Цей курс є одним з базових І охоплює широке коло пристроїв електронної техніки, які використовують явище магнетизму. Мета курсу: вивчення фізичних принципів роботи та побудови найбільш розповсюджених електромагнітних пристроїв
| Вид материала | Документы |
- Лекція №1, 213.86kb.
- Пов’язана з питаннями Великої грецької колонізації будь-якого регіону, дуже складна, 108.02kb.
- ПП. 58. Наведіть структурну схему еом, поясніть принцип її роботи. Дайте характеристику, 109.05kb.
- Звукових сигнальних пристроїв (далі Інструкція) (додається), 140.62kb.
- Лабораторна робота №64: " Текстовий процесор ms word, 232.82kb.
- Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки І електронної техніки, 345.74kb.
- Інститут комп’ютерних технологій, автоматики І метрології, 169.96kb.
- 2. Характеристика системи www у мережі Internet, 553.8kb.
- Основні результати перехідних ндр, які виконувалися за бюджетними програмамимоз україни, 213.65kb.
- Основні результати завершенних та перехідних ндр, які виконувались за бюджетними програмами, 152.55kb.
Опис кредитного модуля (дисципліни)
Електромагнітна техніка
Статус кредитного модуля – за вибором ВНЗ
Лектор – Тодоренко Віктор Агафонович, доцент каф. Промислової електроніки
Факультет – Електроніки
Кафедра – Промислової електроніки
І. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Курс “Електромагнітна техніка” – є складовою частиною дисциплін, які включено до переліку обов’язкових дисциплін бакалаврської підготовки з електронних систем.
Цей курс є одним з базових і охоплює широке коло пристроїв електронної техніки, які використовують явище магнетизму.
Мета курсу: вивчення фізичних принципів роботи та побудови найбільш розповсюджених електромагнітних пристроїв.
Під час вивчення курсу студенти набувають знань про фізичні основи магнетизму, параметри та характеристики основних магнітних матеріалів, методи розрахунку магнітних ланцюгів, ознайомлюються з основними видами електричних машин, методами виміряння та регулювання їх параметрів, методами запису та відтворення інформації, які використовують магнітні та магнітооптичні явища.
Курс базується на наступних дисциплінах:
- Вища математика;
- Загальна фізика;
- Спеціальні розділи фізики;
- Теорія електричних кіл;
- Матеріали електронної техніки.
Курс “Електромагнітна техніка” є базовим для наступних дисциплін:
- Пристрої перетворювальної техніки;
- Силові електронні системи;
- Пристрої відображення та реєстрації інформації.
ІІ. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ
| Семестр | Код кредитного модуля | Всього (кред/год) | Розподіл за видами занять | СРС | Модульні контрольні роботи (кількість) | Індивід. заняття (вид) | Семестрова атестація ( вид) | ||
| Лекції | Практичні/ семінарські | Лабораторні/ комп'ютерний практикум | |||||||
| 5 | ЗП-11 | 4/144 | 36 | | 18 | 90 | 1 | реферат | Диф.з. |
| 6 | ЗП-11 | 4/144 | 36 | | 18 | 90 | 1 | РГР | екз |
III. МЕТА І ЗАВДАННЯ КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ
Мета кредитного модуля: вивчення фізичних принципів роботи та побудови найбільш розповсюджених електромагнітних пристроїв статичного типу.
Вивчення першої частини курсу дає студентам знання:
- фізичних основ магнетизму;
- статичних та динамічних параметрів та характеристик магнітних матеріалів;
- властивостей основних магнітних матеріалів;
- методів розрахунку магнітних ланцюгів;
- класифікації феромагнітних пристроїв;
- статичних електромагнітних пристроїв – трансформатора і дроселя, методів визначення їх параметрів та розрахунку.
Студенти набувають вміння:
- вибору магнітних матеріалів для створення електромагнітних пристроїв;
- розрахунку розгалужених магнітних ланцюгів;
- розрахунку процесів у магнітних ланцюгах при імпульсному перемагнічуванні;
- розрахунку індуктивностей розсіювання та власних ємностей статичних феромагнітних пристроїв;
- розрахунку трансформаторів та дроселів.
Студенти отримують навички:
- використання вимірювальних приладів під час експериментального дослідження магнітного поля;
- визначення режимів роботи магнітних ланцюгів;
- визначення параметрів та характеристик магнітних матеріалів;
- визначення власної ємності та її складових у трансформатора;
- визначення індуктивності розсіювання трансформатора;
- самостійної роботи з навчальною, навчально методичною і довідниковою літературою.
Мета другого кредитного модуля: вивчення фізичних принципів роботи та побудови найбільш розповсюджених електромагнітних пристроїв.
Вивчення другої частини курсу дає студентам знання:
- класифікації феромагнітних елементів та пристроїв;
- принципів побудови та роботи найбільш вживаних електромагнітних пристроїв;
- статичних та динамічних параметрів та характеристик пристроїв електромагнітної техніки;
- методів розрахунку статичних пристроїв;
Студенти набувають вміння:
- вибору доцільних режимів роботи електромагнітних пристроїв;
- розрахунку трансформаторів та дроселів.
Студенти отримують навички:
- використання вимірювальних приладів під час експериментального дослідження магнітного поля;
- визначення режимів роботи магнітних пристроїв;
- визначення параметрів та характеристик магнітних пристроїв;
- самостійної роботи з навчальною, навчально методичною і довідниковою літературою.
IV. ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ
Розділ 1 Загальні відомості про електромагнітні пристрої
Тема 1.1 Основні області використання електромагнітних пристроїв. Класифікація електромагнітних пристроїв. Перспективи розвитку електромагнітної техніки.
Розділ 2. Фізичні основи роботи електромагнітних пристроїв
Тема 2.1 Явище магнетизму. Анізотропія магнітних матеріалів. Доменна структура магнітних матеріалів. Основні магнітні величини та характеристики. Цикли перемагнічування. Втрати в магнітних матеріалах. Явище магнітної в’язкості. Магнітодинамічні та магнітооптичний ефекти. Статичні та динамічні параметри магнітних матеріалів. Динамічні характеристики магнітних матеріалів. Перемагнічування матеріалів імпульсними методами в сильних та слабких полях. Вплив форми та зазору осердя на статичні характеристики.
Тема 2.2 Магнітні матеріали. Класифікація. Характеристики основних магнітних матеріалів. Магнітні матеріали з особливими властивостями. Критерії вибору магнітних матеріалів. Методи експериментального визначення характеристик осердь з магнітних матеріалів.
Тема 2.3 Методи розрахунку магнітних кіл. Зв’язок між електричними та магнітними величинами. Принцип дуальності. Моделювання магнітних кіл. Основні закони які використовуються для опису та розрахунку магнітних кіл ( закон повного струму, електромагнітної індукції, Ома, Кірхгофа).
Розділ 3. Статичні феромагнітні пристрої
Тема 3.1 Класифікація феромагнітних елементів.
Тема 3.2 Трансформатори. Класифікація. Ідеальний трансформатор. Принцип роботи. Схема заміщення двообмоткового трансформатора та її параметри. Розрахунок індуктивності розсіяння. Методи зменшення індуктивності розсіяння. Розрахунок власних ємностей обмоток. Схема заміщення двообмоткового трансформатора для високих частот. Методи експериментального визначення параметрів трансформатора. Основні критерії проектування трансформаторів. Імпульсні трансформатори.
Тема 3.3 Дросель. Класифікація. Індуктивність дроселя. Визначення індуктивності розсіяння та власної ємності обмоток дроселя. Схеми заміщення дроселя. Основні критерії проектування дроселя.
Тема 3.4 Ферорезонансні стабілізатори змінної напруги. Явище ферорезонансу.
Тема 3.5 Магнітні підсилювачі. Найпростіший магнітний підсилювач. Режими роботи магнітних підсилювачів. Статичні характеристики магнітних підсилювачів. Магнітні підсилювачі з зовнішнім та внутрішнім зворотнім зв’язком. Реверсивні магнітні підсилювачі. Схеми магнітних підсилювачів. Стабільність магнітних підсилювачів. Використання магнітних підсилювачів.
Тема 3.6 Магнітні модулятори. Помножувачі частоти.
Розділ 4. Електромеханічні пристрої автоматики
Тема 4.1 Електромагнітні реле сталого струму. Класифікація. Основні параметри та характеристики. Поляризовані реле.
Геркони та фериди. Характеристики та параметри.
Тема 4.2 Електромагнітні реле змінного струму. Класифікація. Основні параметри та характеристики. Магнітні пускачі. Контактори. Автоматичні вимикачі.
Тема 4.3 Тягові електромагніти. Шагові шукачі. Електричні муфти.
Розділ 5. Електричні машини
Тема 5.1 Синхронні та асинхронні машини. Характеристики, параметри, режими роботи. Схеми вмикання. Режими розгону та гальмування. Способи поліпшення коефіцієнту потужності. Огляд основних рядів машин, що випускаються промисловістю.
Тахогенератори, обертові трансформатори, сельсини. Принципи та режими роботи, характеристики, параметри.
Тема 5.2 Мікромашини сталого струму. Характеристики, параметри.
Вентильні двигуни. Характеристики, параметри. Крокові двигуни. Характеристики, параметри. Лінійні машини. Характеристики, параметри.
Розділ 6. Методи та пристрої запису та відтворення інформації
Тема 6.1 Запам’ятовуючі пристрої на кiльцевих осердях, бiакси, трансфлюксори, кріотрони. Магнiтодiоднi, магнiтотранзисторнi елементи пам’яті. Пристрої пам’яті на основі циліндричних магнітних доменів. Керування циліндричними доменами. Читання інформації. Мікросхеми постійних запам’ятовуючих пристроїв на основі циліндричних магнітних доменів.
Тема 6.2 Запам’ятовуючі пристрої з записом-вiдтворенням інформації на основі рухомого носія. Класифікація. Магнітні головки. Стрічки та диски. Фізичні основи запису-вiдтворення сигналу з використанням рухомого носія. Способи магнітного запису гармонічних сигналів. Шуми в каналах запису-вiдтворення. Запис та відтворення цифрових сигналів. Формати запису.
Тема 6.3 Магнітооптичні методи запису-вiдтворення інформації. Класифiкацiя. Загальні характеристики каналів запису-вiдтворення інформації. Огляд напрямів розвитку зовнішніх запам’ятовуючих пристроїв.
Накопичувачi на гнучких та жорстких магнітних дисках. Методи кодування інформації.
V. Методи навчання та інформаційно-методичне забезпечення
Метою виконання циклу лабораторних робіт є:
- оволодіння вимірювальними приладами, що використовуються при дослідженні магнітного поля та електромагнітних елементів;
- оволодіння методиками розрахунку розгалужених магнітних ланцюгів;
- оволодіння методиками розрахунку та вимірювання індуктивностей розсіювання та власних ємностей статичних феромагнітних пристроїв;
- відпрацювання підходів до вибору матеріалів магнітної техніки для створення типових електромагнітних пристроїв;
- практичне засвоєння методик визначення параметрів та характеристик магнітних матеріалів;
- відпрацювання способів визначення режимів роботи магнітних ланцюгів.
- оволодіння вимірювальними приладами, що використовуються при дослідженні електромагнітних пристроїв та елементів;
- дослідження роботи та характеристик типових електромагнітних пристроїв;
- оволодіння методиками вимірювання та розрахунку параметрів типових електромагнітних пристроїв ;
- відпрацювання підходів до вибору режимів використання типових електромагнітних пристроїв.
Модульна контрольна робота проводиться у формі двох контрольних робіт перед атестаційними тижнями.
Метою контрольних робіт є перевірка ступеня засвоєння студентами лекційного матеріалу, вміння самостійно обирати напрямки вирішення задач розрахунку елементарних магнітних ланцюгів, що працюють у сталому та імпульсних полях, обрання типів магнітних матеріалів для використання у різноманітних електромагнітних компонентах.
Тематика задач першої та другої контрольних робіт 5 та 6 семестрів навчання узгоджена з напрацьованим лекційним матеріалом та тематикою виконаних лабораторних робіт.
ОСНОВНА ЛІТЕРАТУРА
- А.А.Преображенский, Б.В.Шамрай. Электромагнитные устройства информационно-измерительной техники. - М.: Высш. школа, 1982.
- С.В.Вонсовский. Магнетизм. - М.: Наука, 1971.
- М.А.Розенблат. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. - М.: Наука, 1974.
- А.А.Преображенский. Магнитные материалы и элементы. - М.: Высш. школа, 1976.
- В.П.Миловзоров. Электромагнитные устройства автоматики. - М.: Высш. школа, 1974.
- Оптичний диск з навчально-методичним комплексом з дисципліни “Електромагнітна техніка” – надається викладачем.
VІІ. Характеристика індивідуальних занять
Індивідуальне семестрове завдання в 1-му семестрі навчання виконується у формі реферату.
Метою виконання реферату є оволодіння додатковими знаннями з дисципліни, що виходять за межі змісту навчального плану та поглиблюють знання студентів з електромагнітної техніки. Реферативні матеріали використовуються для доопрацювання матеріалів оптичного диску з навчально- методичного комплексу з дисципліни.
Конкретна тематика рефератів узгоджується з лектором. Як правило тематика рефератів відповідає фрагментам навчально-методичного комплексу. Це дає змогу студентам доопрацювати матеріали комплексу. Таке доопрацювання звичайно ведеться у розділах комплексу по додатковим реферативним матеріалам, по тестовій системі, довідниковим матеріалам.
Індивідуальне семестрове завдання в 2-му семестрі навчання виконується у формі розрахунково-графічної роботи.
Метою виконання розрахунково-графічної роботи є оволодіння методиками інженерного розрахунку найбільш вживаних елементів електромагнітної техніки. Розрахунково-графічної роботи використовуються для доопрацювання матеріалів оптичного диску з навчально-методичного комплексом з дисципліни.
Конкретна тематика робіт узгоджується з лектором. Як правило тематика відповідає фрагментам навчально-методичного комплексу. Це дає змогу студентам доопрацювати матеріали комплексу. Таке доопрацювання звичайно ведеться у розділах комплексу по розражунково-графічним роботам.
Серед типових завдань можливо відзначити, наприклад, наступні:
1. Розрахунок розгалуженого магнітного кола.
2. Розрахунок часу перемагнічування магнітного осереддя з ППГ в сильному полі.
3. Розрахунок трансформатора по заданому критерію.
4. Розрахунок згладжувального дроселя по заданому критерію.
VІІІ. Методика оцінювання
Рейтинг студента складається з балів, що отримуються за виконання робіт наведених у табл. 1.
Таблиця 1
| Семестр | Види робіт та їх кількість | ||||||
| Лек. | Лаб. | МКР | РГР | Реф. | ДЗ | Сем. контроль | |
| 5 | 18 | 5 | 1 | - | 1 | * | Залік |
| 6 | 17 | 5 | 1 | 1 | - | * | Екзамен |
Де: Лек.- лекції; Лаб. – лабораторні роботи; МКР – модульна контрольна робота; РГР – розрахунково-графічна робота; Реф. – реферат; ДЗ – додаткові (необов'язкові) завдання.
Система рейтингових балів та критеріїв оцінювання
- Лекції – обов'язкове навантаження
| 0 – (-18) |
| 0 - 5 |
- Лабораторні роботи - обов'язкове навантаження.
| 5 |
| 3 |
| 2 |
- Модульна контрольна робота - обов'язкове навантаження. На протязі семестру виконуються дві контрольні роботи.
| 40 |
| 0 |
- Розрахунково-графічна робота – обов'язкове навантаження
| 15 |
| 0 |
- Реферат – обов'язкове навантаження
| 15 |
| 0 |
- Додаткові завдання – можливе навантаження (з метою підвищення рейтингу). Додаткові завдання виконуються після узгодження з викладачем.
| 10 |
| 0 |
- Екзамен (залік) - можливе навантаження (з метою підвищення рейтингу)
| 15 |
| 0 |
Запізнення більш ніж на тиждень з виконанням розрахунково-графічної роботи, або лабораторного практикуму штрафується у розмірі до 10 балів.
Розрахунок шкали рейтингу:
балів.Для отримання студентом відповідної семестрової оцінки «автоматом» його рейтинг з дисципліни має бути:
| Балів за семестр | Оцінка ESTS | Оцінка традиційна |
| 85 – 100 | А - відмінно | відмінно |
| 80 – 84 | В – дуже добре | добре |
| 70 – 79 | С - добре | |
| 60 – 69 | D - задовільно | задовільно |
| 55 - 59 | E - достатньо | |
| 40 -54 | FX – незадовільно | незадовільно |
| < 40 | F – не допущено | не допущено |
Необхідною умовою допуску до заліку (екзамену) є:
- зарахування розрахунково-графічної роботи (реферату);
- зарахування циклу лабораторних робіт;
- попередній рейтинг не менше 40 балів.
Студенти, які отримали оцінку «F» до заліку (екзамену) не допускаються і повинні підвищити свій рейтинг.
Студенти мають можливість складати екзамен (залік) з метою підвищення оцінки, за умови допуску.