Рабочая учебная программа по дисциплине: электротехника и электроника факультет: Химической техники и кибернетики

Вид материала

Рабочая учебная программа

Содержание Цель дисциплины Студент должен Электротехника и электроника 2. Содержание дисциплины Машины постоянного тока (МПТ) Полупроводниковые приборы Содержание практических занятий Перечень лабораторных работ График выполнения лабораторных работ Формы отчетности Рекомендуемая литература по дисциплине

Подобный материал:

• Рабочая учебная программа по дисциплине: электротехника и электроника (Теоретические, 407.78kb.
• Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 03 Общая электротехника и электроника По специальности, 561.03kb.
• Рабочая учебная программа дисциплины «электротехника и электроника» Направление подготовки, 330.69kb.
• Электротехника и электроника пояснительная записка, 2218.03kb.
• Рабочая программа по дисциплине сдм. 04 Электрооборудование полиграфических машин, 255.88kb.
• Рабочая программа по дисциплине Электротехника и электроника (наименование дисциплины), 195.99kb.
• Рабочая учебная программа предмета электротехника по профессии Аппаратчик-оператор, 274.95kb.
• Рабочая программа по дисциплине дс. 01. 04 Электрооборудование полиграфических машин, 298.99kb.
• Рабочая программа по дисциплине опд. В. 02 Электромеханические системы По специальности, 298.79kb.
• М. А. Сёмкин 2010 г. Рабочая программа, 290.2kb.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации


Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Ивановский государственный химико-технологический университет


УТВЕРЖДАЮ.

проректор по учебной работе

проф. Светцов В.И.


«_____»_____________2004г.


________________________


РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

ФАКУЛЬТЕТ: Химической техники и кибернетики.


КАФЕДРА: Электротехники.


НАПРАВЛЕНИЕ: 150400 Технологические машины и оборудование.


СПЕЦИАЛЬНОСТИ: 240801 Машины и аппараты химических производств.


Курс 2, 3. Семестр 4, 5.

Всего часов по дисциплине (трудоемкость)…..215 часов.

Аудиторные занятия…………..111 часов.

Лекции………….………………65 часов. Экзамен 5 семестр.

Лабораторные занятия…………27 часов. Зачет 4,5 семестр.

Практические занятия….……..19 часов.

Самостоятельная работа…....... 104 часа, в том числе:

выполнение домашних заданий …..50 часов.


Иваново 2004

Рабочая программа составлена Фроловым А.Н. на основании требований ГОС высшего профессионального образования по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование».

Рабочая программа утверждена на заседании кафедры электро­техники.

"____"__________________2004 г., протокол №_____.


Заведующий кафедрой __________________ КОТОВ В. Л.


Рабочая программа рекомендована секцией общепрофессиональных дисциплин Научно-методичес­кого Совета


"_____"___________________2004 г.


Председатель секции общепрофессиональных дисциплин


_______________________ КОТОВ В. Л.


Рабочая программа рассмотрена и утверждена Научно-методическим Советом факультета №


"_____"_________________2004 г., протокол №_____


Председатель НМС факультета _______________________

1. ВВЕДЕНИЕ
   

ЦЕЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ: теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических специальностей в области общей электротехники и электроники в такой степени, чтобы они могли выбрать необходимые электротехнические, электрон­ные, электроизмерительные устройства, уметь их правильно эксплуатировать и состав­лять, совместно со специалистами электриками, технические задания на разработку элек­трических частей автоматизированных установок для управления производственными процессами.

СТУДЕНТ ДОЛЖЕН:

а) иметь представление:

• о принципах формирования электрических цепей.
  
• о принципах создания электронных систем.
  
• о принципах работы электромагнитных устройств, трансформаторов, электрических машин, электронных и электроизмерительных приборов.
  

б) знать и уметь использовать:

• методы расчета цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических це­пей синусоидального тока.
  
• государственную систему стандартизации, способы определения погрешности при измерениях;
  
• основные принципы действия электронных и электромагнитных приборов и устройств, применяемых в лабораториях и на производстве.
  

в) владеть:

• методами анализа электрических и магнитных цепей;
  
• методами измерения электрических характеристик элементов электрических цепей;
  
• методами анализа и расчета простых электронных схем
  

г) иметь опыт:

• выполнения и чтения электротехнических схем;
  
• поверки средств измерения и контроля, выполнения измерений па­раметров типовых элементов электронных устройств;
  

• расчета электрических цепей, систем электропривода и электрон­ных устройств.
  

ОПДФ.03

Электротехника и электроника: Электрические и магнитные цепи; основные определения, технологические 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; источники вторичного электропитания; усилители электрических сигналов; импульсные и автоагрегатные устройства; основы цифровой электроники; микропроцессорные средства; электрические измерения и проборы.

102

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


РАЗДЕЛЫ (темы, модули) ПРОГРАММЫ


ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА


а) лекционный материал 65 часов.


4 семестр

Лекция 1. Электрические и магнитные цепи. Роль электротехники и электроники в современном производстве. Содержание и струк­тура курса. Линейные электрические цепи постоянного тока. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей. Источники и приемники электрической энергии. Параметры элементов электро­цепей. Схемы замещения. Режимы работы источника энергии.

Лекция 2. Методы расчета цепей постоянного тока: метод упрощения цепи, метод наложения, метод законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод эквивалентного ге­нератора. Потенциальная диаграмма. Понятие о балансе мощностей.

Лекция 3. Линейные электрические цепи синусоидального тока. Однофазные цепи. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. Изображение синусоидальных величин с помощью векторов. Метод векторных диаграмм. Синусоидальный ток в идеальных элементах электрической цепи. Основные соотношения, волновая и векторная диаграммы.

Лекция 4. Последовательная цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Основные соотношения. Треугольник напряжений. Треугольник сопротивле­ний. Векторная диаграмма. Закон Ома. Резонанс напряжений.

Лекция 5. Параллельная цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и ем­костью. Основные соотношения. Треугольник токов. Треугольник проводимостей. Век­торная диаграмма. Резонанс токов. Понятие о расчете сложных цепей символическим методом.

Лекция 6. Трехфазные цепи. Основные понятия и определения. Способы соеди­нения фаз генератора и токоприемника. Фазные и линейные величины. Классификация токоприемников. Симметричный режим трехфазной цепи. Мощность при симметричном режиме.

Лекция 7. Несимметричный режим трехфазной цепи. Несимметричная трехфазная звезда с нейтральным проводом. Мощность при несимметричном режиме. Понятие о за­щитном заземлении и защитном занулении.

Лекция 8. Периодические несинусоидальные токи в электрических цепях. Предс­тавление периодических несинусоидальных величин гармоническими рядами. Дискрет­ный спектр. Основные характеристики несинусоидальных периодических токов и напря­жений. Мощность периодического несинусоидального тока.

Лекция 9. Нелинейные электрические цепи постоянного и переменного тока. Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами. Об­щая характеристика нелинейных цепей. Нелинейные электрические цепи постоянного и переменного тока в установившемся режиме. Цепи с распределенными параметрами.

Лекция 10. Магнитные цепи. Основные величины, характеризующие магнитное поле. Магнитные материалы и их свойства. Закон полного тока. Виды магнитных цепей. Анализ и расчет магнитных цепей. Расчет неоднородной неразветвленной магнитной цепи.

Лекция 11. Физические процессы, происходящие в катушке с железным сердеч­ником при включении на синусоидальное напряжение. Схема замещения и векторная диаграмма катушки с железом. Феррорезонансный стабилизатор напряжения.

Лекция 12. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Причины воз­никновения переходных процессов. Законы коммутации. Дифференциальные уравнения электрического состояния цепей и методы их решения. Расчет переходных процессов в простейших электрических цепях клас­сическим методом.

Лекция 13. Электромагнитные устройства и электрические машины. Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Схема замещения и векторная диаграмма трансформатора. Опытное оп­ределение параметров трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора. КПД трансформатора. Понятие о трехфазных трансформаторах.

Лекций 14. Электрические машины. Основные физические явления в электричес­ких машинах. Классификация электромашин. Машины постоянного тока (МПТ). Устройство и принцип действия, режим генератора и двигателя. Потери энергии и КПД. ЭДС якоря и электромагнитный момент машины. Искрение на коллекторе.

Лекция 15. Понятие о генераторах постоянного тока, их характеристики. Двига­тели постоянного тока, основные характеристики. Пуск двигателя. Свойство саморегули­рования. Механические и рабочие характеристики.

Лекция 16. Асинхронные машины. Получение вращающегося магнитного поля. Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Схема замещения асинхронной машины. Энергетические соот­ношения.

Лекция 17. Механическая характеристика асинхронной машины. Способы расчета механической характеристики. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя. Рабочие характеристики. Пуск асинхронного двигателя. Увеличение пускового момента, двигатели с фазным ротором.

Лекция 18. Синхронные машины. Устройство и принцип действия. Режимы дви­гателя и генератора. Уравнение электрического состояния и схема замещения. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного двигателя. Пуск синхронного двигателя.


5 семестр


Лекция 19. Основы электроники и электрические измерения. Элементная база современных электронных устройств. Полупроводниковые приборы. Полупроводниковые диоды. Электропро­водность полупроводников, р-п переход, прямое и обратное включение. Вольт-амперная характеристика р-п перехода. Пробой р-п перехода. Структура диодов.

Лекция 20. Классификация диодов. Точечные диоды. Плоскостные диоды. Выпря­мительные диоды. Импульсные диоды. Туннельные диоды. Стабилитроны. Варикапы.

Лекция 21. Транзисторы Определение и классификация транзисторов. Биполярные транзисторы Структура транзистора. Принцип работы биполярного транзистора. Схемы включения транзисторов и их свойства. Параметры транзистора как активного линейно­го четырехполюсника.

Лекция 22. Униполярные (полевые) транзисторы. Определение и классификация. Терминология. Принцип действия транзистора.

Тиристоры Определение и классификация. Принцип работы тиристора. Динистор. Тринистор. Симисторы. Лавинные тиристоры. Запираемые тиристоры. Тиристоры с по­вышенным быстродействием. Достоинства и недостатки полупроводниковых приборов.

Лекция 23. Источники вторичного электропитания. Выпрямители. Определение и классификация выпрямителей. Однофазные выпрямители. Трехфазные выпрямители. Сглаживающие фильтры. Внешняя характеристика выпрямителя. Умножители напряже­ния.

Лекция 24. Стабилизаторы напряжения. Основные понятия. Параметрический стабилизатор. Компенсационные стабилизаторы. Управляемые выпрямители. Основные понятия и оп­ределения. Простейший управляемый выпрямитель. Практические схемы выпрямителей. Замечание о системах управления вентилями.

Лекция 25. Усилители электрических сигналов. Определение и классификация уси­лителей. Основные параметры и характеристики усилителя. Общие принципы работы электронных усилителей, динамические характеристики.

Лекция 26. Классы усиления электронных усилителей. Обратные связи в усилите­лях. Подача смещения на вход управляющего элемента. Температурная стабилизация режимов работы.

Лекция 27. Многокаскадные усилители. Усилители постоянного тока. Основные понятия и определения. Дифференциальные усилители. УПТ с преобразованием сигнала. Модуляторы Модулятор с вибропреобразователем. Модулятор с магнитным усилителем. Модулятор на МС.

Лекция 28. Операционные усилители. Преобразователи аналоговых сигналов на операционных усилителях. Активные фильтры на операционных усилителях. Устройства сравнения аналоговых сигналов (компараторы). Однопороговые и регенеративные схемы сравнения. Интегральные компараторы.

Лекция 29. Автогенераторные устройства. Основные понятия и определения. Условия самовозбуждения автогенераторов, LC-генераторы. Схема индуктивной трехтонки.

Лекция 30. Автогенератор на ОУ. RC-автогенераторы. RC-автогенераторы с фазо­вым сдвигом в цепи обратной связи. RC-автогенераторы без сдвига фазы в цепи обратной связи. Кварцевая стабилизация частоты автогенераторов.

Лекция 31. Импульсные устройства. Основные понятия и определения. Интегри­рующие и дифференцирующие цепи. Схемы на пассивных элементах. Активные интегри­рующие и дифференцирующие устройства. Транзисторный ключ.

Лекция 32. Триггеры. Основные понятия и определения. Симметричный триггер. Схемы запуска триггеров. Триггер с раздельным запуском «RS». Триггер со счетным запуском «Т». Несимметричный триггер (Триггер Шмитта). Мультивибраторы. Мультивибратор в автоколебательном режиме. Ждущий мультивибратор с коллекторно-базовыми связями. Генератор пилообразного на­пряжения.

Лекция 33. Основы цифровой электроники. Логические элементы. Основные по­нятия. Элементарные логические операции и типы логических элементов. Комбиниро­ванные логические элементы. Микропроцессорные средства. Электрические измерения и приборы.


б). Практические занятия 19 часов


СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

4 семестр (19 часов)

№ п/п	Содержание занятий	Объем в часах	№№ недель
1 1	Электрические цепи постоянного тока.	2	2
2	Анализ простейших электрических цепей однофазного	2	4
	синусоидального тока.
3	Сложные цепи однофазного синусоидального тока.	2	6
4	Анализ трехфазных электрических цепей	2	8
5	Электрические цепи периодического несинусоидального	2	10
	тока.	2	12
6	Анализ нелинейных электрических цепей.
7	Переходные процессы в линейных электрических цепях.	2	]4
8	Итоговая контрольная работа.	2	16
9	Анализ результатов контрольной работы	3	18

в) Лабораторные занятия 27 часов


ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Исследование линейной электрической цепи постоянного тока.

2. Мостовые электрические цепи.

3. Исследование последовательной электрической цепи переменного тока.

4. Исследование параллельной электрической цепи переменного тока.

5. Коэффициент мощности электрической цепи.

6. Исследование трехфазной электрической цепи.

7. Трехфазная электрическая цепь с несимметричными приемниками.

8. Анализ линейной электрической цепи при периодическом несинусоидальном токе.

9. Переходные процессы в линейной электрической цепи первого порядка.

10. Переходные процессы в линейной электрической цепи второго порядка.

11. Электромагнитное поле в ферромагнитной среде.

12. Электромагнитное поле в диэлектрике.

13. Исследование характеристик полупроводниковых диодов.

14. Характеристики и параметры транзисторов.

15. Исследование тиристора.

16. Выпрямители переменного тока на полупроводниковых диодах.

17. Исследование усилителя низкой частоты на транзисторах.

18. Исследование полупроводникового стабилизатора напряжения.

19. Исследование управляемого выпрямителя на тиристоре.

20. Исследование усилителя постоянного тока.

21. Исследование мультивибратора.

22. Исследование усилителя низкой частоты.

23. Исследование компенсационного стабилизатора напряжения.

24. Исследование логических схем и функций.

25. Комбинационные схемы средней степени интеграции, дешифраторы и
мультимпексоры.

26. Экспериментальная работа в среде Electronics Workbench.

По усмотрению преподавателя выполняются семь работ из перечисленных выше.


ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

5 семестр (27 часов)

№ П/П	Содержание занятий	Объем в часах	№№ недель
1	Вводный инструктаж Выполнение 1 лабораторной работы.	3	I
2	Выполнение 2 лабораторной работы, отчет по л.р. 1.	3	3
3	Выполнение 3 лабораторной работы, отчет по л.р. 2.	3	5
4	Выполнение 4 лабораторной работы, отчет по л.р.3.	3	7
5	Отчет по л.р. № 4. Коллоквиум по темам 1-4 лабораторных
	работ.	3	9
6	Выполнение 5 лабораторной работы.	3	11
7	Выполнение 6 лабораторной работы, отчет по л.р. 5 .	3	13
8	Выполнение 7 лабораторной работы, отчет по л.р. 6.	3	15
9	Отчет по л.р.7. Коллоквиум по темам 5-7 лабораторных	3	17
	работ.

г) Самостоятельная работа 104 часа.


ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ


а) Домашняя расчетно-графическая работа «Расчет токов в ветвях сложной электрической цепи постоянного тока методом контурных токов, составление баланса мощностей и расчет распределения потенциалов вдоль контура», (количество и сроки выполнения) - 1 № недели - 5, семестр - 4.

б) Домашняя расчетно-графическая работа «Расчет токов в разветвленной цепи
синусоидального тока с одним источником энергии символическим методом, построение векторной диаграммы токов и напряжений, составление баланса комплексных мощностей», (количество и сроки выполнения) - 1, № недели - 8, семестр - 4.

в) Домашняя расчетно-графическая работа «Расчет электропривода», (количество и сроки выполнения) - 1, № недели - 8, семестр - 5.

г) Домашняя расчетно-графическая работа «Расчет усилительного каскада на
транзисторе», (количество и сроки выполнения) - 1, № недели - 13, семестр - 5.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

(изданная через центральные издательства и внутривузовским способом).


Основная:

1. Волынский Б. А. , Зейн Е. Н. , Шатерников В. Е. Электротехника. М., Энерго-
   атомиздат, 1987, 526 с.
   
2. Панфилов Д.И., Иванов В.С., Чепурин И.Н. Электротехника и электроника в
   экспериментах и упражнениях: В 2 т./Под общей ред. Д.И.Панфилова -
   М.:ДОДЭКА, 1999.
   
3. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учеб­
   ник для вузов / Ю. Ф. Опадчий, О .П. Глудкин, А. И. Гуров; Под ред. О. П.
   Глудкина.-М.: Горячая линия - Телеком, 2000.
   
4. Основы промышленной электроники, под редакцией В.Г. Герасимова, М.,
   Высшая школа, 1978, 336 с.
   
5. Токхейм Р. Основы цифровой электроники: Пер. с англ.-М.: Мир, 1988.
   
6. Методические указания по выполнению домашних расчетных заданий по электротехнике, составители Э.Г. Галиаскаров, В.Л. Котов, Иваново, 1999, 28 с.
   
7. Линейные электрические цепи постоянного и однофазного переменного токов.
   Методические указания, составитель В.Л. Котов, ИХТИ, Иваново, 1988, 32 с.
   
8. Трехфазные цепи. Методические указания, составитель В.Л. Котов, ИХТИ,
   Иваново, 1989, 20 с.
   
9. Полупроводниковые приборы. Методические указания по промышленной
   электронике, часть 1, составитель А.Н. Фролов, ИГХТА, Иваново, 1992, 35с.
   
10. Устройства промышленной электроники. Методические указания по промыш­ленной электронике, часть 2, составитель А.Н. Фролов, Иваново, 2001, 56 с.
    

Дополнительная:

11. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - М.: Радио и связь, 1990.
    
12. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем 4-е. изд.
    перераб. и доп. М., Энергия, 1977, 672 С.
    
13. Бочаров Л.Н. и др. Расчет электронных устройств на транзисторах/Бочаров
    Л.Н., Жебряков С.К., Колесников И.Ф.- М.: Энергия, 1978.-208 С.
    
14. Мальцева Л.А. и др. Основы цифровой техники/Мальцева Л.А., Фромберг
    Э.М., Ямпольский В.С.- М.: Радио и связь, 1986, 128 С.
    
15. Линейные электрические цепи при постоянном токе. Методические указания
    к лабораторной работе, составители А.Н. Фролов, В.Л. Котов, ИГХТА, Ива­
    ново, 1996,14с.
    
16. Последовательная цепь переменного тока Методические указания к лабораторной работе, составитель В.Л. Котов, ИХТИ, Иваново, 1985, 15с.
    
17. Трехфазные нагрузочные цепи. Методические указания к лабораторной работе, составитель В.Л. Котов, ИГХТА, 1995, 20 с.
    
18. Характеристики и параметры транзисторов. Методические указания к лабораторной работе, составитель В.Л. Котов, ИХТИ, Иваново, 1985, 15 с.
    
19. Исследование тиристора. Методические указания к, лабораторной работе, со­ставитель В. А. Разумов, ИХТИ, Иваново, 1980, 7 С.
    
20. Исследование полупроводниковых выпрямителей. Методические указания к
    лабораторной работе, составитель В.Л. Котов, ИХТИ, Иваново, 1985, 27 с.
    
21. Исследование полупроводникового стабилизатора напряжения. Методические
    указания к лабораторной работе, составитель В.А.Разумов, издание ИХТИ,
    1980, 7 с.
    
22. Исследование усилителя низкой частоты на транзисторе. Методические указания к лабораторной работе, составитель В. А. Разумов, ИХТИ, Иваново, 1982,
    14. с.
    
23. Исследование усилителя постоянного тока. Методические указания к лабораторной работе, составители А.Н. Фролов, В.А. Разумов, ИГХТА, Иваново,
    1993, 8 с.
    
24. Методические указания для практикума на Electronics Workbench каф. электро­техники ИГХТУ.