ЭЛЕКТРОТЕХНИКА РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

382
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
для специальности 2201
« Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Составлена в соответствии с Государственными
требованиями к минимуму содержания и уровню
подготовки выпускника по специальности 2201
”Вычислительные машины, системы и сети”
383
1. Пояснительная записка
Настоящая программа предмета Электротехника составлена в
соответствии с современным развитием вычислительной техники.
Предмет Электротехника относится к общепрофессиональным
дисциплинам.
Изучение Электротехники базируется на знании школьного курса
физики и математики и является базой для изучения электронной
техники, источников питания электронно-вычислительной техники и
других специальных дисциплин.
По учебному плану для изучения предмета Электротехника
предусмотрены следующие виды занятий:
всего по предмету
- 100 часов
Из них: теоретических - 60 часов
лабораторных - 40 часов
Практические работы организуются в форме лабораторных работ.
Изучение предмета завершается экзаменом.
Предмет включает в себя разделы:
1. Электрическое поле.
2. Линейные электрические цепи постоянного тока.
3. Расчёт линейных электрических цепей постоянного тока.
4. Электромагнетизм.
5. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального
тока
6. Понятие о периодических несинусоидальных токах в линейных
электрических цепях и о нелинейных электрических цепях
переменного тока.
7. Трёхфазные цепи.
8. Общая теория электрических машин.
В разделе Постоянный ток  основное внимание должно уделяться
раскрытию физической сущности явлений, связанных с электрическим
ток, анализу и методам расчета электрических цепей.
В разделе Электромагнетизм  особое внимание необходимо
уделить раскрытию физики электромагнитных явлений и основным
свойствам магнитных цепей.
В разделе Переменный ток  помимо рассмотрения особенностей
переменных электрических величин (изменение величины с течением
времени, несовпадение по фазе и др.) следует уделить особое
внимание отличию методов расчета цепей переменного тока по
сравнению с цепями постоянного тока и анализу резонансных
явлений.
384
Лабораторные работы по электротехнике выполняются на
универсальных
лабораторных
стендах
в
специализированной
лаборатории.
По окончании изучения дисциплины учащийся должен :
- знать методы расчета электрических цепей;
- знать электромагнитную индукцию и механические силы в
магнитном поле;
- общую теорию электрических машин, их характерные технические
параметры и характеристики, особенности различного вида
электрических машин;
- уметь рассчитывать параметры различных электрических цепей;
- уметь подбирать по справочным материалам электрические
машины для заданных условий эксплуатации;
- иметь навыки сборки электрических цепей и делать анализ
простейших отказов и их устранение.
Изучение предмета строится по основным принципам дидактики
от простого к сложному, от частного к общему.
При этом используется научный подход к изложению материала
и основные методические указания к организации учебного процесса.
Согласно принципам
дидактики, изложение
материала
должно
сопровождаться
наглядностью, для
чего
можно
использовать
технические средства обучения, демонстрационные действующие
стенды, карточки, справочники и учебную литературу.
В соответствии с требованиями дисциплин - потребителей и
возможностями базового обучения, учебное заведение может вносить
изменения в содержание программы, а также изменять порядок
изучения тем и вопросов..
385
2. Тематический план учебной дисциплины
Наименование
Разделов и тем
Макс.
Количество
учебн
аудиторных
ая
часов при очной
нагру
форме обучения
зка
курса
Всего Теор Практ.
нта
час
Самост
.
работа
курсан
та
Введение.
Раздел 1. Электрическое поле
Тема 1.1 Электрическое поле и величины,
его определяющие
Тема 1.2 Конденсаторы
3
2
2
-
1
3
2
2
-
1
8
6
4
2
2
Всего по разделу :
Раздел 2. Линейные электрические
цепи постоянного тока
Тема 2.1 Электрический ток и величины,
его определяющие. Закон Ома.
Всего по разделу :
Раздел 3. Расчёт линейных
электрических цепей постоянного
тока.
Тема 3.1 Режимы работы источника.
Тема 3.2 Способы соединения
потребителей.
Тема 3.3 Двухпроводная линия
электропередачи.
Тема 3.4 Сложные электрические цепи.
Всего по разделу :
Раздел 4. Электромагнетизм
Тема 4.1 Магнитное поле и величины,
его определяющие.
Тема 4.2 Закон электромагнитной
индукции и его следствия.
Всего по разделу :
Раздел 5. Линейные электрические
цепи однофазного синусоидального
тока.
Тема 5.1 Основные понятия
синусоидального переменного тока.
11
8
6
2
3
8
6
4
2
2
8
6
4
2
2
6
11
4
10
2
4
2
6
2
1
5
4
2
2
1
6
28
4
22
2
10
2
12
2
6
8
6
4
2
2
8
6
6
-
2
16
12
10
2
4
5
4
4
-
1
386
Тема 5.2 Неразветвленные цепи
переменного тока.
Тема 5.3 Разветвленные цепи
переменного тока.
Всего по разделу :
Раздел 6. Понятие о несинусоидальных токах в линейных
электрических цепях
Тема 6.1 Понятие о несинусоидальных периодических токах и
напряжениях. Длинные линии,
физические
процессы,
согласованный режим работы.
Всего по разделу :
Раздел 7. Трёхфазные цепи.
Тема 7.1 Основные понятия
трёхфазных цепей и способы
соединения.
Тема 7.2 Вращающееся
магнитное поле.
Всего по разделу :
Раздел 8. Общая теория
электрических машин.
Тема 8.1 Электрические машины
постоянного тока и переменного
тока.
Всего по разделу :
Итого по дисциплине:
24
18
10
8
6
8
6
4
2
2
37
28
18
10
9
3
2
2
-
1
3
2
2
-
1
9
8
4
4
1
3
2
2
-
1
12
10
6
4
2
12
10
2
8
2
12
130
10
100
2
60
8
40
2
30
3. Содержание учебной дисциплины
Введение
Предмет  Электротехника  сущность предмета и его задачи .
Электротехника как наука. История развития электротехники. Роль
отечественных и зарубежных ученых в теории электротехники.
Понятие об электромагнитном поле: электрическое поле и магнитное
поле.
Самостоятельная работа :
- изучить электромагнитное поле.
Раздел 1. Электрическое поле
Тема 1.1. Электрическое поле и величины его определяющие
387
Знать:
- величины электрического поля, закон Кулона.
Уметь:
- анализировать величину напряжения между точками.
Электрическое поле: определение, графическое изображение.
Потенциал точки поля. Напряжение между точками электрического
поля: физическая сущность, единицы измерения.
Напряженность электрического
поля. Электрический
заряд,
взаимодействие зарядов, закон Кулона.
Самостоятельная работа:
- изучить строение атома и электростатическую индукцию.
Тема 1.4. Конденсаторы
Знать:
- способы соединения конденсаторов; конструкцию конденсаторов
и правила злектробезопасности.
Уметь:
- анализировать схемы соединения конденсаторов.
Электрическая емкость конденсатора. Энергия электрического поля
конденсатора. Соединение
конденсаторов: последовательное
и
параллельное, основные
свойства. Смешанное
соединение
конденсаторов.
Лабораторная работа № 1 «Исследование электрической цепи с
различным соединением конденсаторов в батарею».
Самостоятельная работа:
- изучить электрический пробой и электрическую прочность.
Раздел 2. Линейные электрические цепи постоянного тока
Тема 2.1. Электрический ток. Закон Ома
Знать:
- закон злектродинамики; закон Ома.
Уметь:
- защищать
злектрические
цепи
предохранителей.
с
помощью
плавких
388
Электрический ток: определение постоянного электрического тока,
графическое изображение. Параметры постоянного тока.
Простейшая электрическая цепь: определение, основные элементы.
Электродвижущая сила (ЭДС) источника электрической энергии.
Электрическое напряжение на внешнем и внутреннем участках
электрической цепи.
Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление проводника.
Закон Ома для участка электрической цепи и для замкнутой цепи.
Работа электрического тока.
Мощность электрического тока. Коэффициент полезного действия
электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца. Защита проводов от тепловых
перегрузок.
Лабораторная работа № 2. «Проверка закона Ома».
Самостоятельная работа:
- изучить параметры электрического тока.
Раздел3. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока
Тема 3.1. Режимы работы источника
Знать:
- основной
закон
электродинамики;
электродинамики.
Уметь:
- определять оптимальные режимы работы.
основные
формулы
Режимы работы источника ЭДС: холостой ход, короткое замыкание,
режим нагрузки.
Изменение напряжения на зажимах источника при изменении
нагрузки.
Лабораторная работа № 3 «Исследование работы источника при
изменяющейся нагрузке».
Самостоятельная работа:
- изучить режимы работы источника.
Тема 3.2. Способы соединения потребителей
Знать:
- способы соединения потребителей и их расчёт.
389
Уметь:
- соединять потребители в различные схемы.
Электрические цепи с последовательным соединением потребителей.
Распределение потенциала в последовательной цепи.
Параллельное соединение резисторов. I-ый закон Кирхгофа.
Смешанное соединение потребителей.
Лабораторная работа № 4 «Исследование цепи постоянного тока с
последовательным соединением потребителей».
Лабораторная работа № 5 «Исследование цепи постоянного тока с
параллельным соединением потребителей».
Лабораторная работа № 6 «Исследование цепи постоянного тока со
смешанным соединением потребителей».
Самостоятельная работа:
- изучить способы соединения потребителей.
Тема 3.3. Двухпроводная линия электропередач.
Знать:
- двухпроводную линию электропередач и потери напряжения в ней.
Уметь:
- выполнять расчёт двухпроводной линии электропередач.
Потеря напряжения в проводах. Расчет 2-х проводной линии
электропередач постоянного тока .
Лабораторная
работа № 7 «Расчёт двухпроводной линии
электропередачи».
Самостоятельная работа:
- изучить причины падения напряжения в двухпроводной линии
электропередач.
Тема 3.4. Сложные электрические цепи.
Знать:
- I-ый и II-ой законы Кирхгофа, сложные электрические цепи.
Уметь:
- рассчитывать злектрические цепи.
Сложные электрические цепи, основные ее элементы.
II-ой закон Кирхгофа. Методика расчета сложных электрических
цепей по законам Кирхгофа.
390
Лабораторная работа № 8 «Проверка I и П законов Кирхгофа».
Самостоятельная работа:
- изучить сложные электрические цепи и научиться рассчитывать их.
Раздел 4. Электромагнетизм
Тема 4.1. Магнитное поле и величины
Знать:
- величины магнитного поля и основные законы магнитных полей.
Уметь:
- производить простейшие расчёты магнитных цепей.
Контрольная работа № 1 (45мин.) на тему «Линейные электрические
цепи и их расчёт».
Магнитное поле: физическая сущность, свойства. Характеристики
магнитного
поля: напряженность, магнитная индукция, магнитный поток, магнитная
проницаемость.
Закон полного тока. Магнитное поле прямолинейного проводника с
током, витка с током, соленоида, тороида.
Магнитная цепи: определение, основные элементы магнитной цепи.
Закон Ома для магнитной цепи: вывод.
Магнитное поле двух параллельных проводников с током
(механическое действие магнитного поля).
Лабораторная работа № 9 «Исследование магнитных свойств
материалов».
Самостоятельная работа:
- изучить намагничивание веществ..
Тема 4.2. Электромагнитная индукция
Знать:
- закон злектромагнитной индукции и его следствия.
Уметь:
- определять направления магнитных потоков, вихревых токов.
Движение электрона в магнитном поле, сила Лоренца.
391
Движение прямолинейного проводника с током в магнитном поле;
контур с током в магнитном поле.
Электромагнитная индукция: определение величины и направления
индуктированной ЭДС.
Явление самоиндукции. Индуктивность проводника
Явление взаимоиндукции. Вихревые токи
Самостоятельная работа:
- изучить переходные процессы в цепи с индуктивностью.
Раздел 5. Однофазный переменный ток.
Тема 5.1. Основные понятия синусоидального переменного тока
Знать:
- основные параметры переменного тока, основные свойства.
Уметь:
- изображать переменные токи с помощью векторов и волновой
диаграммы.
Определения, физическая сущность.
Классификация переменных токов и их графическое изображения.
Получение синусоидальной ЭДС; параметры переменного тока.
Способы
задания
переменных
синусоидальных
величин:
алгебраический и графический синусоидальных величин.
Самостоятельная работа:
- изучить основные понятия синусоидального переменного тока.
Тема 5.2.
Линейные неразветвленные
однофазного синусоидального тока
электрические
цепи
Знать:
- физические явления в неразветвленных цепях переменного тока.
Уметь:
- рассчитывать неразветвленные цепи переменного тока.
Виды сопротивлений в цепях переменного тока: активное,
реактивное. Поверхностный эффект.
Цепь переменного тока с активным сопротивлением. Анализ цепи.
Цепь переменного тока с индуктивностью. Анализ цепи.
392
Цепь переменного тока с реальной катушкой (последовательное
соединение активного и индуктивного сопротивлений). Анализ цепи.
Цепь переменного тока с емкостью. Анализ цепи.
Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и
емкостного сопротивлений. Анализ цепи.
Цепь переменного тока с последовательным соединением активного,
индуктивного, емкостного сопротивлений. Анализ цепи.
Последовательный колебательный контур.
Резонанс напряжений: определение, условия возникновения
резонанса напряжений, Свойства колебательного контура при резонансе
напряжений. Резонансные характеристики.
Лабораторная работа №10 «Исследование цепи переменного тока с
последовательным
соединением
активного
и
индуктивного
сопротивлений».
Лабораторная работа №11 «Исследование цепи переменного тока с
последовательным соединением активного и ёмкостного сопротивлений».
Лабораторная работа №12 «Исследование зависимости коэффициента
мощности от характера нагрузки».
Лабораторная работа №13 «Резонанс напряжений».
Самостоятельная работа:
- изучить неразветвлённые цепи переменного тока.
Тема 5. 3. Разветвленные линейные электрические цепи однофазного
синусоидального тока
Знать:
- физические явления в разветвленных цепях переменного тока.
Уметь:
- рассчитывать разветвленные цепи переменного тока.
Цепи переменного тока с параллельным соединением активноиндуктивного и активёёно-емкостного сопротивлений. Анализ цепи для
случая XLXC. Расчет цепи геометрическим и аналитическим методами.
Резонанс токов. Условие возникновения резонанса токов, сущность.
Свойства колебательного контура при резонансе токов. Резонансные
характеристики.
Контрольная работа № 2 (тема «Линейные электрические цепи
однофазного синусоидального тока» )
Переходные процессы в линейных электрических цепях. Основные
понятия и определения. Расчёт типовых переходных процессов.
393
Лабораторная работа № 14 «Резонанс токов».
Самостоятельная работа:
- изучить резонансные явления в разветвлённых цепях переменного
тока.
Раздел 6. Понятие о периодических несинусоидальных токах в
линейных электрических цепях
Тема 6.1. Общая характеристика периодических несинусоидальных
токов и напряжений в линейных электрических цепях.
Знать:
- математическое описание периодической функции и расположение
ее в ряд Фурье.
Уметь:
- определять первые гармоники токов и напряжений из ряда Фурье.
Математическое
описание
несинусоидальных
периодических
сигналов. Линейные цепи при периодических несинусоидальных ЭДС.
Применение периодических несинусоидальных ЭДС, токов и
напряжений.
Длинные линии, физические процессы, согласованный режим работы.
Самостоятельная работа:
- изучить понятия о несинусоидальных токах.
Раздел 7. Трехфазные цепи
Тема 7.1. Основные понятия трехфазных цепей и способы соединения
Знать:
- распределение токов и напряжений при соединении элементов
схемы звездой и треугольником.
Уметь:
- рассчитывать линейные, фазные токи и напряжения при различных
способах соединения.
Понятие о многофазных электрических схемах.
Получение трехфазной ЭДС. Трехфазные цепи. Аналитическое,
графическое, векторное изображение трехфазного тока.
Трехфазная система: соединение фаз «звездой».
Трехфазная система: соединение «треугольником».
394
Лабораторная работа №15 «Исследование трёхфазной цепи
переменного тока при соединении потребителей по схеме «Звезда»».
Лабораторная работа №16 «Исследование трёхфазной цепи
переменного тока при соединении потребителей по схеме «Треугольник»».
Самостоятельная работа:
- изучить трёхфазные цепи и способы их соединения.
Тема 7.2. Вращающееся магнитное поле
Знать:
- способы получения вращающегося магнитного поля.
Уметь:
- определять токи в фазах при получении вращаюшегося магнитного
поля.
Трехфазное вращающееся магнитное поле. Образование, свойства и
применение вращающегося магнитного поля.
Самостоятельная работа:
- изучить вращающееся магнитное поле.
Раздел 8. Общая теория электрических машин
Тема 8. 1. Электрические машины постоянного и переменного тока
Знать:
- особенности работы машин постоянного и переменного тока, их
характерные технические параметры , характеристики и
особенности работы различного вида электрических машин.
Уметь:
- подбирать по справочным материалам нужную электрическую
машину для заданных условий эксплуатации.
Классификация и принцип действия машин постоянного тока, их
характеристики.
Классификация и принцип действия машин переменного тока, их
характеристики и параметры.
Лабораторная работа №17 «Исследование двигателя постоянного тока
с параллельным возбуждением».
395
Лабораторная работа №18 « Исследование генератора постоянного
тока с параллельным возбуждением ».
Лабораторная работа №19 « Исследование асинхронного двигателя».
Лабораторная работа №20 « Исследование генератора переменного
тока при различных видах нагрузки».
Самостоятельная работа:
- изучить электрические машины постоянного и переменного тока.
4. Список литературы и средств обучения.
4.1. Основная литература:
1. И.А.Данилов, П.М.Иванов.Общая электротехника с основами
электроники М: Высшая школа. 2000.
4.2. Дополнительная литература:
1. В. С. Попов. Теоретическая электротехника . М. Энергоатомиздат,
1990 г.
2. А. Солдатов. Электротехника . Возтдушный транспорт, 1984 г.
3. Ф. Е. Евдокимов. Теоретические основы электротехники , 1971 г.
4. М. А. Агасьян, Е. А. Орлов. Электротехника, электрические
измерения .
5. А. Б. Грумбина. Электрические машины и источники питания
радиоэлектронных устройств . М. Энергоатомиздат, 1990 г.
6. М. М. Кацман . Электрические машины . М. Высшая школа, 1983
4.3.Средства обучения:
1.
2.
3.
4.
5.
Кодоскоп «Полилюкс».
ПК IBM PC.
Проекционные системы.
Комплект плакатов, схем.
Действующие стенды.