150000 Металлургия, машиностроение и материалообработка

Вид материала

Содержание

4.2. Разделы дисциплины и виды занятий
5. Лабораторный практикум
6. Примерная тематика практических занятий, курсовых проектов (работ)
6.2. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
7. Образовательные технологии
8.1.9. Укажите выходное напряжение

Подобный материал:

1 2 3 4

4.2. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (модуля)	ЛК¹	ЛР	ПЗ	СЗ	ТК	СР
1	Основные законы и методы расчёта линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока	+	+	+		+	+
2	Анализ линейных электрических цепей переменного тока	+	+	+		+	+
3	Анализ цепей при несинусоидальных воздействиях	+	+	+		+	+
4	Электромагнитные устройства, трансформаторы и электрические машины	+	+	+		+	+
5	Основы аналоговой электроники	+	+	+		+	+
6	Основы цифровой электроники и оптоэлектронные приборы	+	+	+		+	+

5. Лабораторный практикум

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (модуля)	Наименование лабораторных работ	Трудоемкость (з.е./ часы)
1	Основные законы и методы расчёта линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока	1. Измерение электрических величин и параметров элементов электрических цепей	АЗ: 0,1/3,6 СР (РЧЛР): 0,05/2 Всего: 0,15/5,6
2	Анализ линейных электрических цепей переменного тока	2. Одну из работ: Резонансы в электрических цепях; Пассивный четырёхполюсник; Трёхфазные цепи	АЗ: 0,1/3,6 СР (РЧЛР): 0,05/2 Всего: 0,15/5,6
3	Анализ цепей при несинусоидальных воздействиях	3. Переходные процессы в электрических цепях 1-го и 2-го порядков	АЗ: 0,1/3,6 СР (РЧЛР): 0,05/2 Всего: 0,15/5,6
4	Электромагнитные устройства, трансформаторы и электрические машины	4. Однофазный трансформатор 5. Двигатель постоянного тока или Асинхронный двигатель	АЗ: 0,2/7,2 СР (РЧЛР): 0,1/4 Всего: 0,3/11,2
5	Основы аналоговой электроники	6. Простейшие транзисторные усилители 7. Электронные устройства на операционных усилителях	АЗ: 0,2/7,2 СР (РЧЛР): 0,1/4 Всего: 0,3/11,2
6	Основы цифровой электроники и оптоэлектронные приборы	8. Преобразователи кодов 9. Триггеры 10. Цифроаналоговый и аналого-цифровой преобразователи	АЗ: 0,3/11,2 СР (РЧЛР): 0,15/6 Всего: 0,45/16,6

6. Примерная тематика практических занятий, курсовых проектов (работ)

6.1. Примерная тематика практических занятий

СЕМЕСТР 1

1. Анализ электрического состояния электрических цепей постоянного тока. Делители напряжения, тока.

2. Анализ цепей синусоидального тока методом векторных диаграмм.

3. Анализ цепей синусоидального тока с использованием символического метода (комплексных чисел)..

4. Определение параметров пассивных четырехполюсников.

5. Анализ переходных процессов в линейных цепях 1-го и 2-го порядков классическим методом.

6. Анализ переходных процессов в линейных цепях операторным методом.

7. Определение передаточных функций цепей и построение их частотных характеристик.

8. Анализ неразветвленных магнитных цепей (прямая и обратная задача).

9. Определение параметров трансформатора по каталожным данным и построение внешней характеристики.

10. Определение параметров двигателя постоянного тока параллельного возбуждения по каталожным данным и построение механических характеристик.

СЕМЕСТР 2

1. Определение параметров однофазного полупроводникового выпрямителя.

2. Определение параметров транзисторов по их каталожным характеристикам, в том числе h-параметров.

3. Расчет параметров схем транзисторных усилителей напряжения.

4. Анализ электронных устройств на основе операционного усилителя.

5. Изучение работы аналоговых компараторов напряжения.

5. Синтез логических схем на основе базовых элементов.

6. Анализ интегральных преобразователей кодов (шифратора, дешифратора, мультиплексора, демультиплексора).

7. Анализ математических выражений триггеров и составление на их основе таблиц истинности.

8. Построение схем счётчиков (двоичного, десятичного, с произвольным коэффициентом пересчёта).

9. Анализ интегрального универсального регистра.

6.2. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

СЕМЕСТР 1

Тема курсовой работы:

"Анализ электрических цепей переменного тока в установившемся и переходном режимах"

Целью работы является закрепление у студентов навыков анализа и расчёта электрической цепи, представленной в виде пассивного несимметричного четырёхполюсника.

Содержание работы направлено на решение следующих принципиальных вопросов курса разделов 2 и 3 дисциплины Электротехника и электроника:

 умение вести топологический анализ электрических цепей с целью выбора наиболее эффективных методов их расчёта;

 закрепление навыков применения комплексного метода расчёта (метода узловых напряжений) электрических цепей в установившемся режиме;

 умение использовать метод эквивалентного генератора для нахождения тока в отдельной ветви цепи;

 активное применение удобной для инженерной практики теории четырёхполюсника при исследовании характеристик электронного устройства любой сложности, в частности, определять коэффициенты А-формы цепи, представленной в виде четырёхполюсника, и комплексного коэффициента передачи по напряжению H_u = U₂/U₁;

 активное использование компьютера для моделирования варианта задания и проверки результатов пошагового его выполнения;

 вести анализ переходных процессов классическим и операторным методами, возникающих в электрической цепи второго порядка при изменении её топологии (при подключении или коротком замыкании резистивного элемента в цепи);

 нахождение передаточной функции цепи по напряжению и на её основе выполнения расчётов и построения амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик цепи, переходной и импульсной функций.

СЕМЕСТР 2

Расчётно-графическая работа состоит из двух частей:

Часть 1: Расчёт усилителя напряжения. Её целью является закрепление умений расчёта параметров схемы транзисторного усилительного каскада напряжения на биполярном или полевом транзисторе с отрицательной обратной связью по напряжению, выбор элементов схемы в справочниках, вычерчивание схемы усилителя со спецификацией элементов.

Часть 2: Расчёт и схемная реализация цифровой системы (фильтра). Её целью является закрепление умений расчёта и схемотехнического моделирования цифровой системы (нерекурсивного и рекурсивного фильтров) на базе микропроцессора персонального компьютера.

Методические указания к выполнению курсовой работы записаны на компакт-дисках, приобретенных в достаточном количестве библиотекой университета и выдаваемых на дом студентам по абонементу, содержат основные теоретические положения и расчётные формулы, варианты заданий и примеры их выполнения, рекомендации по оформлению отчётов. К курсовым работам прилагаются разработанные на кафедре "Электроника и информатика" в среде Borland C++ Builder или Adobe Flash и записанные на компакт-дисках программы моделирования и расчёта электрических цепей и устройств для поэтапного (само)контроля выполнения заданий.

7. Образовательные технологии

Организация занятий по дисциплине "Электротехника и электроника" возможна как по обычной технологии по видам работ (лекции, практические занятия, лабораторный практикум, текущий контроль на четных неделях семестров) по диспетчерскому расписанию, так и по технологии группового модульного обучения при планировании проведения всех видов работ (аудиторных занятий и самостоятельной работы по дисциплине) в автоматизированной аудитории с проекционным оборудованием и компьютерами, плюс 16 часов в лаборатории электротехники для проведения лабораторных работ на натурных стендах.

Для этого на кафедре "Электроника и информатика" разработаны и записаны на компакт-дисках программные учебно-методические комплексы (УМК) по электротехнике и электронике, в котором интегрированы электронные образовательные модули, базы данных, совокупность других дидактических средств и методических материалов, обеспечивающих сопровождение учебного процесса по всем видам работ по дисциплине. В УМК совмещены форматы и идеология печатных и электронных учебных изданий и включены программные средства и ресурсы.

При изложении теоретического материала используются мультимедийные иллюстративные материалы, при проведении практических занятий – мультимедийные многовариантные упражнения, задания и тренажёры, функционирующие как в обучающих, так в контрольных режимах, разработано 37 компьютерных лабораторных работ (20 работ по модулю "Электротехника" и 17 работ по модулю "Электроника"), работающих непосредственно с компакт-диска в разработанной на кафедре среде LabWorks с формированием электронных отчётов по работам и компьютерном тестированием перед защитой каждой работы. Студент выполняет моделирование схем электротехнических и электронных устройств в программной среде Multisum 10, проводит необходимые манипуляции на моделях в соответствии с индивидуальным заданием на выполнение каждой лабораторной работы (номер задания совпадает с номером записи фамилии студента в учебном журнале группы).

8. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

8.1. Текущий контроль по разделам дисциплины будет проводиться во второй половине каждой чётной недели в виде компьютерного тестирования по 20-25 тестовым заданиям в тесте.

Примеры тестовых заданий

8.1.1. "Может ли (да/нет) использоваться на самолете в качестве нейтрального провода трехфазной цепи его металлическая обшивка (корпус)?" Эталон: да;

8.1.2. Укажите, какие из приведенных признаков:

а) минимальный ток, потребляемый контуром;
б) сдвиг фаз между напряжением и током на входе контура равен 90;

в) максимальный ток, потребляемый контуром,

г) минимальная проводимость контура,

д) отсутствие активных потерь в контуре,

е) минимальное сопротивление контура,

характеризуют:

1. Резонанс напряжений в электрической цепи;
2. Резонанс токов в электрической цепи".

Эталон: 1  в, е; 2  а, г.

8.1.3."Укажите, какой принцип из приведенных:

а) принцип наложения;

б) принцип эквивалентного генератора;

в) принцип компенсации;
г) принцип взаимности
полностью применим при расчете нелинейных электрических цепей?"

Эталон: в.

8.1.4. "Завершите написание формулы для определения реакции y(t) линейной электрической цепи на импульсное входное воздействие x(t), используя третью форму интеграла Дюамеля

Дайте определение пропущенной величины".

Эталон (4 с. о.):

Реакция линейной электрической цепи на импульсное воздействие

(1-я с. о.),

где g(t )  импульсная (весовая) функция цепи (2-я с. о.), определяемая в отсутствие накопленной в цепи энергии (т. е. при нулевых начальных условиях) (3-я с. о.) на входное воздействие в виде смещённой по оси времени на интервал  дельта-функции (t  ) (4-я с. о.);

8.1.5. "Определите передаточную проводимость цепи (см. рис. 1), если R = 1 Ом; L = 1 Гн; С = 1 Ф".

Эт

алон (4 с. о.):

1. Передаточная проводимость цепи

.

2. Воспользовавшись правилом делителя тока, запишем выходной операторный ток

.
3. Операторный ток на входе цепи

.

4. Проведя несложные преобразования, окончательно получим выражение передаточной проводимости цепи

;

8.1.6. "Укажите, по каким из приведенных ниже формул вычисляют активную мощность, потребляемую цепью периодического несинусоидального тока ()?

а)

; б)

; в)

;

г) P =

.

Эталон: б, г.

8.1.7. Анализируя осциллограмму, определите коэффициент затухания  (1/c) свободных колебаний тока в последовательном RLC-контуре.

 = ….

Эталон: 1.

8.1.8. Известны параметры стабилитрона: U_ст.ном = 30 В; I_с_т._min = 10 мА; I_ст._max = 50 мА; I_с_т.но_м = (I_ст._max + I_с_т._min)/2 = (50 + 10)/2 = 30 мА. Укажите, чему равно динамическое сопротивление стабилитрона в окрестности рабочей точки (считая рабочий участок ВАХ стабилитрона линейным), если напряжение на стабилитроне на рабочем участке не должно изменяться более 0,1 %?

0,3 Ом

0,5 Ом

0,75 Ом

1,0 Ом

1,25 Ом

8.1.9. Укажите выходное напряжение u_вых инвертирующего операционного усилителя (ОУ) при R₁ = 10 кОм и R_ос = 500 кОм, если входное дифференциальное напряжение u_вх = 4 мВ.

+ 0,4 В + 0,2 В – 0,4 В – 0,2 В

8.1.10. Укажите число выводов у шифратора при четырёх информационных входах.

1