Профессиональный цикл. Базовая часть.




2.1. Перечень разделов дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения электротехники и электроники по укрупненным группам направлений подготовки:

150000.62, 160000.62, 200000.62, 201000.62, 210000.62, 220000.62, 221000,62,

222000.62, 230000.62, 280000.62

Математика: разделы: “Векторный анализ”. "Теория функций комплексного переменно­го", "Диф­ференциальное и интегральное исчисление";

Физика: раздел "Электричество и магнетизм";

Информатика: разделы: Вычислительные методы решения: систем линейных уравнений с веще­ственными и комплексными коэффициентами; диффе­ренциальных уравнений 1-го и 2-го порядков; операций с матрицами; простейшие навыки работы на компьютере и в сети Интернет.

2.2. Минимальные требования к «входным» знаниям, необходимым для успеш­ного усвоении данной дисциплины:

Удовлетворительное усвоение программ по указанных выше разделам матема­тики, физики и информатики.

2.3. Дисциплины, для которых освоение данной дисциплины необходимо как предшествую­щее:

Автоматизация производственных процессов (укрупленные группы направ­лений 150000, 160000, 201000, 221000), Основы автоматического управления (направление 200100), Схемотехника элек­тронных устройств (укруплённые группы направ­лений 200000, 210000, 230000); Основы констру­ирования электронных уст­ройств (укруплённая группа направления 210000), ЭВМ и периферийные уст­ройства (укрупненные группы направлений 21000 и 230000).

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Изучение дисциплины "Электротехника и электроника" направлено на формирование у студентов профессиональных компетенций, обладание которыми может быть выявлено на основе проявления студентами способностей:

· овладения методологическими знаниями и умениями, позволяющими использовать присущие современной электротехнике и электронике методы научного познания, основанные на компьютерном моделировании и вычислительном эксперименте;

· овладения умениями, позволяющими адаптироваться в быстро изменяющихся условиях технологически развитого информационного общества, гармонично взаимодействовать с электронной информационной средой и быть в информационном обществе социально значимыми;

· владения методами решения задач анализа и построения характеристик электрических и электронных цепей и устройств;

· выбирать средства измерений в соответствии с требуемой точностью и условиями эксплуатации;

· выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы.

· иметь навыки математического моделирования процессов и объектов на базе стандартных пакетов исследований;

· сопрягать аппаратные и программные средства в составе информационных и автоматизированных систем;

В результате освоения дисциплины "Электротехника и электроника" студент должен:

3.1. Знать:

· основные понятия, представления, законы электротехники и электроники и границы их применимости;

· математические модели объектов электротехники и электроники, возникающие в них электромагнитные процессы и результаты их анализа;

· методы анализа электрических, магнитных и электронных цепей;

· принципы функ­ционирования, свойства, области при­ме­нения и потенциальные возможности основных электротехнических устройств (машин и аппаратов), электронных приборов и узлов, элек­троизмери­те­льных приборов.

3. 2. Уметь:

· описывать и объяснять электромагнитные процессы в электрических цепях и устройствах;

· строить их модели, решать несложные задачи;

· читать электрические схемы электротехнических и электронных устройств;

· составлять простые электрические схемы цепей;

· экспериментальным способом и на основе паспортных (каталожных) данных определять параметры и характеристики типовых электротехнических и электронных устройств;

· грамотно выбирать и применять в своей работе электронные приборы и узлы, электротехнические и электронные устройства и аппараты.

3.3. Владеть:

· навыками планирования и практического выполнения действий, составляющих указанные умения в отведенное на выполнение контрольного задания время, самоанализа результатов, в частности, навыков моделирования объектов и элек­тро­магнитных про­цессов с использованием современных вычислительных средств.

4. Структура и содержание дисциплины "Электротехника и электроника"

Лекции

№ п/п Наименование раздела дисциплины (модуля) Содержание раздела по темам (часы лекций) Трудоемкость, часы
1. Электрические и магнитные цепи 1.1. Основные определения и методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока (3 час) (основные определения, элементы и топологические параметры цепей; законы Ома и Кирхгофа; анализ цепей с одним источником энергии; мощность, баланс мощностей; расчёт нелинейных цепей) 1.2. Анализ и расчёт цепей переменного тока (5 час) (способы представления и параметры синусоидальных величин; анализ цепей с резистивными, индуктивными и ёмкостными элементами методом векторных диаграмм; фазовые соотношения между напряжениями и токами; активная, реактивная и полная мощность; коэффициент мощности; основы комплексного метода расчёта цепей; частотные свойства цепи, резонансные явления; понятие четырехполюсника; трехфазные цепи) 1.3. Переходные процессы в электрических це­пях (2 часа) (причины возникновения, правила коммутации, переходные процессы в цепях первого порядка; демонстрация переходных процесов в цепях второго порядка) 1.3. Анализ и расчёт магнитных цепей (2 час) (основные законы и классификация цепей; анализ цепей постоянного магнитного потока с одной магнитодвижущей силой; свойства ферромагнетиков; магнитные цепи с переменными магнитными потоками)  
2. Электромагни­т­ные устройства, трансформа­­то­ры и электри­че­­ские машины 2.1. Электромагнитные аппараты (демонстрация) (0,5 час) (принцип работы; параметры; контакторы, пускатели, выключатели; реле) 2.2. Трансформаторы (3,5 час) (назначение, классификация, принцип работы; однофазный трансформатор: коэффициент трансформации, трансформаторная ЭДС; опыты холостого хода и короткого замыкания; внешние характеристики; трехфазный трансформатор; автотрансформатор; измерительные трансформаторы напряжения и тока) 2.3. Асинхронные двигатели (3 час) (назначение, классификация, принцип работы; ста­тор и роторы; скольжение; частота вращения ротора; электромагнитный вращающий момент; механическая и рабочие характеристики; пусковой реостат и его назначение; регулирование частоты вращения двигателей с короткозамкнутым и фазным роторами). 2.4. Синхронные маши­ны (2 час) (назначение, классификация, принцип работы; элек­­трическая схема замещения синхронной машины; ЭДС трёхфазного генератора; внешняя и регулировочная характеристики генератора; синхронный двигатель, частота вращения ротора; вра­ща­ющий мо­мент и угловая характеристика; синхронный ком­пенсатор реактивной мощности) 2.5. Машины постоянного тока (3 час) (назначение, классификация, принцип работы; индук­тор и якорь; схемы возбуждения и характери­стики генера­торов; двигатели постоянного тока (ДПТ), их враща­ющие мо­менты, механи­ческие и ра­бочие характеристики; принципы регулиро­ва­ния частоты вращении ДПТ)  
3. Основы аналоговой электроники 3.1.Элементная база электронных устройств (3 час) (свойства р-п перехода; полупроводниковые диоды; биполярный транзистор (схемы включения и h -пара­мет­ры); типы полевых транзисторов; тиристор; режимы работы (усилительный, ключевой); интегральные микросхемы) Тема 3.2.Источники втори­чного электропитания (3 час) (схемы полупроводниковых выпрямителей (однофазные и трехфазные); сглаживающие фильтры. коэффициенты пульсации и сглаживания; стабилизаторы напряжения и тока; управляемый вы­пря­митель; внешние характеристики выпрямителей) Тема 3.3.Усилители электрических сигналов (4 час) (классификация усилителей (постоянногшо и переменного тока); структурные схемы; обратные связи в усилителях; параметры и характеристики усилителей; схема на биполярном транзисторе с об­­щим эмиттером; эмиттерный (истоковый) пов­торитель; дифференциальный усилитель; операци­онный усилитель) Тема 3.4.Импульсные устройства (2 час) (структурные схемы импульсных устройств; режимы усиления мощности; транзисторный ключ; формирователи импульсов; ограничители уровня; компараторы; принципы построения автогенераторов; реализация LC- и RC -генераторов; демонстрация схем и выходных сигналов генераторов импульсов прямоугольной, треугольной и пилообразной форм)  
  Основы цифро­вой электроники и оптоэлект­рон­ные приборы Тема 4.1.Логические основы цифровых уст­ройств (3 час) (основные логические операции и таблицы истинности; элементы ИЛИ-НЕ и И-НЕ; реализация сло­жных логических функций; минимизация логических функций; запись логических функций в универсальных базисах; интегральные схемы, базовые матричные кристаллы и ПЛИС) Тема 4.2.Цифровые комбинационные устройства (2 час) (шифратор и дешифратор; мультиплексор и демультиплексор; цифровой компаратор; полусумматор и сумматор; арифметико-логическое устрой­­­ство) Тема 4.3.Цифровые последовательностные устройства (3 час) (обобщённая структурная схема последовательностного устройства; триггеры RS - T -, D - и JK -типа; двоичный счётчик; десятичный счётчик; универсальный регистр; схемы элементов памяти; запоминающие устройства) Тема 4.4.Цифроаналоговые (ЦАП) и аналого-ци­ф­­ро­­вые преобразователи (АЦП) (2 час) (дискретизация по времени, квантование по уровню и кодирование аналогового сигнала; классификация ЦАП и АЦП; резистивные матрицы: R -2 R и с весовыми коэффициентами; разрядность и разрешающая способность ЦАП; схема АЦП последовательного счёта) Тема 4.5.Оптоэлектро­н­­­­­ные приборы и индикаторные устройства (2 час) (светодиод и фотодиод: оптопары: фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, фототиристор; сегмен­­­тный диодный дисплей и линейные шкалы; столбиковый индикатор; логический пробник)  
Итого  

Лабораторный практикум

№ п/п Наименование раздела дисциплины (модуля) Наименование лабораторных работ Трудоемкость (часы)
  Электрические и магнитные цепи 1. Электрические цепи перемен­ного тока 2. Резонансы в колебательных конту­рах 3. Трёхфазные цепи  
  Электромагнитные устройства, трансфо­рма­то­ры и электрические машины 4. Однофазный трансформатор. 5. Асинхронный двигатель 6 Двигатель постоянного тока или. Генератор постоянного тока  
  Основы аналоговой электроники 7. Однофазные выпрямители 8. Преобразование сигналов на опера­ционном усилителе (инвертиру­ющий и неинвертирующий усилители, интегратор, огранчитель уро­вня). 9. Аналоговый компаратор и генератор на операционных усилителях.  
  Основы цифровой элек­троники и оптоэлектронные приборы 10. Преобразователи кодов. 11. Триггеры 12 Цифроаналоговый и аналого-циф­­ро­вой преобразователи.  
Итого  

Практические занятия

№ п/п Наименование раздела дисциплины (модуля) Наименование практических занятий Трудоемкость (часы)
  Электрические и магнитные цепи 1. Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. 2. Анализ однофазных цепей синусоидального тока символическим методом. 3. Анализ трёхфазных цепей при соединении приёмников звездой и треугольником.  
  Электромагнитные устройства, трансфо­рма­то­ры и электрические машины 4. Анализ неразветвленных магнитных цепей (прямая и обратная задача). 5. Определение параметров трансформатора по каталожным данным и построение внешней характеристики. 6. Определение параметров асинхронного двигателя по каталожным данным и построение его механической характеристики.  
  Основы аналоговой электроники 7. Расчёт однофазного полупроводникового выпрямителя по заданным параметрам. 8. Расчёт схем усилителей напряжения на операционных усилителях. 9. Расчёт аналоговых компараторов напряжения.  
  Основы цифровой элек­троники и оптоэлектронные приборы 10. Синтез логических схем на основе базовых элементов или 11. Анализ интегральных преобразователей кодов на электронных моделях. 12. Анализ схем счётчиков и регистров с использованием электронных моделей или 13. Анализ работы АЦП и ЦАП на электрон­ных моделях.  
Итого  


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-11-10 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: