Курсач. Учебнометодическое пособие по дисциплине Теоретические основы электротехники для учащихся специальностей 236 03 31 Монтаж и эксплуатация электрооборудования (по направлениям)
 Скачать 3.45 Mb.
|
|
Тема 4.8. Анализ электрических цепей с управляемыми источниками электрической энергии Сформировать представление об управляемых источниках элек- трической энергии. Сформировать представление о схемах замещения электрон- ных ламп, транзисторов и опе- рационных усилителей с помо- щью управляемых источников. Познакомить с методами расчета электрических цепей, содержащих управляемые ис- точники энергии. Управляемые источники электрической энергии. Схемы замещения элек- тронных ламп, транзисторов и операционных усилителей с помощью управляемых источ- ников. Расчет электрических це- пей, содержащих управляемые источники энергии. Высказывает общие сужде- ния об управляемых источниках электрической энергии. Различает схемы замещения электронных ламп, транзисто- ров и операционных усилителей с помощью управляемых источ- ников. Называет методы расчета электрических цепей, содержа- щих управляемые источники энергии. Тема 4.9. Электрические цепи с распределенными параметрами Сформировать представле- ние об электрических цепях с распределенными параметра- ми, о схемах замещения одно- родной линии с потерями и без них. Сформировать представле- ние об основных уравнениях длинной линии и её характери- стиках. Сформировать представле- ния о длинной линии без потерь и ее режимах, уравнениях линии без потерь, холостом ходе ли- нии, понятии прямой и обрат- ной волнах напряжения и тока линии. Познакомить с парамет- рами и характеристиками ли- нии, коротким замыканием ли- нии, режимами с согласованной нагрузкой, несогласованной ак- тивной нагрузкой. Сформиро- вать представление о коэффи- циенте отражения и преломле- ния электромагнитных волн в линии, распространении элек- тромагнитной волны с прямо- угольным фронтом по линии без потерь. Понятие о распределенных параметрах. Примеры электри- ческих цепей с распределенны- ми параметрами. Схемы заме- щения однородной линии с по- терями и без них. Основные уравнения длин- ной линии и их анализ. Характе- ристики длинной линии: коэф- фициенты распространения электромагнитной волны, зату- хания и фазы, волновое сопро- тивление линии. Длинная линия без потерь и ее режимы. Уравнения линии без потерь. Холостой ход ли- нии. Понятие о прямой и об- ратной волнах напряжения и тока линии. Фазовая скорость и длина волны, их выражения че- рез параметры линии. Короткое замыкание линии. Режимы со- гласованной нагрузкой, несо- гласованной активной нагруз- кой. Понятие о коэффициентах отражения и преломления элек- тромагнитных волн в линии. Краткие сведения о распростра- нении электромагнитной волны с прямоугольным фронтом по линии без потерь. Высказывает общие сужде- ния об электрических цепях с распределенными параметрами, о схемах замещения однород- ной линии с потерями и без них. Высказывает общее сужде- ние об основных уравнениях длинной линии и её характери- стиках. Высказывает общие сужде- ния о длинной линии без потерь и ее режимах, уравнениях линии без потерь, холостом ходе ли- нии, прямой и обратной вол- нах напряжения и тока линии, характеристиках линии, корот- ком замыкании линии, режимах с согласованной нагрузкой, не- согласованной активной нагруз- кой, коэффициентах отражения и преломления электромагнит- ных волн в линии, распростра- нении электромагнитной волны с прямоугольным фронтом по линии без потерь ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Раздел и тема Специальность Монтаж и эксплуатация электрооборудования (по направлениям) Городской электрический транспорт Автоматизированные элек- троприводы Микроэлектроника Количество учебных часов Всего В т. ч. на лабораторные работы Всего В т. ч. на лаборатор- ные работы Введение 1. Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока 1.1. Физические процессы в элек- трических цепях 1.2. Расчет линейных электриче- ских цепей постоянного тока 1.3. Нелинейные электрические цепи постоянного тока 1 47 13 26 8 14 4 8 2 1 33 10 20 3 12 4 8 2. Электрическое и магнит- ное поле 2.1. Электростатическое поле в пустоте 2.2. Электростатическое поле в диэлектрике 2.3. Электростатические цепи 2.4. Магнитное поле в неферро- магнитной среде 2.5. Магнитное поле в ферромаг- нитной среде 2.6. Магнитные цепи 2.7. Электромагнитная индукция Обязательная контрольная рабо- та№1 24 2 2 4 2 4 6 3 1 4 2 2 20 2 2 4 2 6 3 1 4 2 2 3. Линейные и нелинейные электрические цепи переменного тока 3.1. Основные сведения о синусо- идальном электрическом токе 3.2. Элементы электрических це- пей переменного тока и их парамет- ры 3.3. Расчет электрических цепей 78 4 20 18 10 60 2 8 14 2 переменного тока с помощью век- торных диаграмм 3.4. Расчет электрических цепей синусоидального тока с применени- ем комплексных чисел 3.5. Трехфазные симметричные цепи 3.6. Электрические цепи с несину- соидальными периодическими напряжениями и токами 3.7. Нелинейные электрические цепи переменного тока 3.8. Переходные процессы в электрических цепях Обязательная контрольная работа№2 4 12 12 6 7 12 1 4 2 2 16 4 14 4 4 7 1 8 4 4. Темы, отражающие связь со специальностью (по выбору) 4.1. Некоторые методы анализа сложных электрических цепей посто- янного тока 4.2. Резонанс в электрических це- пях 4.3. Расчет цепей с взаимной ин- дуктивностью 4.4. Круговые диаграммы 4.5. Четырехполюсники при сину- соидальных токах и напряжениях 4.6. Несимметричные трехфазные цепи 4.7. Магнитное поле переменного тока 4.8. Анализ электрических цепей с управляемыми источниками электри- ческой энергии 4.9. Электрические цепи с распре- деленными параметрами 22 2 6 4 10 4 2 2 6 2 4 Курсовая работа 20 Итого 192 40 120 30 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН по дисциплине «Теоретические основы электротехники» для учащихся специальности 2-36 04 32 «Электроника механических транспортных средств» Раздел, тема Количество часов Всего часов В том числе на прак- тические работы 1 2 3 Введение 1 Раздел1 Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока 48 12 1.1.Физические процессы в электрических цепях 9 Лабораторная работа №1 Изучение оборудования лаборатории, методов подбора ап- паратуры и измерительных приборов для сборки схем. 2 Лабораторная работа №2 Исследование режимов электрической цепи и ее элементов (неразветвленной электрической цепи с переменным сопро- тивлением приемника энергии). 2 1.2.Расчет линейных электрических цепей постоянного тока 22 Лабораторная работа №3 Исследование электрических цепей при последовательном и параллельном соединении сопротивлений 2 Лабораторная работа №4 Изучение законов Кирхгофа в применении к многоконтур- ной цепи. 2 Лабораторная работа №5 Измерение потенциалов в неразветвленной электрической цепи 2 1.3.нелинейные электрические цепи постоянного тока 4 Лабораторная работа №6 Снятие вольтамперных характеристик нелинейных элемен- тов и проверка опытным путем нелинейных цепей 2 Обязательная контрольная работа №1 1 Раздел 2 Электрическое и магнитное поле 21 4 2.1.Электростатическое поле в пустоте 1 2.2.Электростатическое поле в диэлектрике 2 2.3.Электростатические цепи 2 Лабораторная работа №7 Исследование электростатических цепей при последователь- ном, параллельном и смешенном соединении конденсаторов. 2 2.4.Магнитное поле в неферромагнитной среде 2 2.5.Магнитное поле в ферромагнитной среде 2 2.6.Магнитные цепи 6 Лабораторная работа №8 Исследование магнитной цепи. 2 2.7.Электромагнитнкя индукция 2 Раздел 3 Линейные и нелинейные электрические цепи переменного тока 70 14 3.1.Основные сведения о синусоидальном электрическом то- ке 2 3.2.Элементы электрических цепей переменного тока и их параметры 10 Лабораторная работа №9 Измерение параметров катушки индуктивности 2 Лабораторная работа №10 Изучение цепи переменного тока с активным сопротивлени- ем и емкостью. 2 Лабораторная работа №11 Изучение цепи переменного тока с активным сопротивлени- ем и индуктивностью 2 Лабораторная работа №12 Исследование цепи переменного тока при последовательном соединении катушки индуктивности и конденсатора. 2 Лабораторная работа №13 Исследование цепи переменного тока при параллельном со- единении катушки индуктивности и конденсатора. 2 3.3.Расчет электрических цепей переменного тока с помо- щью векторных диаграмм 6 3.4.Расчет электрических цепей синусоидального тока с применением комплексных чисел 6 3.5.Трехфазные симметричные цепи 11 Лабораторная работа №14 Исследование трехфазной цепи при соединении приемника 2 звездой. Лабораторная работа №15 Исследование трехфазной цепи при соединении приемника треугольником 2 3.6.Электрические цепи с несинусоидальными напряжения- ми и токами 4 3.7.Нелинейные электрические цепи переменного тока 4 3.8.Переходные процессы в электрических цепях 12 Обязательная контрольная работа №2 1 Курсовая работа 20 ИТОГО 160 30 ДЕСЯТИБАЛЛЬНАЯ ШКАЛА И ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТА- ТОВ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ В УЧРЕЖДЕНИЯХ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОЛУЧЕНИЕ СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Отметка в баллах Показатели оценки 1 (один) Узнавание отдельных объектов изучения программного учебно- го материала, предъявленных в готовом виде (электрических схем включения, специальных терминов, понятий, определений, формул, законов и т.д.). 2 (два) Различение объектов изучения программного учебного материа- ла, предъявленных в готовом виде (понятий электрического и магнитного поля, условные графические обозначения элементов электрических цепей, единицы электрических и электромагнит- ных величин, и т.д.); осуществление соответствующих практи- ческих действий. 3 (три) Воспроизведение части программного материала по памяти (фрагментарный пересказ понятий электрические цепи, их клас- сификация, понятий электрического и магнитного поля и т.д.); осуществление умственных и практических действий по образцу (выполнение расчетов тока, сопротивления, напряжения и т.д.). 4 (четыре) Воспроизведение большей части программного учебного мате- риала (описание с элементами объяснения электрических схем, электрических и электромагнитных явлений, законов т.д.); при- менение знаний в знакомой ситуации по образцу (определение тока, сопротивления, напряжения для простейшей электрической цепи и т.д.); наличие единичных существенных ошибок. 5 (пять) Осознанное воспроизведение большей части программного учебного материала (описание электрических схем с объяснени- ем принципа работы и т.д.); применение знаний в знакомой си- туации по образцу (расчет токов в электрической цепи различ- ными методами и т.д.); наличие несущественных ошибок. 6 (шесть) Полное знание и осознанное воспроизведение всего программ- ного учебного материала; владение программным учебным ма- териалом в знакомой ситуации (описание электрических схем с объяснением принципа работы, расчет токов в электрической цепи различными методами, построение векторных диаграмм и т.д.; выполнение заданий по образцу, на основе предписаний); наличие несущественных ошибок. 7 (семь) Полное, прочное знание и воспроизведение программного учеб- ного материала; владение программным учебным материалом в знакомой ситуации (развернутое описание электрических схем с объяснением принципа работы раскрытие сущности физических процессов, происходящих в цепях постоянного и переменного тока, формулирование выводов и т. д.; недостаточно самостоя- тельное выполнение заданий (расчет токов в электрической цепи различными методами, построение векторных диаграмм с объяс- нением и т.д.)); наличие единичных несущественных ошибок. 8 (восемь) Полное, прочное, глубокое знание и воспроизведение программ- ного учебного материала; оперирование программным учебным материалом в знакомой ситуации (развернутое описание элек- трических схем с объяснением принципа работы, раскрытие сущности и анализ физических процессов, происходящих в це- пях постоянного и переменного тока, формулирование выводов самостоятельное выполнение заданий (расчет токов в электриче- ской цепи при различных режимах работы с анализом и аргу- ментацией результатов и т.д.); наличие единичных несуществен- ных ошибок. 9 (девять) Полное, прочное, глубокое, системное знание программного учебного материала; оперирование программным учебным мате- риалом в частично измененной ситуации (применение учебного материала при выдвижении предположений и гипотез, поиске новых способов и рациональных путей решения учебных задач, при выполнении заданий творческого характера и т.д.) 10 (десять) Свободное оперирование программным учебным материалом; применение знаний и умений в незнакомой ситуации (самостоя- тельные действия по описанию, объяснению нестандартных или новых способов решения учебных задач, выполнение творческих работ и заданий и т.д.) ЛИТЕРАТУРА 1. Евдокимов, Ф.Е. Теоретические основы электротехники / Ф.Е. Евдокимов – Москва: “ACADEMIA”, 2004. – 560с. 2. Лоторейчук, Е.А. Теоретические основы электротехники / Е.А. Лоторейчук. – М.: НД «Форум»: ИНФРА-М, 2008. –320 с. 3. Шмакова, Т.С. Теоретические основы электротехники. Рабочая тетрадь. Посо- бие. / Т.С. Шмакова, Е.С. Гутько. – 5-е изд., стер. – Минск: РИПО, 2018. – 72с. ПЕРЕЧЕНЬ СУЩЕСТВЕННЫХ И НЕСУЩЕСТВЕННЫХ ОШИБОК по дисциплине «Теоретические основы электротехники» для специальностей 2-36 03 31 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования», 2-36 04 32 «Электроника механических транспортных средств», 2-37 03 31 «Городской электрический транспорт»,2-41 01 31 «Микроэлектроника», 2-53 01 05 «Автоматизированные электроприводы». Существенные ошибки: В изложении теоретического материала: - затруднения в изложении учащимися основных положений теории электротехни- ки; - ошибки в изложении основных электротехнических терминов, понятий и опреде- лений; - отсутствие в ответе цельности, логичности и законченности; - ошибки при пояснении структурных схем; - ошибки в формулах; - ошибки при написании единиц измерения величин; - ошибки в преобразовании формул; - ошибки в расчетах; - затруднение при работе со справочной литературой; - отсутствие поясняющих решений; - ошибки в преобразовании одной единицы в другую; - ошибки, приводящие к искажению сути, рассматриваемого процесса, явления, за- кономерности. При выполнении практических работ: - несоблюдение нормативно-методических документов при выполнении лаборатор- ных и практических работ; - нарушение последовательности действий при выполнении лабораторных работ; - ошибки в вычислениях и расчетах приводящие к абсурдным результатам; - затруднения при оценке полученного результата и формулировке вывода при вы- полнении лабораторной работы; - ошибки в преобразовании формул при выполнении практических работ по элек- тротехнике. Несущественные ошибки: В изложении теоретического материала: - неточности и неполное изложение основных электротехнических понятий, опреде- лений; - неполное изложение программного учебного материала; - искажение содержания учебного материала; - нерациональное изложение учебного материала; При выполнении практических работ: - неточности в оформлении работ; - небрежное выполнение записей, схем, рисунков; - применение нерационального способа решения задач; - ошибки при записи физических терминов; - ошибки вычислительного характера, не приводящие к абсурдным результатам. ПЕРЕЧЕНЬ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ Примерный перечень оснащения кабинета (лаборатории) Технические средства обучения Технические устройства * Доска интерактивная Персональный компьютер Мультимедийный комплекс Дидактическое обеспечение Презентации Слайды электронные Учебные видеофильмы Методические указания для проведения практических и лабораторных работ Электронные средства обучения Программное обеспечение Программа для создания, редактирования и просмотра презентаций Программное обеспечение для просмотра веб-сайтов Электронный эмулятор электрических цепей Электронно-учебное пособие по учебной дисциплине «Теоретические основы электротехники» Печатные средства обучения Плакаты Комплект учебно-календарных пособий по учебной дисциплине «Теоретиче- ские основы электротехники» Учебно-производственное оборудование Стенд лабораторный «Теоретические основы электротехники» НТЦ-01.07 *При отсутствии использовать специализированную аудиторию технических средств обучения. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ВВЕДЕНИЕ. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ И ЕЁ ПРИМЕНЕНИЕ Электротехника – это наука о производстве, передаче и практическом исполь- зовании электрической энергии. Данная учебная дисциплина является теоретиче- ской базой для изучения предметов специального цикла. Его изучение базируется на учебном материале ряда общеобразовательных и естественно-научных предметов и, прежде всего, математики и физики. Цель изучения дисциплины – изучить основные сведения об электрических и магнитных цепях, электрических и электронных устройствах, производстве, распре- делении и потреблении электроэнергии, знание которых необходимо квалифициро- ванному рабочему. Программой учебной дисциплины «Теоретические основы элек- тротехники.» предусматривается изучение физических законов, линейных и нели- нейных электрических и магнитных цепей постоянного и переменного тока, методов их расчета и практического использования; формирование у специалиста правиль- ного подхода к постановке и решению проблем эффективного использования топ- ливно-энергетических ресурсов на основе мирового опыта и государственной поли- тики в области энергосбережения. Электрическая энергия получается путём преобразования других видов энергии (механической, тепловой, химической, ядерной и др.) и обладает ценными свой- ствами: легко получить их других видов энергии, передается, с малыми потерями передаётся на большие расстояния, легко распределяется по потребителям, преобра- зуется в нужный вид энергии (механическую, тепловую, химическую и другие виды энергии), проста в регулировке и контроле, электроэнергия является наиболее чи- стым видом энергии и наименьшей степени загрязняет окружающую среду. Электрическую энергию можно получить с помощью природных энергетиче- ских ресурсов – рек и водопадов, океанских приливов, органического и ядерного топлива, солнечной радиации, ветра, геотермальных источников. В больших коли- чествах электрическую энергию получают на электростанциях с помощью генерато- ров – преобразователей механической энергии в электрическую. На гидроэлектростанциях (ГЭС) механическая от гидротурбин поступает к электрогенераторам, которые воспринимают возобновляемую энергию течения рек. На теплоэлектростанциях (ТЭС) при сжигании органического топлива тепловая энергия преобразуется в механическую и передается в электрогенератор. На атом- ных электростанциях (АЭС) тепловую энергию получают из ядер атомов. Электроэнергию производят также ветроэлектростанции, использующие энер- гию ветра, приливные – работающие за счёт морских приливов, геотермальные – использующие тепло земных недр, солнечные – преобразующие солнечную радиа- цию в электроэнергию. В общем объёме производства электроэнергии эти электро- станции занимают незначительную долю. Однако они являются экологически чи- стыми и используемые ими источники энергии практически неисчерпаемы. Для передачи электроэнергии на расстояния и распределения её между элек- троприёмниками используются линии электропередач, трансформаторы, аппаратура управления, контроля, защиты. Электрическая энергия широко используется в про- мышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в быту. |