Geum.ru

Программа дисциплины опд. Ф. 4 Электротехника и электроника для студентов специальности : 140404 Атомные электрические станции и установки

Вид материалаПрограмма дисциплины

Содержание


Программа дисциплины
1. Цели и задачи дисциплины.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
3. Содержание дисциплины
Биполярные транзисторы.
Полевые транзисторы.
Оптоэлектронные приборы.
3.2. Практические и семинарские занятия
3.3. Лабораторный практикум
Число часов
3.4. Курсовые проекты (работы)
3.6. Самостоятельная работа
4.1. Рекомендуемая литература
4.1.2. Дополнительная литература
4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Подобный материал:

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)
УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе

С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.


^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ОПД.Ф.4 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

для студентов специальности :

140404 – Атомные электрические станции и установки

специализации:

Монтаж, наладка и ремонт оборудования АЭС

направления 140400 – Техническая физика


Форма обучения: заочная


Объем дисциплины и виды учебной работы по заочной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы
Всего часов
Семестр

4

3
5






Общая трудоемкость дисциплины
250
126
124






Аудиторные занятия
30
16
14






Лекции
14
8
6






Практические занятия и семинары
8
4
4






Лабораторные работы
8
4
4






Курсовой проект (работа)















Самостоятельная работа
220
110
110






Расчетно-графические работы















Вид итогового контроля (за чет, экзамен)



Зачет
Экз.








Обнинск 2009

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 – Техническая физика


Программу составили:


__________________Особливец Л.К., ст. преподаватель каф .ЭиЭ


_________________Ткаченко Г.Е., ст. преподаватель каф ЭиЭ


Программа рассмотрена на заседании кафедры Электротехники и электроники (протокол № от _________ 200__г.).


Заведующий кафедрой ЭиЭ


________________А.А.Абакумов


"____"________________200__ г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник учебно-методического

Управления


_____________________Ю.Д.Соколова


«______»______________20____г.
Декан факультета заочного обучения


___________________А.А.Росляков


«______»______________20____г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины.


Сформулировать цели и задачи дисциплины, ее место в подготовке специалиста по данному направлению и специальности


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основные законы, относящиеся к электрическим и электронным цепям; основные методы расчета цепей; основные физические процессы в полупроводниковых приборах; принципы построения и работы ряда конкретных электронных устройств, таких, например, как резонансные цепи, трехфазные цепи, усилители, источники питания;

уметь: делать общий анализ структурных и функциональных электрических и электронных схем и выполнять расчёт основных параметров;

иметь навыки: измерения параметров электрических цепей и простейших электронных схем с использованием электронных измерительных приборов.


^ 3. Содержание дисциплины


Раздел 1. Электротехника (4 семестр)


Тема 1. Введение [4, стр. 1-9].

Электрическая энергия, её особенности и области применения. Развитие электротехники, электроники.

Значение электротехнической подготовки для инженеров не электротехнических специальностей. Связь со специальными дисциплинами. Содержание дисциплины и организация процесса обучения.

Тема 2. Электрические цепи. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей. Электрические цепи постоянного тока. [3, стр. 5-40; 4, стр. 10-57].

Электрическая цепь. Элементы электрической цепи: источники тока и ЭДС, сопротивление, емкость, индуктивность, схемы замещения реальных элементов. Последовательное, параллельное, смещенное соединение элементов. Соединение элементов треугольником, звездой. Эквивалентные преобразования участков цепи: с последовательным, параллельным и смещенным соединение элементов, треугольника в звезду и звезды в треугольник. Мостовые цепи.

Топологические элементы электрической цепи: ветвь, узел, контур. Законы Ома, Кирхгофа.

Расчет электрических цепей методами Кирхгофа, контурных токов, узловых напряжений (потенциалов), наложения, эквивалентного генератора.

Тема 3. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока . [3, стр. 105-131; 4, стр. 60-89].

Гармонические колебания и его параметры. Энергетические характеристики гармонического колебания. Действующие значения токов и напряжений. Гармонический ток в резисторе, катушке индуктивности и конденсаторе. Способы представления электрических величин гармонических функций: временными диаграммами, векторами, комплексными числами. Метод комплексных амплитуд. Активная, реактивная, полная мощность. Векторный анализ электрических цепей. Символический метод расчета цепей синусоидального тока.


Тема 4. Колебательные контуры. Резонанс. [3, стр. 135-138; 4, стр. 96-104].

Последовательный колебательный контур. Резонанс напряжений. Основные понятия и определения. Условие возникновения резонанса. Резонансные кривые. Обобщенные параметры колебательного контура:

резонансная частота, добротность, характеристическое сопротивление.

Параллельное соединение элементов. Резонанс токов. Условие возникновения, резонансные кривые.

Тема 5. Трехфазные цепи. Трехфазные системы ЭДС. [3, стр. 176-192; 4, стр. 123-148].

Основные схемы соединения. Векторные диаграммы.

Тема 6. Четырехполюсники. (3 часа). [3, стр. 157-164; стр. 396-399].

Классификация четырехполюсников. Уравнения четырехполюсников (ЧП). Экспериментальное определение коэффициентов ЧП.

Фильтры как ЧП. Передаточные функции , АЧХ и ФЧХ четырехполюсников.

Тема 7. Переходные процессы в линейных электрических цепях. [3, стр. 324-378]

Понятие о переходных процессах. Законы коммутации и начальные условия.

Классический метод анализа переходного процесса. Описание электрической цепи дифференциальными уравнениями равновесия. Способы составления характеристического уравнения. Принужденная и свободная составляющая. Определение постоянных интегрирования.

Операторный метод анализа переходного процесса. Преобразование Лапласа (оригинал и изображение). Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Последовательность анализа цепи в операторной форме.

Тема 8. Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами. [3, стр. 44-58; 4, стр. 50-60].

Нелинейные элементы и их вольтамперные характеристики (ВАХ). Графический метод анализа простейших электрических цепей с нелинейным элементом, нагрузочная прямая. Аппроксимация и линеаризация ВАХ, статическое и дифференциальное сопротивление.

Тема 9. Анализ и расчет магнитных цепей. . [4, стр. 193-220]

Основные понятия, характеризующие магнитное поле. Магнитные свойства материалов. Магнитные цепи. Уравнения равновесия для магнитных цепей (законы Кирхгофа). Расчет магнитных цепей. Прямая задача. Обратная задача. Электромагнитная индукция.

Тема 11. Электромагнитные устройства. . [4, стр. 301-497]

Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Устройство и принцип действия трансформатора. Машины постоянного тока. Устройство и принцип действия. Характеристики двигателя постоянного тока.

синхронных машин постоянного тока, устройство и принцип действия. Характеристики двигателя постоянного тока.

Асинхронные машины. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного двигателя.

Синхронные машины. Устройство и принцип действия синхронных машин.


Раздел 2. Электроника.(5 семестр)

Тема 1. Элементная база современных электронных устройств . [2. стр.8-130; 6. стр.46-136]

  • Представление о зонной теории полупроводников. Электронная и дырочная проводимость. Идеальный p-n переход и его ВАХ. Пробой p-n перехода. Емкость p-n перехода.
  • Полупроводниковые диоды.

Классификация и система обозначений полупроводниковых диодов. Выпрямительные, универсальные, импульсные, туннельные диоды, стабилитроны, варикапы. Назначение, ВАХ, параметры и область применения диодов. Условие графического обозначения диодов на схемах.
  • ^ Биполярные транзисторы.

Устройство и разновидность транзисторов. Физические процессы в транзисторах. Эффект модуляции толщины базы. Схемы включения транзисторов. Входные и выходные ВАХ. Схемы замещения транзистора.

Классификация и система обозначений биполярных транзисторов. Условное графическое изображение транзисторов на схемах.
  • ^ Полевые транзисторы.

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и МДП (МОП) структурой. Устройство, принцип действия, ВАХ, параметры, область применения. Классификация и система обозначений полевых транзисторов. Условное графическое обозначение на схемах.
  • ^ Оптоэлектронные приборы.

Источники оптического излучения. Приемники оптического излучения. Оптроны. Устройства отображения информации. Индикаторы на основе светодиодов и электронно-лучевых трубок, люминесцентные, газоразрядные и жидкокристаллические индикаторы.

Тема 2. Электронные усилители. [2. стр.139-150, 157-225; 4. стр.46-136]

Назначение, классификация, основные характеристики и параметры. Режимы работы усилителей. Обратная связь в усилителях и стабилизация режимов работы. Однокаскадные усилители на транзисторах. Многокаскадные усилители, особенности выходных каскадов усилителей. Дифференциальный каскад. Источники тока для дифференциального каскада. Операционные усилители (ОУ). Идеальный и реальный ОУ. Параметры реальных ОУ. Основные схемы включения ОУ. Примеры применения.

Тема 3. Источники вторичного питания . [2. стр.256-283]

Назначение и классификация. Первичные источники питания. Структура, параметры и характеристики вторичных источников питания. Выпрямители: однополупериодные, двухполупериодные и выпрямители с умножением напряжения. Сглаживающие фильтры. Стабилизация напряжения (параметрические, компенсационные и импульсные стабилизаторы). Интегральные стабилизаторы напряжения.


Тема 4. Импульсные и автогенераторные устройства. [2. стр.289-315,248-254, 404-412].

Преимущества передачи информации в виде импульсов. Ключевой режим работы транзистора. Нелинейный режим работы операционного усилителя. Компараторы. Мультивибратор на операционном усилителе. Генераторы линейно изменяющихся напряжений.

Генераторы гармонических колебаний

Тема 5. Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства. [2. стр.323-329, 381-396].

Основные логические операции и их реализация. Базовые элементы ДТЛ, ТТЛ (ТТЛШ) и МОП логики.

Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Микропроцессоры.

Тема 6. Электрические измерения и приборы [4. стр.262-298].

Значение электрических измерений. Меры, измерительные приборы и методы измерения. Погрешности измерения и классы точности. Системы измерительных приборов.


3.1. Лекции


Раздел 1. Электротехника (4 семестр).

Тема 1. Введение (1 час).

Тема 2. Основные понятия и законы электрических цепей. (1 час).

Тема 3. Линейные электрические цепи при гармоническом воздействии (1часа).

.

Тема 4. Методы анализа электрических цепей. (1 часа).

Тема 5. Трехфазные цепи. Трехфазные системы ЭДС. (1 час)

Тема 6. Четырехполюсники. (1 час)

Тема7. Нелинейные электрические цепи. (1 час)

Тема 8. Магнитные цепи. (1 час)


Раздел 2. Электроника. (5 семестр)

Тема 1. Элементная база современных электронных устройств. (2час)


Тема 2. Электронные усилители. (2часа)


Тема 3. Источники вторичного питания. (2 час)


^ 3.2. Практические и семинарские занятия

Раздел
Тема занятия



Число

часов

1
Электротехника (4 семестр)
4

1.2
Расчет цепей постоянного тока с помощью законов Ома и Кирхгофа



1

1.2
Расчет цепей МКТ



1

1.2
Расчет цепей МУП



1

1.3
Расчет цепей гармонического тока.



1













2
Электроника (5 семестр)
4

2.1
Элементная база современных электронных устройств



2

2.2
Усилительные устройства



2


^ 3.3. Лабораторный практикум

Разделы
Тема лабораторной работы



^ Число часов

1
Электротехника (4 семестр)



4

1.2
Линейные электрические цепи постоянного тока



2

1.3
Линейные электрические цепи переменного тока



2

2
Электроника (5 семестр)



4

2.1
Элементная база современных электронных устройств



2

2.2
Усилительные устройства



1

2.3
Источники вторичного питания



1



^ 3.4. Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля

Разделы

Форма контроля

1
Электротехника (4 семестр)

1.2, 1.3
Защита лабораторных работ

1.2, 1.3
Контрольная работа




Электроника (5 семестр)

2.1,2.2
Защита лабораторных работ

2.1 ,2.2, 2.3
Контрольная работа



^ 3.6. Самостоятельная работа


Разделы

Тема

Форма

контроля







1
Электротехника (4 семестр) 110 часов



1.2
Эквивалентные преобразователи цепей
реферат

1.2
Расчет цепей постоянного тока с помощью закона Ома
реферат

1.3
Расчет цепей постоянного тока с помощью закона Кирхгофа
реферат

1.2
Расчет цепей МКТ
реферат

1.2
Расчет цепей МУП
реферат

1.2
Расчет цепей МЭГ
реферат

1.2
Расчет цепей МН
реферат

1.4
Расчет цепей гармонического тока
реферат

1.5
Трехфазные цепи
реферат

1.7
Расчет переходных процессов классическим методом
реферат

1.8
Нелинейные цепи
реферат







2
Электроника (5 семестр) 110 часов



2.1
Полупроводники, p-n переход
КР

2.1
Полупроводниковые диоды
КР

2.1
Биполярные транзисторы
КР

2.1
Полевые транзисторы
КР

2.2
Электронные усилители
КР

2.3
Источники вторичного питания
конспект

2.5
Импульсные и автогенераторные устройства.

конспект

2.5
Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства
конспект

2.6
Электрические измерения и приборы
конспект



^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


Имеется в библиотеке ИАТЭ в достаточном количестве (0,5 и более экз. на обучающегося)

1. Касаткин А.С. Электроника: Учебное пособие для ВУЗов – М.: Энергоатомиздат, 2001. (библ.)

2. Лачин В.И., Совелов Н.С. Электроника: Учебное пособие – Ростов н/Д.: изд-во «Феникс», 2001. (библ.)

3. Бессонов А.А. Теоретические основы электротехники. - М.: Высш.шк., 1978. (библ.)

Борисов М.Ю., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985. (библ.)

4. Электротехника. / Под ред. В.Г.Герасимова. - М.: Высшая школа, 1985. (библ.)

5. Гусев В.Г., Гусев Ю.М.. Электроника: Учебное пособие для приборостроит. специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высшая школа, 1991. (библ.)

6. Основы промышленной электроники. /Под ред. В.Г.Герасимова. М.: Высшая школа, 1986. (библ.)

7. Шебес М.Р. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Выс­шая школа, 1982. (библ.)


^ 4.1.2. Дополнительная литература (в библиотеке ИАТЭ)


1. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций – СПБ.: «КОРОНА», 2003.

2. Павлов В.Н., Ногин В.Н.: Схемотехника аналоговых устройств.- Москва, «Телеком». 2001.


^ 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Контролирующие и расчетные программы

Кинофильмы

Слайды

Плакаты.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины

  1. Лаборатории:
    • электротехники,
    • основ электрических цепей,
    • электроники;

2. Специализированные стенды и макеты;


3. Приборы:
  • Источник напряжения постоянного тока ТЭС-21;
  • Генератор сигналов ГЗ-111, ГЗ-120;
  • Цифровой измерительный прибор Щ4313;
  • Милливольтметр универсальный В3-38;
  • Измеритель разности фаз цифровой Ф2-34;
  • Осциллограф С1-94.