19060265.2011.ОФО - Электромеханический факультет

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
ВПО
Южно-Российский государственный технический университет
(Новочеркасский политехнический институт)
______________________________________________________
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по ОД
__________Л.И.Щербакова
«___» _____________ 2011г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по курсу
«Общая электротехника и электроника»
для специальностей: - 19060265 Эксплуатация перегрузочного оборудования портов и
транспортных терминалов;
Факультет ЭМФ
Кафедра ТЭиЭ
Курс
2
Семестр 4
Лекции - 17 час
Зачёт - 4 семестр
Лабораторные занятия - 17 час
Всего аудиторной работы - 34 час
Всего самостоятельной работы - 34 (дом–9час, инд–25час)
Итого по дисциплине 68 чаc
2011 г
2
Рабочая программа составлена на основании:  рабочего учебного плана по
ГОС, утвержденного пр. №_7_от_28.03.2007г и переутверждённого пр.
№._11__от_25.05.2011 г.
Рабочую программу составил - доцент, к.т.н.. Свеколкин А. Л.
(должность, звание, фамилия, инициалы)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ТЭиЭ______
«__11__» __октября__ 2011 г.
Протокол №_3__
Заведующий кафедрой______________________ Птах Г.К.___________
(подпись, фамилия, инициалы)
Рабочая программа согласована:
Заведующий кафедрой___ГД__________________Разорёнов Ю.И.______
(наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы)
«____» _____________________ 2011 г.
Протокол №__
3
Общая электротехника и электроника.
Введение. Электрические и магнитные цепи. Основные определения, топологические
параметры и методы расчета электрических цепей. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами. Анализ и расчет
магнитных цепей. Электромагнитные устройства и электрические машины. Электромагнитные
устройства. Трансформаторы. Машины постоянного тока (МПТ). Асинхронные машины. Синхронные машины. Основы электроники и электрические измерения. Элементная база современных электронных устройств. Электровакуумные и газоразрядные приборы. Полупроводниковые элементы. Источники вторичного электропитания. Устройства питания электронной аппаратуры. Усилители электрических сигналов. Электронные усилители и генераторы. Элементы
импульсной техники. Импульсные и автогенераторные устройства. Основы цифровой и микроэлектроники. Микропроцессорные средства. Электрические измерения и приборы.
ГОС по курсу «Электротехника и электроника». Дисциплина относится к блоку ОПД, к федеральному компоненту.
«Электрические и магнитные цепи; электрические цепи постоянного тока; цепи однофазного синусоидального тока; трехфазные цепи; магнитные цепи; электрические измерения и приборы; трансформаторы; асинхронные машины; синхронные машины; машины постоянного тока; элементная база
электронных устройств; электронные устройства; импульсная и цифровая
4
техника; электроснабжение потребителей; электропривод машин и механизмов».
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины "Электротехника и электроника" является теоретическая и практическая подготовка инженеров специальностей 650600 «Подземная разрабoтка месторождений полезных ископаемых» в области электротехники
и электроники в такой степени, чтобы они могли выбрать:
- необходимые электротехнические, электронные и электроизмерительные
устройства (приборы);
- уметь их правильно эксплуатировать и составлять совместно с инженерамиэлектриками технические задания на разработку электротехнических частей автоматизированных систем управления производственными процессами.
Задачей электротехнической дисциплины является формирование у студентов
минимально необходимых знаний:
- основных электротехнических законов и методов анализа электрических,
магнитных и электронных цепей;
- принципов действия, свойств, областей применения и потенциальных возможностей основных электротехнических и электронных устройств;
- умения экспериментальным способом и на основе паспортных и каталожных
данных определить параметры и характеристики типовых электротехнических и
электронных устройств.
1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место
в учебном процессе
Электротехника и электроника - это обширная область практического применения электрических, электромагнитных и электронных явлений. Курc "Электро-
5
техника и электроника" для специальности 650600 согласно ГОС включает в себя:
- электрические и магнитные цепи;
- электромагнитные устройства и электрические машины;
- основы электроники, электрические измерения и приборы;
- электроснабжение и электропривод машин и механизмов.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Изучение курса "Электротехника и электроника" базируется на знаниях студентов ранее изучаемых дисциплин:
1. Высшая математика:
-2 уровень знаний
- линейная алгебра;
- дифференциальное исчисление;
- интегральное исчисление;
- дифференциальные уравнения;
- векторная алгебра.
2. Физика:
-2 уровень знаний
- электричество и магнетизм;
- теория колебаний (волны).
Необходимы также знания материала школьных курсов: физики, математики и
информатики.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания, полученные студентами специальностей 090200 и090100 при изучении
курса "Электротехника и электроника", используются в дальнейшем в таких дисциплинах как:
- метрология, стандартизация и сертификация – 8сем.;
6
- БЖД – 8 сем.;
-горные машины и оборудование -7сем;
-вентиляция шахт – 8сем;
-электрооборудование и электроснабжение горных предприятий -8сем;
-строительство и реконструкция горных предприятий -9сем;
-горная электротехника -5сем.
2. Распределение тем и часов занятий в семестре (дисциплина читается в
одном семестре).
Формы отчетности:
1. Лабораторные работы - защита отчетов.
2. Практические занятия - контрольные работы.
3.Домашнее задание – защита задания.
4. Лекции – тестовый контроль остаточных знаний.
5. Экзамен в 5-м семестре; три промежуточные аттестации в семестре.
3. Содержание дисциплины
3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах
Введение (0,5 часа)., УЗ-2.
Назначение курса «Электротехника и электроника» в подготовке инженеров для специальности 650600. Содержание, объем и структура курса. Литература
(учебники и учебные пособия). Формы отчетности (текущая и семестровая ).
[1,2,5].
7
Тема 1. Электрические цепи (9,5 часов)., УЗ-3.
Основные понятия и определения – источники и приемники электрической
энергии, обозначения электрических величин и элементов электрических цепей.
Основные законы электрических цепей. Линейные электрические цепи постоянного тока, области применения. Расчет простых линейных цепей постоянного тока –
последовательное, параллельное и смешанное соединения. Расчет сложных линейных цепей постоянного тока с использованием законов Ома и Кирхгофа. Баланс мощности.
Однофазные цепи синусоидального тока. Способы представления синусоидальных токов, напряжений и ЭДС. Действующие значения синусоидальных токов,
напряжений и ЭДС. Простейшие линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока ( цепи с R, L, C элементами ). Мгновенная мощность. Анализ и
расчет цепей с последовательным соединением элементов R, L, C. Активное, реактивное и полное соединение цепи, треугольник сопротивлений. Векторные диаграммы, треугольник напряжений, резонанс напряжений и его практическое значение.
Анализ и расчет цепей с параллельными приемниками. Активная, реактивная и
полная проводимости, треугольник проводимостей. Векторные диаграммы, треугольник токов. Резонанс токов и его практическое использование. Активная, реактивная и полная мощности
Трехфазные цепи. Элементы трехфазной цепи. Способы соединения фаз трехфазных источников и приемников электрической энергии. Трех- и четырех проводные системы питания приемников. Понятия о фазных и линейных напряжениях и токах. Соединение приемников трехфазной цепи «звездой» и «треугольником», особенности их расчета при симметричной нагрузке. Соотношения между
фазными и линейными напряжениями и токами. Построение топогорафических
диаграмм напряжений и векторных диаграмм токов.
Несимметричные трехфазные цепи при соединении приемников «звездой» и
«треугольником». Назначение нейтрального провода. Построение топогорафических диаграмм напряжений и векторных диаграмм токов.
Активная, реактивная и полная мощность трехфазной цепи. Способы измерения
активной мощности трехфазных приемников.
[1, 2, 5].
8
Тема 2. Магнитные цепи (2 часа)., УЗ-2.
Основные характеристики магнитных материалов в постоянных магнитных полях. Анализ и расчет магнитных цепей с постоянными намагничивающими силами.
Анализ неразветвленной магнитной цепи с однородным магнитопроводом.
[1, 2].
Тема 3. Электрические измерения и приборы (Тема изучается самостоятельно и
при проведении лабораторных занятий)., УЗ-2.
Основные понятия. Виды и методы измерений. Погрешности измерений.
Обработка и представление результатов измерений. Электромеханические приборы. Методы электрических измерений. Измерение параметров элементов электрических цепей.
.
[1, 2].
Тема 4. Электромагнитные устройства и электрические машины (10 часов)., УЗ-3.
Трансформаторы. Назначение и области применения трансформаторов.
Устройство и принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора.
Режимы работы однофазного двухобмоточного трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора. Потери энергии и КПД трансформатора.
Асинхронные машины. Назначение и области применения асинхронных машин.
Устройство и принцип работы трехфазного асинхронного двигателя. Пуск и реверсирование трехфазного асинхронного двигателя. Механические и рабочие характеристики.
Машины постоянного тока. Назначение, устройство и способы возбуждения.
Генератор постянного тока независимого возбуждения. Двигатели постоянного
тока. Пуск и реверсирование двигателей постоянного тока с различными способоми возбуждения. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока.
Синхронные машины. Устройство трехфазной синхронной машины. Работа
трехфазного синхронного генератора в автономном режиме. Синхронный двигатель, механическая характеристика. Асинхронный пуск синхронного двигателя.
9
[1, 2, 5].
Тема 4. Основы электроники (8 часов)., УЗ-2.
Элементная база современных электронных устройств. Диоды, стабилитроны,
транзисторы (биополярные, полевые), микросхемы. Усилители электрических сигналов. Классификация усилителей. Параметры и характеристики усилителей.
Предварительный усилитель на транзисторах. Многокаскадные усилители. Импульсные и автогенераторные устройства. Микропроцессорные средства (общее
представление).
[3, 4, 6].
Тема 5.Электропривод машин и механизмов(4 часа)., УЗ-2.
Основные понятия. Задачи электропривода для горных инженеров. Режимы работы электродвигателей. Выбор электродвигателя в зависимости от режима работы. Принципы автоматизации пуска и защиты электродвигателей.
[1, 2, 3].
3.2. Практические занятия, их наименование и обьем в часах (17 часов).
№
Наименование тем
занятий
1.
Расчет простых линейных цепей постояннго
тока
(последовательное,
параллельное,
смешанное
соединения).
Количество
часов
2
Форма кон- Литератутроля
ра

1, 2
10
2.
Расчет сложных линейных цепей постоянного
тока.
2

1, 2
3.
Разбор и анализ допущенных типичных
ошибок.
2
Контрольная
работа по 1 и
2 занятиям.
1, 2
4.
Расчет цепи переменного однофазного тока
при последовательном
соединении элементов
R, L, C.
Расчет цепи переменного однофазного тока
при параллельном соединении элементов R,
L, C.
Анализ и разбор допущенных ошибок.
2

1, 2, 5
2

1, 2, 5
2
Контрольная
работа по 4 и
5 занятиям
1, 2, 5
Анализ и расчет электрических трёхфазных
цепей (звезда, треугольник)
Анализ и разбор допущенных ошибок.
2

1, 2
2
Контрольная
работа по 7
занятию
1, 2
5.
6.
7.
8.
3.3. Лабораторные занятия, их наименование и обьем в часах (17 часов).
Номера
Наименование тем занятий
тем
1
Вводное. Знакомство с лаборатори-
Кол-во
Форма
Литера-
часов
контроля
тура
2


11
ей. Инструктаж по ТБ и ПБ. Перечень
лабораторных работ. Порядок подготовки к лабораторной работе, выполнение, оформление и отчет по
лабораторной работе.
2
Лаб.№1. Измерение тока, напряжения, мощности и сопротивление в
цепи постоянного тока.
3
Отчет
8
Знакомство с устройством и принципом действия электроизмерительных приборов.
3
Лаб.№ 2. Исследование неразветвленной цепи синусоидального тока.
3
Отчет
8
4
Лаб.№ 6. Испытание однофазного
двухобмоточного силового трансформатора
3
Отчет
9
5
Лаб.№ 7. Испытание трехфазного
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
3
Отчет
9
6
Лаб.№ 13 Исследование полупроводниковых выпрямителей и сглаживающих фильтров.
3
Отчет
10
3.4. Курсовой проект, курсовая работа, реферат - учебным планом не
предусмотрены.
В 5 семестре предусмотрено выполнение домашнего задания(6час) – на
тему «Расчет сложной линейной цепи постоянного тока». Объем пояснительной
записки – 2стр. Л – 1[26-35], 2[28-37], 13.
12
3.5. Учебная практика по дисциплине, краткая характеристика - учебным
планом не предусмотрена.
3.6. Самостоятельная работа студентов – 82 часа.
1.Домашняя – 15 часов, из них:
1.1 Подготовка к лекциям – 10;
1.2 Подготовка к лаб.
– 3;
1.3 Подготовка к практ.
– 2.
2.Выполнение ДЗ
3.Индивидуальная работа
- 6часов.
-61час, из них:
3.1Подготовка к экзамену -10;
3.2Конспектирование учебных материалов, вынесенных на самостоятельное
изучение
-20;
3.3Самостоятельное изучение разделов курса -31:
-тема 2-расчет сложных линейных цепей постоянного тока методом двух узлов, принципом и методом наложения -10часов;
-тема 3-электромагнитные устройства постоянного и переменного тока –
8часов:
-тема 4- электромеханические приборы, методы электрических измерений,
измерение параметров элементов электрических цепей -13часов.
13
4. Учебно-методические материалы по дисциплине:
Основная литература
1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. - М.:Энергоатомиздат, 2003,
2005.
2.Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника : Учебник для неэлектротехн. специальностей сред. спец. учеб. заведений / Ф. Е. Евдокимов. - 3-е изд., испр. - М. :
Высш. шк., 2004.
3. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника. – Ростов-на-Дону.: Феникс, 2005.
Дополнительная
4. Основы промышленной электроники /Под ред.В.Г.Герасимова.-М.: Высшая
школа, 1986.
5. Общая электротехника /Под ред.А.Т.Блажкина. - Л.:Энергия, 1987.
6. Забродин Ю.С. Промышленная электроника.-М.:Высшая школа, 1982.
7. Иванов А.А. Справочник по электротехнике.-Киев: Выща школа,1984.
Печатные и рукописные методические указания,
рекомендации, инструкции
К лабораторным работам
8. Артюхова И.И., Свеколкин А.Л. и др. Лабораторные работы по курсу "Электротехника и основы электроники". Линейные электрические цепи.Новочеркасск.: РИО НПИ,2007, М.О. 1:1.
9. Широбоков Н.А.,. Лабораторные работы N 6-11 по курсу "Электротехника и
основы электроники". Электрические машины.-Новочеркасск,2007, М.О. 1:1.
14
10. Свеколкин А.Л, Широбоков Н.А., и др. Лабораторные работы по курсу
"Электротехника
и
основы
электроники".
Основы
электроники.Новочеркасск,2007, М.О. 1:1.
11. Широбоков Н.А., Синельников Д.Е. и др. Контролирующие программы Iой и II-ой частям раздела "Электротехника" для допуска и зачета лабораторных
работ.-Новочеркасск,1979, М.О. 1:1.
К практическим занятиям
12. Задачи по курсу «Электротехника и электроника». Линейные электрические
цепи. Артюхова И.И., Наталевич К.В. /Юж.-Рос.гос техн.ун-т. Новочеркасск:
ЮРГТУ(НПИ) 2007. М.О. 1:1.
К домашнему заданию
13. Артюхова И.И., Наталевич К.В. Линейные электрические цепи постоянного
тока: Сб. индивидуальных заданий по курсу «Электротехника и электроника»
/Юж.-Рос.гос.техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004.
Дидактические материалы:
14. Плакаты по I-ой и II-ой частям раздела "Электротехника".
Тестовый контроль знаний:
15. Карточки тестового контроля знаний.
15