубликованию
подготовка к сдаче экзамена
экзамен по дисциплине
9
Перечень литературы, рекомендуемый для самостоятельной работы:
1. Григораш О.В., Усков А.Е., Квитко А.В. Теоретические основы
электротехники: курс лекций / Рекомендовано УМО вузов РФ по
агроинженерному образованию в качестве учебного пособия. – Краснодар:
КубГАУ, 2014. – 306 с.
2. Григораш О.В., Усков А.Е., Квитко А.В. Теоретические основы
электротехники: практикум / Рекомендовано УМО вузов РФ по агроинженерному
образованию в качестве учебного пособия. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – 115 с.
3. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические
цепи. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 2004. – 638 с.
4. Горбунов А.Н., Кабанов И.Д., Кравцов А.В., Редько И.Я. Теоретические
основы электротехники. – М.: Челябинск, 1998. – 491 с.
5. Григораш О.В., Шевченко А.А., Бегдай С.Н. Электротехника
и
электроника / под общ. ред О. В. Григораш / Рекомендовано УМО вузов РФ по
агроинженерному образованию в качестве учебника для вузов. – 2-е изд. перераб. и
доп. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – 544 с.
6. Савенко А.В., Тропин В.В., Емелин А.В., Усков А.Е. Переходные процессы
в линейных электрических цепях: учебное пособие / Рекомендовано УМО вузов РФ
по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия. Краснодар:
КубГАУ, 2015. – 88 с.
10
3.7 Фонд оценочных средств
3.7.1 Перечень формируемых компетенций и этапов их формирования
Компет
енция
Содержание в
соответствии с ФГОС
ВПО
Этапы
формирования, вид
занятий
Каким образом
формируется в
дисциплине
Готовность к обработке
результатов
ОПК-3 экспериментальных
исследований
Л
Во время проведения
лабораторных занятий
ПР
ЛР
1-26 1-21 1-16
СР
+
3.7.2 Оценка компетенций на этапах их формирования и шкала
оценивания
Степень
освоения
компетенции
Компе
по
Вид занятий
тенция
контрольным
рубежам, k, %
1
Лекции
5
Средство
контроля
2
1
6
Устный и
письменный
опрос.
Экзамен
Практически
е работы
20
11
Устный и
письменный
опрос.
Экзамен.
Лабораторн
ые работы
–
–
–
28
Устный и
письменный
опрос.
Реферат
Экзамен.
ОПК-3
Самостоятел
ьная работа
30
Значен
ие по
оценоч
ной
шкале
2
Общая
оценка
текущ
его
контро
ля
Оценк
а
Обща
проме
я
жуточ
оценк
ного
а*
контро
ля
11
1
ОПК-3
Лекции
50
Средство контроля
2
1
50
Устный и
письменный опрос.
Экзамен
Практичес
кие
работы
20
20
Устный и
письменный опрос.
Экзамен.
Лаборатор
ные
работы
10
10
Устный и
письменный опрос.
Экзамен
Самостоят
ельная
работа
20
20
Устный и
письменный опрос.
Экзамен.
* общая оценка вычисляется следующим образом:
2
ОЦ 1=
(∑
n
i= 1
)
k i⋅ O i /100
Общая оценка*
Вид
занятий
Значение по
оценочной
шкале
Оценка
промежуточного
контроля
Ком
пете
нци
я
Степень
освоения
компетенции
по
контрольным
рубежам, k, %
Общая оценка
текущего
контроля
3.7.2 Оценка компетенций на этапах их формирования и шкала оценивания
, где
k i – доля сформированной компетенции, Oi – оценка по принятой шкале. Так
как итоговый контроль по данной дисциплине представлен экзаменом, то общая
ОЦ 1 +ОЦ экз
ОЦ 2=
2
оценка по компетенции определяется по формуле
, где
ОЦ экз – оценка по экзамену. Уровень сформированности компетенции
У = [(ОЦ 2)/(n⋅ ОЦ max ) ]⋅ 100 %
.
Примечания: Округлять компетентностные оценки следует до сотых;
При оценке компетенций допустимо объединять занятия в блоки,
которые затем оцениваются при рубежном контроле.
В случае, если формой итогового контроля дисциплины является
зачет, то целесообразнее использовать оценку в виде уровня
сформированности компетенции, рассчитанной следующим
n
У = (∑ i= 1 ОЦ i )/(n⋅ ОЦ max )⋅ 100 %
образом:
; где ОЦ i – i-е оценки
на отдельных этапах, рубежный контроль, оценки на занятиях; n
– количество оценок, ОЦ max – максимальная оценка, при
пятибалльной оценке равно 5.
12
3.7.3 Описание показателей и критериев оценивания компетенций
Показатель
Критерий
Отлично
ОПК, ПК, ППК: Работа выполнена на высоком уровне. Студент
свободно ориентируется в материале и отвечает без затруднений при
контроле знаний.
ОК: Проявляет инициативу, навыки работы в коллективе и
организационные способности. Способен к выполнению сложных
заданий, постановке целей и выборе путей их реализации.
Хорошо
ОПК, ПК, ППК: Работа выполнена на достаточно высоком уровне.
Студент относительно полно ориентируется в материале и отвечает
без затруднений при контроле знаний. Допускает незначительное
количество ошибок.
ОК: Далеко не всегда проявляет инициативу. Способен к
выполнению сложных заданий.
ОПК, ПК, ППК: Уровень недостаточно высок. Допускаются ошибки
Удовлетвори
и затруднения при изложении материала.
тельно
ОК: Выполнена большая часть требований учебной программы.
ОПК, ПК, ППК: Требования ученой программы практически не
Неудовлетво выполнены. При контроле студент допускает значительные ошибки и
рительно обнаруживает лишь начальную степень ориентации в материале.
ОК: Не работал в коллективе. Большая часть работы не выполнена.
3.7.4 Вопросы к экзамену
Часть 1
1. Что изучает дисциплина ТОЭ.
2. Электрическое напряжение и электрический ток. Определения и единицы
измерения.
3. Элементы электрической цепи. Ветвь, узел, контур.
4. Закон Ома. Формула и определение.
5. Источники ЭДС и источники тока.
6. Законы Кирхгофа. Формулы и определения.
7. Электрическая энергия и электрическая мощности. Формулы и единицы
измерения. Баланс мощностей.
8. Последовательное, параллельное и смешанное соединения резисторов.
Формулы для определения общее (эквивалентного) сопротивления.
9. Метод преобразований треугольника сопротивлений в эквивалентную
звезду и наоборот. Формулы преобразования.
10.Расчет электрических цепей методом уравнений Кирхгофа. На примере
принципиальной электрической схемы.
11.Метод пропорциональных величин. На примере принципиальной
электрической схемы.
13
12.Метод контурных токов. На примере принципиальной электрической
схемы.
13.Метод двух узлов (узлового напряжения). На примере принципиальной
электрической схемы.
14.Метод наложения. На примере принципиальной электрической схемы.
15.Принцип компенсации. На примере принципиальной электрической схемы.
16.Параметры цепи переменного тока. Обозначения, единицы измерений на
примере временных диаграмм.
17.Источники электроэнергии синусоидального тока. Закон электромагнитной
индукции и принцип работы генератора электроэнергии.
18.Векторное представление синусоидальных величин.
19.Резистор в цепи синусоидального тока. Формулы для определения
электрических параметров, векторная и временная диаграммы тока и
напряжения.
20.Индуктивная катушка в цепи синусоидального тока. Формулы для
определения электрических параметров, векторная и временная диаграммы
тока и напряжения.
21.Конденсатор в цепи синусоидального тока. Формулы для определения
электрических параметров, векторная и временная диаграммы тока и
напряжения.
22.Цепь, содержащая резистор и индуктивную катушку. Формулы для
определения электрических параметров, векторная и временная диаграммы
тока и напряжения.
23.Цепь, содержащая резистор и конденсатор. Формулы для определения
электрических параметров, векторная и временная диаграммы тока и
напряжения.
24.Последовательное соединение резистора, индуктивной катушки и
конденсатора. Формулы для определения электрических параметров,
векторная и временная диаграммы тока и напряжения.
25.Активная, реактивная и полная мощности. Формулы для определения и
единицы измерения.
26.Что определяет коэффициент мощности, формулы для определения и
способы повышения его значения.
27.Связь между входными сопротивлениями и проводимостями пассивного
двухполюсника.
28.Расчет разветвленной цепи переменного тока методом преобразований.
29.Последовательность построения векторной диаграммы при расчете цепи
методом преобразований.
30.Баланс мощностей в цепи синусоидального тока. Формула и определение.
31.Векторное изображение синусоидальных величин в комплексной
плоскости.
32.Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Формулы и определения.
33.Мощность в комплексной форме. Формулы и определения.
34.Расчет цепи при последовательном соединении приемников.
35.Расчет цепи при параллельном соединении приемников.
36.Расчет цепи при смешанном соединении приемников.
14
37.Резонанс напряжений. Схема электрической цепи, условия возникновения
резонанса, векторная диаграмма напряжений.
38.Частотные характеристики последовательного контура.
39.Резонанс токов. Схема электрической цепи, условия возникновения
резонанса, векторная диаграмма токов.
40.Индуктивно связанные элементы цепи и ЭДС взаимной индукции.
Электрическая схема и основные расчетные соотношения.
41.Последовательное соединение индуктивно связанных элементов.
Электрическая схема и основные расчетные соотношения.
42.Параллельное соединение индуктивно связанных элементов. Электрическая
схема и основные расчетные соотношения.
43.Определение взаимной индукции опытным путем. Электрическая схема и
основные расчетные соотношения.
44.Принцип работы и основные уравнения трансформатора.
45.Схема замещения трансформатора. Расчет основных ее параметров и
векторное изображение электрических величин.
46.Основные понятия о четырехполюсниках. Активные и пассивные
четырехполюсники. Основные уравнения четырехполюсника.
47.Т – образная схема замещения четырехполюсника. Коэффициенты
четырехполюсника.
48.П – образная схема замещения четырехполюсника. Коэффициенты
четырехполюсника.
49.Опытное определение коэффициентов четырехполюсника.
50.Назначение и классификация электрических фильтров.
51.Основные расчетные уравнения электрических фильтров.
Часть 2
Трехфазная электрическая цепь и ее преимущества в сравнении с
однофазными цепями.
2.
Симметричный и несимметричный режимы работы трехфазных цепей.
3.
Принцип работы синхронного генератора и условия включения на
параллельную работу.
4.
Схемы соединения источников электроэнергии. Определение ЭДС
источника.
5.
Соединение нагрузки по схеме «звезда». Определение токов и
напряжений.
6.
Соединение нагрузки по схеме «треугольник». Определение токов и
напряжений.
7.
Временные и векторныедиаграммы фазных и линейных напряжений.
8.
Активная, реактивная и полная мощность трехфазной цепи. Коэффициент
мощности.
9.
Расчет трехфазных цепей в симметричном режиме.
10. Расчет трехфазных цепей в несимметричном режиме присоединении
нагрузки по схеме «звезда» без нейтрального и с нейтральным проводом.
1.
15
11. Расчет трехфазных цепей в несимметричном режиме присоединении
нагрузки по схеме «треугольник». Мощность несимметричной
трехфазной цепи.
12. Преобразование схем из звезды в треугольник и наоборот.
13. Расчет трехфазных цепей с приемниками, соединенными по схеме
«звезда».
14. Расчет
трехфазных
цепей
с
приемниками,
соединенными
несимметричной звездой.
15. Расчеттрехфазных цепей с однофазными и трехфазными приемниками.
16. Измерение активной мощности в трехфазной цепи при симметричной и
несимметричной нагрузке.
17. Измерение реактивной мощности при суммарной нагрузке.
18. Построение векторных диаграмм трехфазной цепи при соединение
источника и нагрузки по схеме звезда – звезда с нейтральным проводом.
19. Построение векторных диаграмм трехфазной цепи при соединение
источника и нагрузки по схеме звезда – треугольник.
20. Построение векторных диаграмм трехфазной цепи при соединение
нагрузки по схеме звезда при обрыве линейного провода.
21. Построение векторных диаграмм трехфазной цепи при соединение
нагрузки по схеме звезда без нейтрального провода при однофазном
коротком замыкании.
22. Пульсирующее и вращающееся магнитные поля.
23. Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя.
24. Симметричные составляющие трехфазной цепи.
25. Графическое определение симметричных составляющих трехфазной
цепи.
26. Определение мощности трехфазной цепи через симметричные
составляющие.
27. Расчет трехфазных цепей методом симметричных составляющих.
28. Применение метода симметричных составляющих при расчете токов
короткого замыкания.
29. Несинусоидальные токи. Причины отличий переменных токов от
синусоидальной формы.
30. Разложение несинусоидальных функций в тригонометрический ряд
Фурье.
31. Симметрия несинусоидальных функций.
32. Действующие значения тока и напряжения в цепи несинусоидального
тока.
33. Коэффициенты,
характеризующие
форму
несинусоидальных
периодических кривых.
34. Мощность цепи несинусоидального тока.
35. Применение метода эквивалентного генератора к расчету сложных
нелинейных цепей.
36. Расчет нелинейных цепей методом линеаризации.
37. Особенности расчета нелинейных цепей синусоидального тока.
38. Схема замещения и принцип работы трансформатора.
39. Назначение и классификация электрических фильтров
16
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
Влияние гистерезиса на форму кривой тока
Феррорезонанс токов
Феррорезонанс напряжений
Основные определения и законы коммутации
Методы расчета переходных процессов
Расчет переходных процессов в разветвленных цепях
Операторный метод расчета
Изображение простейших функций
Закон Ома в операторной форме
Электрические сети с распределёнными параметрами
Порядок расчета частотным методом
Законы Кирхгофа в операторной форме
4 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
4.1 Основная, и дополнительная литература
Основная литература:
1. Григораш О.В., Усков А.Е., Квитко А.В. Теоретические основы
электротехники: курс лекций / Рекомендовано УМО вузов РФ по
агроинженерному образованию в качестве учебного пособия. – Краснодар:
КубГАУ, 2014. – 306 с.
2. Григораш О.В., Усков А.Е., Квитко А.В. Теоретические основы
электротехники: практикум / Рекомендовано УМО вузов РФ по агроинженерному
образованию в качестве учебного пособия. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – 115 с.
3. Григораш О.В., Усков А.Е. Теоретические основы электротехники
/
Методические указания для выполнения лабораторных работ – Краснодар:
КубГАУ, 2014. – 129 с.
4. Григораш О.В., Цыганков Б.К., Усков А.Е. Расчёт трёхфазной
электрической цепи синусоидального тока / Учебно-методическое пособие для
курсовой работы по дисциплине теоретические основы электротехники. –
Краснодар: КубГАУ, 2009. – 25 с.
5. Григораш О.В., Цыганков Б.К., Усков А.Е. Расчёт линейной
электрической цепи постоянного тока. Расчётно-графическая работа № 1. Учебнометодическое пособие по дисциплине теоретические основы электротехники. –
Краснодар: КубГАУ, 2011. – 18 с.
6. Григораш О.В., Цыганков Б.К., Усков А.Е. Расчёт линейной
электрической цепи синусоидального. Расчётно-графическая работа № 2. учебнометодическое пособие по дисциплине теоретические основы электротехники. –
Краснодар: КубГАУ, 2009. – 22 с.
Дополнительная литература:
7. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические
цепи. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 2004. – 638 с.
8. Горбунов А.Н., Кабанов И.Д., Кравцов А.В., Редько И.Я. Теоретические
основы электротехники. – М.: Челябинск, 1998. – 491 с.
9. Григораш О.В., Шевченко А.А., Бегдай С.Н. Электротехника
и
17
электроника / под общ. ред О. В. Григораш / Рекомендовано УМО вузов РФ по
агроинженерному образованию в качестве учебника для вузов. – 2-е изд. перераб. и
доп. – Краснодар: КубГАУ, 2014. – 544 с.
10. Савенко А.В., Тропин В.В., Емелин А.В., Усков А.Е. Переходные
процессы в линейных электрических цепях: учебное пособие / Рекомендовано УМО
вузов РФ по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия.
Краснодар: КубГАУ, 2015. – 88 с.
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети Интернет:
Образовательный портал КубГАУ [Электронный ресурс]. Режим доступа:
http://edu. Kubsau.local.
Курс лекций «Теоретические основы электротехники» [Электронный
ресурс]. Режим доступа:
http://edu.kubsau.ru/file.php/124/5_Kurs_lekcii._Teoreticheskie_osnovy_ehlektrotekhni
ki.pdf
Практикум «Теоретические основы электротехники» [Электронный ресурс].
Режим доступа:
http://edu.kubsau.ru/file.php/124/6_Praktikum._Teoreticheskie_osnovy_ehlektrotekhnik
i.pdf
Методические указания «Расчёт цепи постоянного тока» » [Электронный
ресурс]: Режим доступа: http://edu.kubsau.ru/file.php/124/1_Uchebnometodicheskoe_posobie_Raschet_lineinoi_ehlektricheskoi_cepi_postojannogo_toka.pdf
Методические указания «Расчёт трёхфазной электрической цепи
синусоидального тока» [Электронный ресурс]: Режим доступа:
http://edu.kubsau.ru/file.php/124/2_Uchebnometodicheskoe_posobie_Raschet_trekhfaznoi_ehlektricheskoi_cepi_sinusoidalnogo_to
ka.pdf
Информационно-правовой портал «Гарант» [Электронный ресурс]: Режим
доступа: http://www.garant.ru.
Научная
электронная
библиотека
eLIBRARY.RU
(размещены
дополнительные литературные источники для изучения дисциплины).
4.2 Перечень учебно-методической документации по дисциплине
1. Григораш О.В. Организация и оценка качества учебного процесса по
агроинженерным
специальностям.
Учебно-методическое
пособие
для
преподавателей. Рекомендовано УМО вузов РФ по агроинженерному
образованию. – Краснодар: Кубгау, 2009, с.395.
2. Григораш О.В., Трубилин А.И. Организация деятельности и оценка
результатов работы кафедры. Допущено Министерством сельского хозяйства РФ
в качестве учебного пособия для системы дополнительного образования повышения квалификации профессорско-преподавательского состава кафедр. –
Краснодар: КубГАУ, 2012. – 596 с.
3. Методические указания для студентов по выполнению лабораторных,
расчётно-графических (контрольных) работ, а также курсовой робы приведены в
приложении Б.
18
4.3 Перечень программного обеспечения
Пакеты прикладных программ по расчету электрических и магнитных
цепей:
- Microsoft office, содержащий программы: Word; Excel; Outlook; PowerPoint;
- Mathcad 11 Professional;
- AutoCAD 2007 (RUS);
- система тестирования: администратор, Конвертор АСТ; конструктор
тестов, AST_SWAR; система тестирования АСТ;
5 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лекционные занятия по дисциплине проводятся в лекционной аудитории №
4 с использованием презентаций по каждой лекции, практические и лабораторные
занятия проводятся в учебной лаборатории № 311, в которой находятся 14
лабораторных установок, 12 стендов, плазменная панель и электронный проектор.
В учебной ауд. № 205 проводятся лабораторные занятия, а также тестовые
опросы по проверке остаточных и текущих знаний. Ауд. оснащена ПЭВМ
Р266/32/2.1/К/М/, операционная система Microsoft Windows-2000, S.P.3.
Название и содержание стендов в учебной лаборатории № 311 по
дисциплине «Теоретические основы электротехники» приведены в приложении В.
Учебный класс, операционная система Microsoft Windows. Проводятся
лабораторные занятия, а также тестовые опросы по проверке остаточных и
текущих знаний.
19
Лабораторные установки
Номер
Измерительные
Элементы и
Кол-во
Кол-во
работы
приборы
электрические аппараты
амперметр М381
8
Автоматический
вольтметр М381
8
выключателей АЕ 20161
10Н.
1
1, 2
потенциометр ПП3-41
4
тумблер МП-1
20
провода соединительные
амперметр Э-365-1
8
Автоматический
вольтметр М381
8
выключателей АЕ 20161
10Н
3
3, 4
резистор 25 Вт
1
ЛАТР – 1,0 220\127
2
тумблер МП-1
20
провода соединительные
вольтметр М381
6
Автоматический
амперметр М381
4
выключателей АЕ 20161
вольтметр 3365-1
4
10Н
1
5, 6
амперметр 3365-1
6
резистор 25 Вт
1
ЛАТР – 1,0 220\127
4
тумблер МП-1
20
провода соединительные
Автоматический
вольтметр М381
4
выключателей АЕ 20161
амперметр М381
4
7-10
10Н
18
вольтметр 3365-1
6
лампы накаливания 220 В
24
амперметр 3365-1
4
провода соединительные
вольтметр М381
4
Автоматический
амперметр М381
4
выключателей АЕ 20161
11-14 вольтметр 3365-1
6
10Н
18
амперметр 3365-1
4
лампы накаливания 220 В
24
провода соединительные
20