Программа обучения по дисциплине (Syllabus) Теоретические основы электротехники для студентов заочной формы специальности в электроэнергетика
 Скачать 123.21 Kb.
|
|
Титульный лист программы обучения по дисциплине ( Syllabus) Форма Ф СО ПГУ Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Факультет Энергетический Кафедра Радиотехники и телекоммуникаций ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (Syllabus) Теоретические основы электротехники – для студентов заочной формы специальности В – Электроэнергетика Павлодар Лист утверждения программы обучения по дисциплине ( Syllabus) Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/38 УТВЕРЖДАЮ Декан ЭФ Кислов А.П. «___»___________ 2013 г. Составитель: _____________ профессор кафедры РТиТК, к.т.н., доц, Мустафина Р.М. Кафедра Радиотехники и телекоммуникации Программа обучения по дисциплине (Теоретические основы электротехники – 1, для студентов заочной формы обучения специальности 050702 – Автоматизация и управление Программа разработана на основе рабочей учебной программы, утверждённой «____» ____________ 2013 г. Рекомендована на заседании кафедры от «____» _____________ 2013 г. Протокол № 1. Заведующий кафедрой Тастенов АД. «_____» _______ 2010 г. Одобрена учебно-методическим советом энергетического факультета «_____»______________2013 г. Протокол № Председатель УМС ______________ Кабдуалиева ММ. «____» ________2013 г 1. Сведения о преподавателях и контактная информация Мустафина Раиса Мухаметжаровна - канд. техн. наук, доцент, профессор ПГУ; Амренова Дана Темирбулатовна – магистр, старший преподаватель Кафедра ЭЭиТ находится в А корпусе (Ломова 64), аудитория 225, контактный телефон 673-674, доб. 13-25. 2. Данные о дисциплине Трудоемкость дисциплины С ем ес тр К ол ич ес тв окр ед ит ов Количество контактных часов по видам аудиторных занятий Количество часов самостоятельной работы студента Формы контроля всего лекции практические лабораторные студийные индиви дуал. всего СРСП 5 3 24 12 6 6 - - 111 18 экзам. 6 3 24 12 6 6 экзам. Всего 6 48 24 12 12 - - 111 18 2.2. Цель и задачи дисциплины. Цель преподавания дисциплины Курс Теоретические основы электротехники – 1,2» (ТОЭ) входит в число дисциплин обязательного компонента цикла базовых дисциплин учебного плана специальности 050702 – Автоматизация и управление. Курс занимает основное место среди базовых, общетехнических дисциплин, определяющих теоретический уровень профессиональной подготовки инженеров- электриков. Предметом изучения курса являются электромагнитные явления и их применения для решения проблем энергетики, электроники, автоматики и телемеханики, вычислительной техники. Курс ТОЭ как базовый курс должен обеспечить целенаправленную подготовку и воспитание будущего специалиста, то есть воспитание его общественно-научного мировоззрения, профессиональную подготовку, умение формулировать и исследовать на должном уровне общие теоретические проблемы изучаемой специальности, умение развить и реализовать свои знания в области инженерной практики. Задача изучения дисциплины Основная задача курса ТОЭ состоит в изучении одной из форм материи - электромагнитного поля и его проявлений в разных устройствах техники, усвоение современных методов моделирования электромагнитных процессов, методов анализа, синтеза и расчета электрических и магнитных цепей, электрических и магнитных полей. Изучение ТОЭ должно способствовать развитию и закреплению потребности в самостоятельной работе с научно-технической литературой, выработке развитых представлений о методах применения теорий анализа, расчета и синтеза электрических и магнитных цепей, электромагнитного поля в специальных дисциплинах и для успешного решения инженерных проблем будущей специальности. В результате изучения дисциплины ТОЭ студент должен знать и уметь- основные законы электрических и магнитных цепей, электромагнитного поля - основные методы расчета электрических и магнитных цепей, электромагнитного поля- методы анализа и синтеза цепей- рассчитывать установившиеся и переходные режимы в линейных и нелинейных цепях при постоянных и переменных токах- рассчитывать электростатическое поле и электрическое поле постоянного тока- читать схемы- собирать электрические цепи- измерять электротехнические величины- работать с технической литературой. Пререквизиты Для освоения изучаемой дисциплины студент должен знать следующие дисциплины 1 Физика (разделы электричество, магнетизм 2 Высшая математика (разделы дифференциальные и интегральное исчисления; функции комплексных переменных показательные функции теория матриц; численные методы решения дифференциальных уравнений преобразование Фурье- Лапласа; действия с векторами 3 Вычислительная техника (информатика) (разделы программирование методы решения систем уравнений на ЭВМ Инженерная графика (разделы графическое изображение основных элементов электрических цепей по стандарту). Перечень смежных дисциплин электрические машины, электрические измерения. Кроме того, для эффективной работы на практических занятиях студент должен на хорошем уровне владеть приемами работы на персональном компьютере, уметь работать в программах Microsoft Word, Microsoft Excel, Electronics Workbench 4.12 и 5.12, Mathcad и и другие специализированные программы. Постреквизиты 1. Электрические машины. Теория автоматического управления. Теория автоматического регулирования Тематический план дисциплин. Для студентов заочной формы обучения на базе СОО № Наименование тем Количество часов п/п лек. прак. лаб. СРС 1. Введение - - - - 2. Основные понятия и законы теории цепей 2 - - 10 3. Эл.цепи постоянного тока 1 2 11 4. Эл.цепи однофазного синусоидального тока 1 - 10 Комплексный метод расчета Резонанс и частотные характеристики 1 2 11 7. Индуктивно-связанные цепи 1 - 11 Трехфазные цепи 1 2 11 Несинусоидальные периодические ЭДС, напряжения, токи - - - 11 ИТОГО за семестр 12 6 6 111 10. Четырехполюсники при синусоидальных токах и напряжениях. Круговые диаграммы. Передаточные функции. Цепные схемы и фильтры Переходные процессы в линейных цепях 2 2 11 Нелинейные электрические и магнитные цепи при постоянном токе 2 11 Нелинейные электрические и магнитные цепи при периодических процессах 2 2 ИТОГО за семестр 12 6 6 111 ИТОГО по дисциплине. Содержание курса Лекционные занятия. Введение. Основные законы и методы расчета линейных цепей постоянного тока и однофазного синусоидального тока. Переходные процессы в линейных цепях. Нелинейные электрические и магнитные цепи. Заключение. 3.2. Практические занятия. Расчет электрических и магнитных цепей постоянного и синусоидального токов при установившемся и переходном процессах. 3.3. Лабораторные работы. Экспериментальное исследование различных режимов цепей постоянного и переменного токов Учебно-методическое обеспечение. Основная литература. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи. ЧМ Энергия. 1978. 592 с. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. ЧМ Высшая школа. 1978. 528 с. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Учебник для вузов- М.: Высшая школа, 1980.-528 с. Задачник по теоретическим основам электротехники. теория цепей/./Под ред. К.М.Поливанова. М Энергия. 1973. 304 с. Задачник по теоретическим основам электротехники Под ред. Поливанова К.М.- М.: Энергия, 1976.-304 с. Зевеке Г.В., Ионкин ПА. Основы теории цепей Учебник для вузов- М.: Энергия, 1975.-572 с. Колли ЯН, Соболева Л.П., Фрадкин Б.М. Сборник задач по теории поля- М.: Энергия, 1976.-168 с. Матханов ПИ. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. М.: Высшая школа 1981. 333 с 9. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники в х т. Учебник для вузов- Л Энергоиздат. Ленинград. отд-ние, 1981.-1 т ст с. Основы теории цепей. / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов М Энергоатомиздат, 1989. 528 с. Толстов ЮГ. Теория линейных электрических цепей. М.:Высшая школа. 1978.279с. 12. Поливанов КМ. Теоретические основы электротехники. М Энергия. 1975. с. Сборник задачи упражнений по теоретическим основам электротехники. Под ред. П.А.Ионкина. М Энергоиздат. 1982. 768 с. Теоретические основы электротехники / Под ред. Ионкина ПАВ х т. Учебник для вузов.-М.: Высшая школа, 1976.- т ст с. 5.2. Дополнительная литература. Бессонов Л.А. Нелинейные электрические цепи. Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1977.-343 с. Говорков В.А., Купалин С.Д. Теория электромагнитного поля в упражнениях и задачах. Учебное пособие- М Высшая школа, 1970.-304 с. 3. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля- М Энергия, 1963.-488 с. Голодин О.Е. и др. Программированное изучение теоретических основ электротехники. Учебное пособие для вузов- М Высшая школа, 1978.- 288 с. Демирчян К.С., Бутырин ПА. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. Учебное пособие- М Высшая школа, 1988.-335 с. Демирчян К.С., Чегурин В.Л. Машинные расчеты электромагнитных полей. Учебное пособие для вузов- М Высшая школа, 1986.-240 с. Каплянский А.Е. и др. Теоретические основы электротехники. Учебное пособие для вузов- М Высшая школа, 1972.-448 с. Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи. Учебник для вузов- М Высшая школа, 1986.-352 с. Шебес М.Р. Теория линейных электрических цепей в упражнениях и задачах. Учебное пособие- М Высшая школа, 1983.-344 с. Линейные цепи однофазного синусоидального тока. Методические указания и контрольные задания по ТОЭ, Контрольная работа № 2/ Мустафина Р.М., Инсебаев Т.А., Дробинский А.В., Мустафина ГМ, – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–31 с. Линейные цепи постоянного тока. Методические указания и контрольные задания по ТОЭ. Контрольная работа № 1/ Мустафина Р.М., Инсебаев ТА, Дробинский А.В., Мустафина ГМ, – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–28 с. Линейные электрические цепи постоянного и однофазного синусоидальных токов. Конспект лекций по ТОЭ, часть 1/ Мустафина Р.М., Мустафина ГМ, Исенов С.С., Рахимбердинова ДМ, - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006 – 142 с. Переходные процессы. Методические указания и задания на контрольную работу по ТОЭ. Контрольная работа № 3/ Мустафина Р.М., Мустафина ГМ, Воликова М.П. – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–69 с. Расчет переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами. Методические указания к практическим занятиям по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Исенов С.С., Мустафина ГМ, – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2005–73 с. Расчет линейных электрических цепей постоянного и однофазного синусоидального токов. Методические указания к практическим занятиям по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Тастенов АД, Мустафина ГМ, Утегулова ДБ, Пакиж О.Ю. - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006 – 98 с. Расчет линейных электрических цепей трехфазного синусоидального и несинусоидального токов. Методические указания к практическим занятиям по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Кислов А.П., Мустафина ГМ, Исенов С.С., - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006- 70 с. Теория линейных электрических цепей трехфазного синусоидального и несинусоидального токов. Конспект лекций по ТОЭ/ Утегулов Б.Б., Мустафина Р.М., Тастенов АД, Мустафина ГМ, Исенов С.С., - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006- 70 с. Теория линейных и нелинейных цепей. Методические указания к лабораторным работам по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Дробинский А.В., Глухова НИ, – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2005–53 с. Теория линейных электрических цепей. Методические указания к лабораторным работам по ТОЭ, часть 1/ Дробинский А.В., Мустафина Р.М. и др. Павлодар, РИО ПГУ, 2000–42 с. Учебно-методическое пособие. Линейные электрические цепи. Тестовые задания по ТОЭ, часть 1/ Мустафина Р.М., Исенов С.С., Мустафина ГМ, – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2004–59 с. Цепи при периодических процессах. Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине ТОЭ/ Мустафина Р.М., Тастенов АД, Мустафина Г.М., Утегулова ДБ, - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2004 – 48 с. Самостоятельная работа студентов (СРС) 6.1. Перечень видов СРС Таблица 6.1 – Содержание СРС для студентов заочной формы обучения по семестрам? № Вид СРС Форма отчетности Вид контроля Объем в часах 1 Подготовка к лекционным занятиям Участие на занятиях Подготовка к практическим занятиям Рабочий материал Участие на занятиях Изучение материала, не вошедшего в аудиторные занятия Учебники, УМП, МУ Рубежный контроль Подготовка к контрольным мероприятиям РК1 27 Всего Тематика заданий для СРС Тема 1. Основные понятия и законы теории цепей Электрическая цепь, её элементы активные и пассивные части электрических цепей. Физические явления в электрических цепях. Параметры электрических цепей. Закон Ома. Источники ЭДС и источники тока. Схемы электрических цепей. Законы Кирхгофа. Тема 2. Электрические цепи постоянного тока Расчет цепей постоянного тока при использовании законов Кирхгофа и Ома. Расчет при последовательном, параллельном и смешанном соединении участков цепи. Преобразование источников ЭДС и тока. Потенциальная диаграмма. Баланс мощностей в электрических цепях. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Принцип наложения. Теорема о компенсации. Метод эквивалентного генератора. Линейные соотношения в электрических цепях. Передача энергии по двухпроводной линии. Свойства взаимности входные и взаимные проводимости цепей. Тема 3. Электрические цепи однофазного синусоидального тока Синусоидальные ЭДС, напряжения, токи. Источники синусоидальных ЭДС, токов. Действующие и средние значения периодических ЭДС, напряжений, токов коэффициенты формы, амплитуды. Изображение синусоидальных ЭДС, напряжений, токов с помощью вращающихся векторов векторные диаграммы. Установившийся синусоидальный ток в резисторе. Установившийся синусоидальный ток в индуктивности. Установившийся синусоидальный ток в конденсаторе. Мгновенная мощность и колебания энергии вцепи синусоидального тока. Активная, реактивная и полная мощности. Условия передачи максимальной мощности от источника к приёмнику. Тема 4. Комплексный метод расчета электрических цепей при установившихся синусоидальных токах Основные определения комплексного (символического) метода расчета цепей синусоидального тока. Последовательное соединение элементов R, L, C; закон Ома в комплексной форме комплексное сопротивление. Параллельное соединение элементов R, L, C; законы Кирхгофа в комплексной форме. Комплексная проводимость. Расчет мощности по комплексным напряжению и току. Баланс мощностей в сложных цепях. Топографическая диаграмма. Применение к расчету цепей синусоидального тока методов расчета, рассмотренных для цепей постоянного тока. Тема 5. Резонанс и частотные характеристики Резонанс в неразветвленной цепи. Частотные характеристики с последовательным соединением R, L, C. Резонанс при параллельном соединении R, L, C. Частотные характеристики этой цепи. Практическое значение явления резонанса в электрических цепях. Комплексные уравнения прямой и окружности. Круговые диаграммы для неразветвленных и разветвленных цепей. Тема 6. Индуктивно-связанные цепи Электромагнитная индукция. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Расчет неразветвленных цепей при наличии взаимной индукции. Расчет разветвленных цепей при наличии взаимной индукции. Развязка индуктивно-связанных ветвей. Трансформатор без сердечника. Передача энергии между индуктивно связанными элементами цепи. Тема 7. Трехфазные системы Краткие исторические сведения о развитии трехфазных цепей. Расчет симметричных трехфазных цепей. Расчет трехфазных несимметричных цепей присоединении звезда (с нулевым проводом Z= 0; Z ¹0; без нулевого провода. Расчет трехфазных несимметричных цепей присоединении треугольником. Измерение мощности в трехфазных цепях. Получение вращающегося поля. Принцип работы асинхронного двигателя. Разложение несимметричных трехфазных систем на симметричные составляющие. Применение метода симметричных составляющих к расчету трехфазных цепей с несимметричной нагрузкой и несимметричным участком в линии. Тема 8. Несинусоидальные периодические ЭДС, напряжения, токи Несинусоидальные токи, ЭДС природа возникновения их, представление периодических кривых в виде рядов Фурье. Расчет линейных электрических цепей при несинусоидальных периодических ЭДС. Действующие, средние значения периодических несинусоидальных токов, напряжений, ЭДС коэффициент формы, амплитуды искажения. Мощность вцепи при периодических несинусоидальных токах и напряжениях. Резонанс при несинусоидальных ЭДС и токах. Особенности высших гармоник в трехфазных цепях. Тема 9. Переходные процессы в линейных цепях Установившиеся и переходные процессы. Законы коммутации, начальные условия. Основы классического метода анализа и расчета переходных процессов. Включение цепи, L на постоянное и синусоидальное напряжение. Включение цепи R, C на постоянное напряжение. Короткое замыкание в цепях R, L и R, C. Апериодический разряд конденсатора. Предельный случай апериодического разряда конденсатора. Периодический разряд конденсатора. Включение цепи R, L, C на постоянное напряжение (апериодический, предельный апериодический и периодический характеры переходного процесса. Общий случай расчета переходных процессов классическим методом в сложной цепи. Включение пассивного двухполюсника на непрерывно изменяющееся напряжение (формула и интеграл Дюамеля). Включение пассивного двухполюсника на напряжение любой формы. Операторный метод расчета. Преобразования Лапласа. Изображения простейших функций, производных и интегралов повремени. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Переход от изображения к оригиналу. Теорема разложения. Методика расчета переходных процессов операторным методом. Тема 10. Четырехполюсники при синусоидальных токах и напряжениях. Круговые диаграммы. Передаточные функции. Цепные схемы и электрические фильтры Четырехполюсники и их основные уравнения. Определение коэффициентов четырехполюсников. Эквивалентные схемы четырехполюсника. Характеристическое сопротивление и постоянная передача симметричного четырехполюсника. Цепные схемы. Частотные электрические фильтры. Высокочастотные и низкочастотные фильтры. Полные и заграждающие фильтры. Тема 11. Нелинейные электрические и магнитные цепи при постоянном токе Графоаналитический метод расчета цепей при последовательном, параллельном и смешанном соединениях нелинейных элементов. Расчет сложной электрической цепи с одним нелинейным элементом. Расчет сложной электрической цепи численными методами. Вольтамперные характеристики нелинейных активных двухполюсников. Применение теории активных двухполюсников для расчета цепей с линейными и нелинейными элементами. Законы и параметры магнитных цепей. Расчет магнитной цепи с последовательным соединением участков. Расчет разветвленных магнитных цепей. Тема 12. Нелинейные электрические и магнитные цепи при периодических процессах Особые свойства нелинейных электрических цепей. Элементы электрической цепи с нелинейными сопротивлениями, их параметры и характеристики. Инерционные и безинерционные нелинейные элементы. Особенности периодических процессов в цепях с безинерционными нелинейными элементами. Потери в сердечниках из ферромагнитного материала. Метод эквивалентных синусоид. Уравнение, векторная диаграмма и эквивалентная схема катушки с ферромагнитным сердечником. Общая характеристика цепей с источниками ЭДС одинаковой частотой. Феррорезонанс токов и напряжений. О расчете нелинейных цепей с вентилями. Выпрямление переменного тока. Политика курса. Распределение весовых долей по видам контроля Итоговый контроль по дисциплине включает в себя экзамен (Э) и контроль текущей успеваемости (ТУ. Весовые доли приведены в таблице Таблица 7.1 – Весовые доли видов контроля № Вид итогового контроля Виды контроля Весовые доли 1 Экзамен Экзамен (ВД Э ) 0,4 Текущая успеваемости (ВД ТУ ) 0,6 7.2 Распределение баллов текущей успеваемости Распределение баллов ТУ производится между текущими рубежным контролем (РК) и производится по видам занятий, предусмотренных учебным планом (таблице Таблице 7.2 – Распределение баллов ТУ по заочной форме обучения № Виды контроля Максимальное число баллов 7.3 Календарный график контрольных мероприятий Суммарный балл по итогам ТУ за каждый рейтинговый контроль (Р) складывается из баллов, набранных за посещение занятий, подготовку к занятиями работу в группе Текущий контроль Нарушения правил поведения на занятиях будут наказываться лишением баллов, запланированного для этого вида контроля или удалением из аудитории, которое оцениваться как нарушение Правил внутреннего распорядка университета. За пропуски занятий устанавливаются следующие штрафные санкции: за отсутствие на лекционном занятии без уважительной причины – лишение максимального количества баллов запланированного для этого вида контроля; при отсутствии возможности предупреждения преподавателя о возможном отсутствии на занятиях по причинам предыдущего пункта, уважительное отсутствие на занятии подтверждается письменно - справкой. Рубежный контроль Рубежный контроль проводится методом тестирования. Рейтинг оценок рубежного контроля представлен в таблице Таблица 7.3 – Рейтинг оценок рубежного контроля Наименование позиций Бонус 1 Каждый правильный ответ при тестировании оценивается количеством балла, рассчитанного по формуле 100/N, где N – число вопросов тестов Своевременное и досрочное выполнение все видов, при отсутствии пропусков по лекционным занятий оценивается бонусом 5 Если, в силу уважительных причин, Вы отсутствовали вовремя проведения РК, Вам будет представлена возможность пройти его в индивидуально назначенный срок. Все виды контроля Ваших знаний, а именно РК и Э в конце семестра, будут проводиться преимущественно в виде тестов. Итоговый контроль Рейтинг итогового контроля по дисциплине в баллах определяется по формуле: И = Р 1 ВД ТУ + Э ВД Э где ВД ТУ и ВД Э – весовые доли, соответственно, текущей успеваемости и экзамена. Р 1 , Э – баллы, набранные по итогам, соответственно, первого, второго рубежного и итогового контроля (экзамене или зачете). Итоговый рейтинг по дисциплине в баллах (И) переводится в цифровой эквивалент, буквенную и традиционную оценку в соответствии с таблицей 7.4 и вносится в ведомость и зачетную книжку студента, атак же в Журнал учебных достижений обучающихся». выполнение и защиту заданий на СРС (РГР, рефераты и др) и итогам рубежного контроля. Распределение баллов ТУ по неделям семестра сведено в таблицу Таблица 7.4 – Оценка знаний обучающихся Итоговая оценка в баллах (И) Цифровой эквивалент баллов (Ц) Оценка в буквенной системе (Б) Оценка по традиционной Системе экзамен, дифзачет Зачет 95 – 100 4 А отлично Зачтено 90 – 94 А – 85 – 89 В +хорошо – 84 ВВС +удовлетворительно – 69 С – 64 С – 55 – 59 1,33 D + 50 – 54 1,0 D 0 – 49 0 F неудовлетворительно Незачтено Если обучающийся получил на экзамене оценку F, то его итоговый рейтинг по дисциплине не определяется, а в ведомости заносится оценка неудовлетворительно. Календарный график контрольных мероприятий Вид СРС Максимальный балл Срок выдачи задания Срок сдачи Форма контроля за занятие всего Посещение и подготовка к лекциям на занятии по расписанию Участие Посещение и подготовка к практическим занятиям на занятии по расписанию Участие Выполнение самостоятельной работы 76 на последних занятиях сессии по расписанию Защита Рубежный контроль |