Geum.ru

Рабочая программа по дисциплине опдф. 04 Электротехника и электроника Для специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых производств» для направления 655800 «Пищевая инженерия»

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Студент должен знать
3.Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий.
4.Содержание лекционного курса.
5. Перечень практических занятий.
7. Задания для самостоятельной работы студентов
8. Курсовой проект.
11. 11. Контрольные работы для заочников [6].
12. Экзаменационные вопросы.
13. Л и т е р а т у р а.
Подобный материал:
Энгельсский технологический институт (филиал)

Саратовского государственного технического университета


Кафедра “Техническая физика и информационные технологии”


Рабочая программа


по дисциплине ОПДФ.04

Электротехника и электроника



Для специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых производств» для направления 655800 «Пищевая инженерия»


Курс 3 (3) Всего часов 204

Семестр 5 (6) Лекции 34

Часов в неделю 3 Лабораторные занятия 34(16)

Зачет - 5 (7) Практические занятия - 17 (10)

Экзамен 6 (8) семестр Контрольные работы (1, 2--7 сем.)

СРС 68


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры


« 17 » апреля 2008 года, протокол № 8


Зав. кафедрой__ТФИ_________________ А.М.Кац


Рабочая программа утверждена на заседании УМКС


« 24 » апреля 2008 года, протокол № 4

Председатель УМКС____________Л. Ф. Ракмазаева




Энгельс, 2008.


1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.

    1. . Цель преподавания дисциплины: теоретическая и практическая подготовка инженеров неэлектротехнического профиля в области электротехники, электроники и электропривода в такой степени, чтобы они могли выбирать и подключать к сети необходимые электротехнические, электронные и электроизмерительные приборы и устройства, уметь их правильно эксплуатировать и составлять совместно с инженерами-электриками технические задания на разработку электрических частей автоматизированных установок для управления производственными процессами.
    2. . Задачи изучения дисциплины: формирование у студентов минимально необходимых знаний, умений и навыков.
    3. . Перечень необходимых предшествующих дисциплин: математика, физика. Последующие дисциплины для которых необходима данная дисциплина: Управление техническими системами; Подъемно-транспортные установки; Холодильные машины и установки; Технологическое оборудование отрасли.


2. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.

Студент должен знать;

  • электротехнические законы, методы анализа электрических, магнитных и электронных цепей;
  • принцип действия, конструкцию, свойства, область применения и потенциальные возможности основных электротехнических, электронных устройств и электроизмерительных приборов;
  • электротехническую терминологию и символику.

Студент должен уметь:
  • экспериментальным способом определять параметры и характеристики типовых электротехнических, электронных элементов и устройств;
  • производить измерения основных электрических величин и некоторых не электротехнических величин, связанных с профилем инженерной деятельности;
  • включать электротехнические приборы, аппараты и машины, управлять ими и контролировать их эффективную и безопасную работу.



3.Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий.

№

мо-

ду-

ля
№

не-

де-

ли
№

те-мы


Наименование темы

Часы

Все

го

лек
лаб

раб
пр

зан
СРС

1
2
3
4
5
6
7
8
9

5 Семестр




1
1
Введение.
2
1






1




1,2
2
Цепи постоянного тока.
4
3






1

1
1
16
Приборы и измерения
6
---
4



2

2
3,4,5
3
Однофазные цепи
14
5
4



5




5,6
4
Трехфазные цепи
6
3
--



3




6



Расчетно-графическая работа №1 и №2
33









33




7
5

6
Магнитные цепи и трансформаторы
6
4






2

3
9,10
7
Асинхронный двигатель
12
4
4



4




11
8
Машины постоянного тока
4
2






2




12
9
Синхронные машины.

3
2






1




13
10
Элементная база электроники
3
2






1

4
14
11
Выпрямители
10
2
4



4




15
12
Усилители
6
2






4




16
13,14
Цифр. Устройства. Микропроцессоры
4
2






2




17



Заключительное занятие
2
1
1















Самостоятельное изучение лекционного материала: генераторы электрических сигналов
3









3










И Т О Г О
119
34
17



68



4.Содержание лекционного курса.

№

темы

Всего


часов
№

лекции
Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции.

1
2
3
4

1.
1
1
Введение. Электрическая энергия, ее особенности и области применения. Традиционные и альтернативные источники электрической энергии. Роль электротехники и электроники в развитии комплексной автоматизации современных технологических и производственных процессов и систем управления. Значение электротехнической подготовки для инженеров не электротехнических специальностей. Связь со спец. дисциплинами. Содержание и структура дисциплины. Методика организации процесса обучения. Литература.

2.
3
1,2

  1. Линейные электрические цепи постоянного тока (ЦПТ).
    1. Электротехнические устройства постоянного тока и их области применения. Элементы электрической цепи. Источники и приемники электрической энергии. Их условные графические и позиционные обозначения на электрических схемах. Принципиальные электрические схемы. Схемы замещения электротехнических устройств. Идеальные элементы ЦПТ.
    2. Топологические понятия теории электрических цепей: ветвь; узел; контур; независимый контур. Условные положительные направления электрических величин: эдс; тока; напряжения.
  1. Расчет цепей постоянного тока.
    1. Основные законы электрической цепи: Ома; Кирхгофа. Уравнение баланса мощностей. Режимы работы электрической цепи.
    2. Расчет простых цепей: цели; преобразование последовательно и параллельно соединенных элементов электрической цепи.

Расчет сложных электрических цепей. Методы. Метод контурных токов.

3
5
3.4,5
3.Однофазные цепи.

3.1. Электротехнические устройства переменного тока. Причины их широкого распространения. Идеальные элементы цепи переменного тока на схемах замещения.

3.2.Основные параметры синусоидального тока: мгновенные; амплитудные; средние; действующие значения переменных величин. Период и частота переменного тока.

3.3. Способы представления синусоидальных функций: волновыми диаграммами; векторами; комплексными числами.

4.Цепи с последовательным соединением R, L, C.

4.1. Цепь с резистором. Цепь с идеальной индуктивностью. Цепь с идеальной емкостью.

4.2.Цепь с последовательным соединением R, L, C.

4.3. Комплексы полного сопротивления и проводимости цепи. Комплекс полной мощности.

№

темы

Всего


часов
№

лекции
Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции.

1
2
3
4










5. Цепи с параллельными ветвями..

5.1.Расчет методом активных и реактивных токов. . 5.2. Резонансные явления в электрических цепях.

5.3. Повышение коэффициента мощности электроустановок.

.

4.
4.
5,6
5.4 Преимущества трехфазных цепей. Трехфазный

генератор.

5.5 Соединение фаз в звезду. Четырехпроводная цепь:

фазные и линейные напряжения и токи, соотношения между

ними. Векторные диаграммы напряжений токов.

5.6. Роль нулевого провода

6. Трехфазные цепи. Соединение фаз в треугольник.

6.1. Соединение фаз в треугольник. Соотношения между

фазными и линейными токами и напряжениями.

6.2.Мощность трехфазной цепи при симметричной и

несимметричной нагрузке.

6.3.Мероприятия по повышению коэффициента

мощности трехфазных установок

6.4. Заземление и зануление электроустановок.

5
2
7
7. Магнитные цепи

7.1.Область применения МЦ с постоянной МДС.

7.2.Магнитное поле и его характеристики: B; Ф; H; F; μr; μo;μa.

7.3.Ферромагнитные материалы и их свойства.

7.4.Законы магнитной цепи: полного тока,

электромагнитной силы (Ампера), электромагнитной

индукции (Фарадея), Ома.

7.5.Расчет однородной магнитной цепи: прямая и

обратная задачи.

7.6. Тяговая сила электромагнита

7.7.Магнитные цепи с переменной МДС.

7.7.1.Особенности МЦ с переменной МДС: гистерезис; вихревые токи.

7.7.2.Уравнение электрического равновесия.

7.7.3. Контакторы. Магнитные пускатели.

6
2
8
8. Трансформаторы.

8.1 Назначение и применение трансформаторов.

8.2.Устройство и принцип действия трансформаторов.

8.3.Режимы работы: холостого хода.; нагрузочный; опыт короткого замыкания; аварийное КЗ.

8.4.Схема замещения трансформатора.

8.5 Внешняя характеристика трансформатора. 8.6.КПД трансформатора.

8.7.Трехфазные трансформаторы.

8.8.Автотрансформаторы.

8.9.Измерительные трансформаторы.

№

темы

Всего


часов
№

лекции
Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции.

1
2
3
4

7
4
9,10
9.Асинхронные двигатели (АД).

9.1.Применение АД.

9.2.Устройство АД.

9.3.Принцип действия АД.

9.4.Энергетическая диаграмма АД.

10.Механические свойства АД.

10.1. Естественная механическая характеристика АД и ее построение по паспортным и по каталожным данным. Рабочие характеристики АД

10.2.Пуск АД.

10.3.Электрическое торможение АД.

10.4 Регулирование скорости ротора АД.

10.5.Регулирование скорости АД.

10.6. Однофазные АД.

8
2
11
11. Машины постоянного тока (МПТ).

11.1.Применение, устройство, принцип действия МПТ.

11.2. ЭДС МПТ.

11.3. Двигатели постоянного тока (ДПТ).

11.4.Типы ДПТ.

11.5.Пуск ДПТ.

11.6.Естественные механические характеристики ДПТ.

11.7.Регулирование скорости якоря ДПТ: реостатное; полюсное; якорное.

9
2
12
12. Синхронные машины (СМ).

12.1.Устройство, принцип действия синхронных

генераторов.

12.2.Устройство, принцип действия синхронных двигателей.

12.3.Пуск СД.

12.4.Механические свойства СД.

12.5.Зависимость тока статора СД от тока возбуждения. Синхронные компенсаторы.

О С Н О В Ы Э Л Е К Т Р О Н И К И.

10
2
13
13.Элементы электронной техники.

13.1Резисторы. 13.2. Конденсаторы. 13.3. Катушки

индуктивности. 13.4. Трансформаторы. 13.5 Диоды.

13.6. Тиристоры. 13.7. Транзисторы.

11
2
14
В ы п р я м и т е л и.

14. Неуправляемые выпрямители.

14.1. Определение, применение, упрощающие допущения

при анализе выпрямителей.

14.2. Схемы выпрямителей. Соотношения между напряжениями, токами и мощностями в выпрямителях. Выбор диодов. Волновые диаграммы, поясняющие работу

выпрямителей.

14.3.Сглаживающие фильтры.

14.4. Внешние характеристики выпрямителей. Их КПД.

14.5.Управляемый выпрямитель по схеме ОМС

№

темы

Всего


часов
№

лекции
Тема лекции.

Вопросы, отрабатываемые на лекции.

1
2
3
4

12
2
15
У С И Л И Т Е Л И.

15 Простейший УНЧ на биполярном транзисторе.

15.1. Схема. Назначение ее элементов. Принцип работы.

15.2.Тепературная стабилизация работы усилителей.

15.3. Многокаскадные усилители.

15.4. Усилители мощности.

15.5.Усилители постоянного тока.

15.6. Операционные усилители.

13
2
16
16. Цифровые устройства (ЦУ).

16.1. Преимущества ЦУ.

16.2. Простейшие логические операции: ИЛИ, И, НЕ.

16.3. Логические элементы: ИЛИ, И, НЕ ИЛИ-НЕ, И-НЕ.

Их обозначение на структурных схемах, таблицы

истинности, электрические схемные аналоги.

16.4. Триггеры.

16.5.Цифровые счетчики импульсов.

16.6. Регистры.

16.7. Дешифраторы.



5. Перечень практических занятий.

Учебным планом не планируются.


6. Перечень лабораторных работ.

№

темы
Всего

часов
№

лаб. раб.
Наименование лабораторной работы.

Вопросы, отрабатываемые на лабораторной работе.

6 семестр

16
3
1
Электроизмерительные приборы и измерения. Измерение тока напряжения и мощности. Обработка результатов измерений.

3
4
3
Исследование однофазной цепи. Определение параметров пассивного двухполюсника по показаниям измерительных приборов.

7
4
8
Исследование АД. Снятие рабочих характеристик.

Сравнение расчетной механической характеристики с опытной.

12
4
12
Исследование выпрямителей. Снятие внешних характеристик. Исследование роли сглаживающих фильтров. Снятие осциллограмм токов и напряжений в различных точках схем.

7. Задания для самостоятельной работы студентов


№

темы
Всего

часов
Вопросы для самостоятельного изучения (задания).
Литература

1
2
3
4

16
1
Электрические измерения и приборы.
[1] 12.2; 12.3; 12.5; 12.6 или

[2] 9.1; 9.2; 9.3

2
1
Топологические понятия теории электрических цепей: ветвь, узел, контур. Зависимость сопротивления от температуры.
[1] 1.2; 1.3; 1.4

или

[2] 1.2; 1.3

5
1
Контакторы. Магнитные пускатели.
[1] 16.6 или

[2] 17.2

6
1
10.8. Автотрансформаторы.

10.9. Измерительные трансформаторы.
[1] 9.13; 9.17

или [2] 11.12

7
1
12.5.Рабочие характеристики АД.

13.2.Однофазные АД.
[1] 14.14; 14.18

или [3] 15.7;15.11

10-16
2
Контактные явления в полупроводниках. Электронные устройства отображения информации.

Цифровые счетчики импульсов

Регистры. Дешифраторы
[1] 10.1; 10.2;10.20; 10.25

10.26; 10.29



8. Курсовой проект.

Не предусмотрен.


9.Курсовая работа.

Не предусмотрена.


10. Содержание расчетно-графических работ.

СРР №1, [6]
  1. Расчёт сложной цепи постоянного тока.
  2. Расчет разветвленной однофазной цепи комплексным методом.
  3. Расчет трехфазной цепи.


СРР №2, [6]
  1. Расчет основных характеристик двигателя постоянного тока.
  2. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя.
  3. Рефераты по электронике.



11. 11. Контрольные работы для заочников [6].


Контрольная работа №1: задача 10.1. Пункты 1,2,5,6.

Задача10.2. Пункты 1б, 2, 3, 4, 5, 6.

Задача 10.3

Контрольная работа №2: задача 10.4, задача 10.5.1., 10.5.2.


12. Экзаменационные вопросы.



  1. Преимущества эл. энергии перед другими видами энергии. Применение эл. энергии. Виды электрических станций. Их перспективное развитие. Альтернативные источники эл. энергии.
  2. Электрическая цепь. Ее элементы. Идеальные элементы. Простейшая элю цепь постоянного тока. Уравнение равновесия ЭДС и напряжений. Закон Ома для полной цепи и участка цепи. Уравнение баланса мощностей.
  3. Сложная цепь. Ветвь, узел, контур, независимый контур. Законы Кирхгофа.
  4. Последовательное, параллельное и смешанное соединение приемников и источников эл. энергии.
  5. Расчет сложных цепей методом контурных токов.
  6. Основные параметры, характеризующие синусоидальные токи, ЭДС, напряжения (амплитуда, фаза, частота, действующее и среднее значение)
  7. Изображение синусоидальных величин волновыми диаграммами и векторами.
  8. Комплексная форма представления синусоидальных величин: напряжения, тока, сопротивления, проводимости, мощности. Алгебраическая, тригонометрическая и показательная формы.
  9. Цепь переменного тока с резистором.
  10. Цепь переменного тока с идеальной емкостью.
  11. Цепь переменного тока с идеальной индуктивностью.
  12. Цепь переменного тока с последовательным соединением R, L и C.
  13. Резонансные явления в цепи переменного тока
  14. Повышение коэффициента мощности электроустановок.
  15. Расчёт разветвлённой цепи переменного тока комплексным методом
  16. Трёхфазная цепь. Соединение в звезду - определение. Четырёх проводная цепь : определение фазных и линейных напряжений и токов, их связи друг с другом. Векторная диаграмма. Роль нейтрального провода в четырехпроводной цепи.
  17. Трёхфазная цепь. Соединение в треугольник. Определение фазных и линейных напряжений и токов, их связи друг с другом. Векторная диаграмма.
  18. Повышение коэффициента мощности трехфазных цепей.
  19. Заземления и зануления в трехфазных цепях.
  20. Магнитные цепи с постоянной МДС : основные характеристики магнитного поля. Характеристики ферромагнитных материалов. Свойства ферромагнитных материалов.
  21. Магнитные цепи с постоянной МДС : основные законы магнитной цепи. Тяговая сила электромагнита.
  22. Особенности магнитной цепи с переменной МДС. Связь магнитных и электрических величин. Магнитный пускатель.
  23. Трансформаторы. Устройство, принцип действия. Применение.
  24. Устройство, принцип действия машин постоянного тока.
  25. Типы ДПТ. Пуск ДПТ. ЭДС МПТ.
  26. Механические характеристики ДПТ.
  27. Регулирование скорости вращения якоря ДПТ.
  28. Устройство, принцип действия АД.
  29. Как определить по какой схеме необходимо включить АД в сеть?
  30. Механическая характеристика АД. Её построение по данным каталога.
  31. Пуск АД.
  32. Регулирование частоты вращения ротора АД.
  33. Электрическое торможение АД.
  34. Синхронный двигатель. Его устройство, принцип действия. Механические свойства.
  35. Пассивные элементы (компоненты электронной техники: резисторы,

конденсаторы, индуктивные катушки, трансформаторы).
  1. . Активные элементы (компоненты) электронной техники: диоды, тиристоры, транзисторы.
  2. Выпрямители: определение, применение, типы, упрощающие допущения при работе и анализе выпрямителей. Основные параметры диодов и вентилей. Их маркировка.
  3. Однофазная мостовая схема выпрямления.
  4. Трёхфазная мостовая схема выпрямления
  5. Управляемые выпрямители по схеме ОМС.
  6. Транзисторы: устройство, принцип действия. Вольт-амперные характеристики.
  7. Усройство, принцип действия усилителя низкой частоты по схеме с ОЭ.
  8. Характеристики усилителей низкой частоты: амплитудная , амплитудно-частотная, фазо-частотная. Их вид, что по ним определят?
  9. Многокаскадные усилители. Особенности их работы. Коэффициенты усиления в безразмерной форме и в децибелах.
  10. Усилители мощности.
  11. Усилители постоянного тока.
  12. Логические элементы И; ИЛИ; НЕ
  13. Триггеры.


13. Л и т е р а т у р а.

Основная



1.Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учеб. для вузов. – 9-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.- 544 с.

ISBN 5-7695-2144-9.

2. Рекус, Г.Г. Основы электротехник и электроники в задачах с решениями: Учеб. пособие / Г.Г. Рекус. – М.: Высш. шк., 2005, - 343 с.

3.Лачин, В.И. Электроника: Учеб. пособие / В.И.Лачин , Н.С.Савелов.- Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 704 с.

ISBN 5-222-07025-5
  1. Башарин С.А. Теоретические основы электротехники: теория электрических цепей и электромагнитного поля: Учеб. Пособие для студ. Высш. Учеб. Заведений / С.А. Башарин, В.В. Федотов.- М.:- Издательский центр «Академия», 2004.-304 с.

ISBN 5-7695-1261-5
  1. Кузовкин В.А. Теоретическая электротехника: Учебник. – М.: Логос, 2005. – 480 с , ил.

ISBN 5-94010-066-х

  1. Сивяков Б.К. Электротехника и электроника: учеб. пособие / Б.К. Сивяков, В.С. Джумайлов, Д.Б. Сивяков. Саратов: Сарат. гос. техн ун-т 2007, 120 с.

ISBN 978-5-7433-1876-6


Дополнительная.

7. Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам: Учеб. пособие для студ. образоват. Учреждений сред. проф. образования / М.М. Кацман. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 480 с.

ISBN 5-7695-1686-0
  1. Савилов Г.В. Электротехника и электроника: Курс лекций.- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко»,2008.-324 с.

ISBN 978-5-91131-689-1



14 Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники.

14.1. Наглядные пособия: плакаты, макеты электротехнических устройств, элементы электронных устройств.

14.2. ТСО: Лабораторные стенды для проведения лабораторных работ по программе дисциплины, контролирующие тесты по всем темам дисциплины.

14.3. Вычислительная техника:
  • используется для отчета по модулям. На кафедре ФТИ разработаны контролирующие программы по всем темам дисциплины, в т.ч.:

  1. Измерительные приборы и измерения.
  2. Однофазные цепи синусоидального тока.
  3. Асинхронные двигатели.
  4. Выпрямители.


15. Дополнения и изменения в рабочей программе.

Рабочая программа по дисциплине ОПДФ-0.4 «Электротехника и электроника» для специальностей 320700 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» рассмотрена и утверждена на заседании кафедры ТФИ 17.04.08г. протокол №2.


Зав. Каф. ТФИ, проф. А.М.Кац