ОП. 01 ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
по специальности 11.02.09 Многоканальные телекоммуникационные системы.
Курск 2017
| РАССМОТРЕНО на заседании методической комиссии Протокол № 11 От «19» июня 2017 г. Председатель методической комиссии __________ С.А.Горбунов |
Разработана в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования (Приказ Министерства образования и науки РФ от 9 декабря 2016 г. № 1548 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности 11.02.09 Многоканальные телекоммуникационные системы»)
Разработчик: Малинников Владимир Владимирович преподаватель ОБПОУ «Курский техникум связи»
ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫДИСЦИПЛИНЫ
ОП.01. Теория электрических цепей
Область применения программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности 11.02.09 Многоканальные телекоммуникационные системы.
1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:
В структуре основной профессиональной образовательной программы дисциплина входит в общепрофессиональный цикл.
Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины.
В результате освоения дисциплины студент должен уметь:
- рассчитывать электрические цепи постоянного и переменного тока;
- определять виды резонансов в электрических цепях.
В результате освоения дисциплины студент должен знать:
- физические процессы в электрических цепях постоянного и переменного тока;
- физические законы электромагнитной индукции;
- основные элементы электрических цепей постоянного и переменного тока;
- линейные и нелинейные электрические цепи и их основные элементы;
- явление резонанса в электрических цепях.
Перечень формируемых компетенций
Общие компетенции (ОК):
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
Профессиональные компетенции (ПК)
ПК 1.1. Выполнять монтаж и техническое обслуживание кабелей связи и оконечных кабельных устройств.
ПК 1.2. Выполнять монтаж, первичную инсталляцию, мониторинг и диагностику цифровых и волоконно-оптических систем передачи.
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
Максимальной учебной нагрузки студента 132 часов, в том числе:
˗ обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 88 часа;
˗ самостоятельной работы студента 44 часов.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
| Виды учебной работы | Объем часов |
| Максимальная учебная нагрузка (всего) | |
| Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) | |
| в том числе: | |
| лабораторные и практические работы | |
| Самостоятельная работа студента (всего) | |
| Итоговая аттестация в форме экзамена |
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.01. Теория электрических цепей
| Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа студентов | Объем часов | Требования к результатам освоения дисциплины | Уровень освоения | |||||||
| Раздел 1. Основы электростатистики и постоянный электрический ток | |||||||||||
| Тема 1.1. Электрическое поле | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Введение. Электрическое поле. Графическое изображение электрических полей. Напряженность электрического поля. Потенциал. Напряжение. Электрическая емкость. Конденсаторы. Плоский конденсатор. Емкость плоского конденсатора | ОК 1,4 ПК 1.1,1.2 | ||||||||||
| Электрическая емкость. Конденсаторы. Плоский конденсатор. Емкость плоского конденсатора | ОК 1,4 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Последовательное, параллельное, смешанное соединение конденсаторов. Определение эквивалентной емкости, напряжения и зарядов на отдельных конденсаторах. Энергия электрического поля, ее расчет. | ОК 1,4 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Определение эквивалентной емкости, напряжения и зарядов на отдельных конденсаторах. Энергия электрического поля, ее расчет. | ОК 1,4 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Практические работы | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| 1. Расчет цепи с последовательным соединением конденсаторов | |||||||||||
| 2. Расчет цепи с параллельным соединением конденсаторов | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Подготовить сообщение «Виды конденсаторов» | |||||||||||
| Тема 1.2. Постоянный электрический ток | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Электрический ток. Электрическая цепь и ее элементы. Направление, величина и плотность тока. Электродвижущая сила(ЭДС). | ОК 1,4 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Электрическое сопротивление и проводимость. Закон ОМА для участка цепи, для замкнутой цепи. Работа и мощность тока. Условия получения максимальной мощности во внешней цепи. | ОК 1,4 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Тема 1.3. Цепи с резисторами при различных соединениях. Закон Кирхгофа | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Последовательное соединение резисторов. Эквивалентное сопротивление. Распределение напряжений на участках цепи. Параллельное соединение резисторов. Эквивалентное сопротивление. Распределение токов в ветвях. Первый закон Кирхгофа. | ОК 1,4 ПК 1.1 | ||||||||||
| Смешанное соединение резисторов. Распределение токов и напряжений. Второй закон Кирхгофа. Баланс мощностей | ОК 1,4 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Практические работы | |||||||||||
| 3. Расчет цепи со смешанным соединением резисторов. | |||||||||||
| Лабораторные работы | |||||||||||
| 1. Исследование электрической цепи с последовательным соединением резисторов. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| 2. Исследование электрической цепи с параллельным соединением резисторов. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Распределение токов и напряжений на участках цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении резисторов | |||||||||||
| Тема 1.4. Сложная электрическая цепь и методы её расчета | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Понятие о сложной электрической цепи. Постоянные и переменные напряжения. Периодичность сигнала. Спектр сигнала. Виды сигналов и их спектры. | ОК 1,4 ПК 1.2 | ||||||||||
| Расчет сложной цепи методами: Кирхгофа, контурных токов, наложения, узлового напряжения, преобразования треугольника напряжений в эквивалентную звезду, Активный и пассивный двухполюсник. Особенности расчета цепей содержащих источники тока. Понятие о четырехполюсниках. | ОК 1,4 ПК 1.1, 1.4 | ||||||||||
| Практические работы | |||||||||||
| 4. Расчет сложной электрической цепи. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Лабораторные работы | |||||||||||
| 3. Исследование электрической цепи при смешанном соединении резисторов. | ОК 2,6,7 ПК 1.4К | ||||||||||
| 4. Передача мощности от активного двухполюсника к нагрузке | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа Исследование видов расчетов для электрических цепей | |||||||||||
| Раздел 2. электромагнетизм и электромагнитная индукция | |||||||||||
| Тема 2.1. | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость, магнитная индукция, магнитный поток. Понятие о четырехполюсниках эквивалентного генератора. | ОК 4,5 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Действие магнитного поля на проводник с током. Правило левой руки. Взаимодействие двух параллельных проводов с токами. | ОК 4,5,8 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Изучение характеристик магнитного поля. | |||||||||||
| Тема 2.2. | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Явления электромагнитной индукции. Электродвижущая сила в прямолинейном проводнике при движении его в магнитном поле. Величина и направление ЭДС. Правило правой руки. ЭДС индукции, наведенная в контуре. Правило Ленца. ЭДС индукции в катушке. Потокосцепление. | ОК 4,5 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Явление самоиндукции. ЭДС самоиндукции, ее величина и направление. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Явления взаимной индукции. Взаимная индуктивность двух катушек, коэффициент связи. Согласное и встречное включение двух катушек при последовательном соединении. | ОК 4,5 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Практические работы | |||||||||||
| 5. Расчет ЭДС индукции | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Исследование применения правила Ленца. | |||||||||||
| Раздел 3. Цепи синусоидального тока | |||||||||||
| Тема 3.1. | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Получение синусоидальных ЭДС. Графическое изображение синусоидальных величин: волновые (временные) и векторные диаграммы. Характеристики синусоидальных величин мгновенное, амплитудное, действующее и среднее значение, период. Частота. Длина. Волны, угловая частота, фаза, начальная фаза. Уравнения, описывающие зависимость мгновенных значений ЭДС, напряжения или тока от времени. | ОК 2,4,5 ПК 1.1,1,2 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Исследование характеристик синусоидального тока | |||||||||||
| Тема 3.2. | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Содержание учебного материала | |||||||||||
| Поверхностный эффект и эффект близости. Понятие об активном сопротивлении. Закон Ома для мгновенных, максимальных и действующих значений тока и напряжения. | |||||||||||
| Волновая и векторная диаграммы. Энергетический процесс. Мгновенная и средняя (активная) мощности. | ОК 4, ПК 1.5 | ||||||||||
| Тема 3.3. Цепь с индуктивностью | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Цепь с индуктивным сопротивлением (идеальная катушка). Мгновенное значение тока, магнитного потока, ЭДС самоиндукции напряжения. Временная и векторная диаграммы. Закон Ома для действующих и амплитудных значений тока и напряжения. Индуктивное сопротивление, его зависимость от частоты. Энергетический процесс. Мгновенная, активная и реактивная мощности. | ОК 2,4 ПК 1,2 | ||||||||||
| Последовательное соединение активного и реактивного сопротивлений (анализ реальной катушки). Временная и векторная диаграммы. Закон Ома для действующих и амплитудных значений тока и напряжения. Треугольники напряжений и сопротивлений. Полное сопротивление цепи. Угол сдвига фаз между направлением и током. Энергетический процесс. Мгновенная, активная, реактивная и полная мощности. Треугольник мощностей. Коэффициент мощности. | ОК 2,4 ПК 1,2 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Построение векторной диаграммы. | |||||||||||
| Тема 3.4. Цепь с емкостью | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Изменение заряда на обкладках конденсатора при синусоидальном напряжении (конденсатор без потерь). Мгновенное значение тока. Временная и векторная диаграммы. Закон Ома для действующих и амплитудных значений тока и напряжения. Емкостное сопротивление, его зависимость от частоты. Энергетический процесс. Мгновенная, активная и реактивная мощности. | ОК 2,4 ПК 1,2 | ||||||||||
| Последовательное соединение резистора и конденсатора (конденсатор с потерями). Закон Ома для действующих и амплитудных значений тока и напряжения. Треугольники напряжений и сопротивлений. Полное сопротивление. Угол сдвига фаз между напряжением и током. Энергетический процесс. Мгновенная, активная, реактивная и полная мощности. Треугольник мощностей. Коэффициент мощности. | ОК 2,4 ПК 1,2 | ||||||||||
| Лабораторные работы | |||||||||||
| 5. Цепь синусоидального тока при последовательном соединении R, L, C. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Определение полного сопротивления цепи. Построение треугольников напряжений, сопротивлений, мощностей | |||||||||||
| Тема 3.5. последовательные цепи синусоидального тока | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Последовательное соединение активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Второй закон Кирхгофа для мгновенных значений. Временная и векторная диаграммы для различного характера цепи. Треугольники напряжений и сопротивлений. Полное сопротивление. | ОК 8 ПК 1.4,1.5 | ||||||||||
| Закон Ома для действующих и амплитудных значений тока и напряжения. Энергетический процесс мгновенная, активная, реактивная и полная мощности. Треугольник мощностей. Коэффициент мощности. | ОК 8 ПК 1.4,1.5 | ||||||||||
| Тема 3.6. Параллельные цепи синусоидального тока | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Параллельное соединение активно-индуктивного активно-емкостного сопротивлений. Первый закон Кирхгофа для мгновенных значений. Векторные диаграммы для различного характера цепи. | ОК 8 ПК 1.4,1.5 | ||||||||||
| Разложение токов на активную и реактивную составляющую. Проводимость ветвей и полная проводимость. Треугольники токов и проводимости. Связь между действующими (и амплитудными) значениями тока и напряжения. Энергетический процесс. | ОК 8 ПК 1.4,1.5 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Построение векторных диаграмм для последовательных и параллель ных цепей разного характера с разным количеством элементов цепи. | |||||||||||
| Тема 3.7. Применение символического метода для расчета цепей синусоидального тока | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Сущность символического метода. Три формы записи комплексного числа. Выражение тока, напряжения, сопротивления, проводимости, ЭДС электромагнитной индукции, мощности комплексными числами. | ОК 2,8 ПК 1.4,1.5 | ||||||||||
| Закон Ома и Кирхгофа в символическом виде. Расчет цепей с последовательном, параллельном и смешанным соединениями сопротивлений. | ОК 8 ПК 1.4,1.5 | ||||||||||
| Практические работы | |||||||||||
| 6. Расчет цепи символическим методом. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Расчет цепи символическим методом. | |||||||||||
| Раздел IV. Резонансные явления в электрических цепях. Электрические фильтры | |||||||||||
| Тема 4.1. Свободные колебания в контуре | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Свободные колебания в идеальном контуре. Период, частота и длина волны свободных колебаний. Характеристическая сопротивление контура. Свободные колебания в реальном контуре. Затухание колебаний. Добротность контура. | ОК 3 ПК 1.2, 1.4 | ||||||||||
| Тема 4.2. Последовательный колебательный контур | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Вынужденные колебания. Полное сопротивление контура, его составляющие и зависимости их от частоты. Резонанс напряжений, условия его возникновения. Признаки резонанса. Резонансная частота. Векторная диаграмма. Коэффициент мощности. Коэффициент передачи по напряжению. Добротность. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики. Растройка. Полоса пропускания и избирательность. Практическое исследование последовательных колебательных контуров. | ОК 4,6 ПК 1.1,1.2 | ||||||||||
| Лабораторные работы | |||||||||||
| 6. Частотные характеристики последовательного резонансного контура. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Изучение явления резонанса напряжений. Расчет параметров резонансного контура. | |||||||||||
| Тема 4.3. Параллельный колебательный контур | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Параллельный контур. Токи в ветвях и в неразветвленной части цепи. Резонанс токов, условия его возникновения. Признаки резонанса. Резонансная частота. Векторная диаграмма. Полное эквивалентное сопротивление контура при резонансе и при растройках, его активная и реактивная составляющая. Эквивалентная добротность параллельного контура. Амплитудно- частотные и фазо-частотные характеристики параллельного контура. Полоса пропускания и избирательность контура. Автотрансформаторное включение контура. Практическое использование параллельных контуров. | ОК 2,4 ПК 1,2 | ||||||||||
| Лабораторные работы | |||||||||||
| 7. Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Изучения явления резонансных токов. | |||||||||||
| Тема 4.4. Связанные системы при различных видах связи | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Определение связанных контуров. Виды связи. Коэффициент связи при различных видах связи. Вносимое сопротивление. | ОК2 ПК 1.4 | ||||||||||
| Схема замещения связанной системы эквивалентной одноконтурной цепью. Условия резонанса для связанной цепи. Настройка связанных контуров. Виды резонансов в связанных системах. Критическая связь. | ОК2 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Резонанс в связанных системах. | |||||||||||
| Тема 4.5. Понятие об электрических фильтрах | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Определение, классификация, полоса пропускания и задерживания электрических фильтров. Частотные характеристики, рабочее затухание, входное сопротивление фильтров. | ОК 8 ПК 1.1 | ||||||||||
| Применение фильтров в технике связи. | |||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Подготовить сообщение «Классификация и назначение электрических фильтров» | |||||||||||
| Раздел V. Цепи несинусоидального тока | |||||||||||
| Тема 5.1. Несинусоидальные токи и напряжения | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Понятие несинусоидальных (негармонических) токах и напряжениях. Возникновение несинусоидальных токов. Понятие о нелинейных элементов. Сложение синусоид, имеющих разные частоты. Выражение сложенной периодической кривой с помощью тригонометрического ряда (ряда Фурье). Постоянная составляющая, основная и высшая гармоники. Симметричные и несимметричные кривые. Разложение периодических кривых на гармоники. | ОК 4, 8 ПК 1.1,1.4 | ||||||||||
| Влияние активного сопротивления, индуктивности и емкости на форму кривой тока при несинусоидальном напряжении. Резонанс отдельных гармонических составляющих. Использование несинусоидальных токов в технике связи. Понятие о фильтрации. | ОК 4, 8 ПК 1.1,1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Доклад на тему «Сигналы и спектры» | |||||||||||
| Тема 5.2. Расчет линейных цепей при негармонических воздействиях | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Действующие значения несинусоидального тока и напряжения. Мощность несинусоидального тока | ОК 4, 8 ПК 1.1,1.4 | ||||||||||
| Коэффициенты, характеризующие степень несинусоидальности периодических кривых (коэффициент искажения, коэффициент амплитуды). Расчет цепи при негармонических воздействиях. | ОК 4, 8 ПК 1.1,1.4 | ||||||||||
| Лабораторные работы | |||||||||||
| 8. Частотные характеристики параллельного резонансного контура. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Практические работы | |||||||||||
| 7. Расчет цепи с несинусоидальным напряжением. | ОК 2,6,7 ПК 1.4 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Расчет цепи с несинусоидальным напряжением. | |||||||||||
| Раздел VI. Электрические цепи, содержащие катушки с магнитными сердечниками | |||||||||||
| Тема 6.1. Катушки с магнитными сердечниками | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Магнитные свойства вещества. Ферромагнетизм. Кривая намагничивания. Петля гистерезиса. Потери на гистерезис. Вихревые токи. Влияние ферримагнитного сердечника на магнитное поле и индуктивность катушки. Искажающие действия гистерезиса и магнитного насыщения на форму кривой тока. | ОК 3, 8 ПК 1.1 | ||||||||||
| Потоки рассеяния. Влияние воздушного зазора на работу катушки. Электромагниты и электромагнитные рыле. | ОК 3, 8 ПК 1.1 | ||||||||||
| Тема 6.2. Трансформатор | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Устройство и принцип работы трансформатора. Коэффициент трансформации. Преобразование напряжения, токов, сопротивлений. | ОК2 ПК1.1 | ||||||||||
| Схема замещения трансформатора. Согласующие свойства трансформатора. Использование трансформаторов | ОК2 ПК1.1 | ||||||||||
| Практические работы | |||||||||||
| 8. Расчет магнитной цепи. | |||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Доклад на тему «Трансформатор» | |||||||||||
| Раздел VII. Переходные процессы в электрических цепях | |||||||||||
| Тема 7.1. Понятие о переходных процессах | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Причины возникновения переходных процессов. Законы коммутации. | ОК 3 ПК 1.3 | ||||||||||
| Тема 7.2. Переходные процессы в цепях первого порядка | Содержание учебного материала | ||||||||||
| Включение в цепи PL на постоянное напряжение. Короткое замыкание в цепи PL. Законы изменения тока и напряжения. Постоянная времени. Длительность процесса. Энергетический процесс. | ОК 3 ПК 1.3 | ||||||||||
| Заряд и разряд конденсатора через активное сопротивление. Законы изменения тока и напряжения. Постоянная времени. Энергетический процесс. | ОК 2 ПК1.1 | ||||||||||
| Самостоятельная работа студентов: Законы коммутации. Составление уравнений первого порядка по законам Кирхгофа. | |||||||||||
| Всего: | |||||||||||
| Итоговая аттестация в форме экзамена | |||||||||||