По дисциплине «Электротехника, электроника и схемотехника ЭВМ» для студентов САПР-11 в осеннем семестре 2012/13 у.г.
| Номера учебных недель в 3 семестре | |||||||||||||||||
| Модуль 1 | Модуль 2 | Модуль 3 | |||||||||||||||
| Лекции | Л1 06.09 | Л2 13.09 | Л3 20.09 | Л4 27.09 | Л5 4.10 | Л6 11.10 | Л7 18.10 | Л8 25.10 | Л9 1.11 | Л10 8.11 | Л11 15.11 | Л12 22.11 | Л13 29.11 | Л14 6.12 | Л15 13.12 | Л16 20.12 | |
| Практические | П1 5.09 | П2 19.09 | П3 3.10 | П4 17.10 | П5 31.10 | П6 14.11 | П7 28.11 | П8 <17.12> | |||||||||
| Лабораторные | Лб11 5.09 | Лб12 12.09 | Лб21 19.09 | Лб22 26.09 | Лб31 3.10 | Лб32 10.10 | Лб41 17.10 | Лб42 24.10 | Лб61 14.11 | Лб62 21.11 | Лб71 28.11 | Лб72 5.12 | |||||
| РГР | 1(1) 19.09 | 1(2) 27.09 | 2(1) 11.10 | 2(2) 25.10 | 2(3) 8.11 | 3(1) 22.11 | 3(2) 6.12 | 3(3) 20.12 | 3(4) 24.12 | ||||||||
| Защита Лб | <17.09> | 31.101 | <12.112> | <17.121> | 19.122 | ||||||||||||
| Коллоквиумы | <1.10> | <12.11> | 24.12 | ||||||||||||||
| Самостоятель- | Трудоемкость самостоятельной работы 100 час, в том числе по модулям, час | ||||||||||||||||
| ная работа | |||||||||||||||||
| Балльно-рейтинговая аттестация по модулям, баллы | |||||||||||||||||
| Модуль 1 | Модуль 2 | Модуль 3 | |||||||||||||||
| Атт | Лб | РГР | Кол | Атт | Лб | РГР | Кол | Атт | Лб | РГР | Кол | ||||||
| max | |||||||||||||||||
| min | 3+3+3 | 3+3 | |||||||||||||||
| всего: | 20max (9min) | 40max (18min) | 40max (15min) | ||||||||||||||
| Условия получения зачета | «ЗАЧЕТ-автомат»: получить не менее 51 балла за Атт, Лр и РГР (из 70 возможных)
или
в течение семестра набрать не менее 42 баллов за Атт, Лр и РГР (из 70 возможных) и в день сдачи зачета нужно обязательно решить задачу (15max/9*)min) и ответить на 3 вопроса (15max/0min)
 *) если задача не решена, то проставляется 0 баллов, ответы на вопросы не принимаются и назначается дата повторной сдачи зачета.
|
Примечание: нижний индекс – номер подгруппы;
даты в угловых скобках – дополнительные занятия по понедельникам;
Зачеркнутые Лр – лаб. работа не выполняется, но на занятии проводится защита Лр.
ТЕМЫ И СОСТАВ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ (3 семестр)
РГР-1 Расчет цепи постоянного тока:
Задача № 1 Эквивалентные преобразования. Расчет токов в цепи с одним источником;
Задача № 2 Общие методы расчета цепей постоянного тока.
РГР-2 Расчет цепи с синусоидальными токами:
Задача №1 Расчет неразветвленной цепи синусоидального тока;
Задача №2 Расчет разветвленной цепи синусоидального тока символическим методом;
Задача № 3 Расчет четырехполюсников.
РГР-3 Расчет реакции цепи на произвольное воздействие:
Задача № 1 Расчет переходных процессов в цепи с одним накопителем;
Задача № 2 Расчет переходных процессов в цепи с двумя накопителями при постоянных воздействиях;
Задача № 3 (доп.) Расчет токов и напряжений операторным методом;
Задача № 4 (доп.) Определение переходной и импульсной функций. Расчет реакции на произвольное воздействие.
СИСТЕМА ОЦЕНОК
1. Лабораторная работа (максимальная суммарная оценка 5 баллов):
- Работа выполнена +1 балл
- Работа правильно оформлена +1 балл
- Работа защищена:
= в установленный срок +1 балл
= с ответом на один дополнит. вопрос +1 балл
= с ответом на два дополнит. вопроса +2 балла
2. РГР (максимальная оценка 5 баллов и коэффициент ´1 или ´2):
Сдано в установленный срок +1 балл
Выполнены пункты "минимального" задания 2 балла
Выполнение каждого дополнительного пункта (всего их два) +1 балл
3. Коллоквиум (максимальная оценка 5 баллов с коэффициентом´1, ´2 или ´3):
- Успешная сдача коллоквиума в установленный срок +1 балл
- Правильный и полный ответ на два вопроса 4 балла
- Правильный и полный ответ на один вопрос и неполный второй вопрос
или правильный и неполный ответ на два вопроса 3,5 балла
- Правильный и полный ответ на один из двух вопросов 3 балла
4. Ежемесячная аттестация (максимальная оценка 5 баллов):
Присутствие на всех занятиях 3 балла
Пропуски занятий (более 25% менее 50%) 2 балла
Пропуски занятий (более 50% менее 75%) 1 балл
Пропуски занятий (более 75%) 0 баллов
Выполнение всех заданий учебного графика (независимо от оценки) +2 балла
Частичное выполнение заданий учебного графика (независимо от оценки) +1 балл
ВОПРОСЫ КОЛЛОКВИУМОВ
Коллоквиум 1 /модуль №1
1. Предмет дисциплины "Электротехника и электроника" Основные понятия теории электромагнитного поля и электрических цепей.
2. Классификация цепей, краткая характеристика типов цепей.
3. Источники электрической энергии, модели источника ЭДС и источника тока. Их свойства и характеристики.
4. Приемники электрической энергии, модели элементов цепей: резистора, индуктивной катушки, конденсатора, их свойства и характеристики.
5. Топологические понятия теории электрических цепей: узел, ветвь, контур, главные контуры. Законы Кирхгофа.
6. Основные принципы и теоремы электротехники (на примере цепи постоянного тока).
7. Основные законы электротехники (на примере цепи постоянного тока).
8. Задача анализа и расчета линейных электрических цепей. Общие принципы расчета цепей на примере цепей постоянного тока.
9. Понятие эквивалентности. Основные эквивалентные преобразования участка цепи не содержащего источники энергии.
10. Понятие об эквивалентных преобразованиях участка цепи, содержащего источники и приемники энергии.
11. Использование упрощения структуры цепей методом эквивалентных преобразований для анализа и расчета (мостовые схемы).
12. Методы анализа и расчета электрических цепей с одним источником энергии на примере цепи при постоянном токе.
13. Анализ и расчет электрических цепей с несколькими источниками энергии путем применения законов Кирхгофа на примере цепи при постоянном токе.
14. Анализ и расчет разветвленных электрических цепей с несколькими источниками энергии методом контурных токов на примере цепи при постоянном токе.
15. Анализ и расчет разветвленных электрических цепей с несколькими источниками энергии методом узловых напряжений на примере цепи при постоянном токе.
16. Матричная запись уравнений цепей в обобщенных формах. Понятие о машинных методах расчета цепей.
Коллоквиум 2 /модуль №2
17. Временнάя диаграмма, вектор и комплексное число – способы представления синусоидальных функций. Мгновенное, среднее и действующее значения синусоидального тока и напряжения.
18. Измерения параметров синусоидального тока и напряжения: амплитуды, действующего и среднего значений, фазы.
19. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. Составление дифференциальных уравнений для анализа цепей с последовательным и параллельным соединением элементов (ответ иллюстрировать примером).
20. Понятия активного, реактивного и полного сопротивления ветви.
21. Векторная диаграмма напряжений и треугольник сопротивлений ветви.
22. Фазовые соотношения между током и напряжением участка цепи.
23. Понятия активной, реактивной и полной проводимости ветви.
24. Векторная диаграмма напряжений и треугольник проводимостей ветви.
25. Фазовые соотношения между током и напряжением при параллельном соединении элементов.
26. Энергия и мощность в цепях переменного тока (на примере участка цепи).
27. Активная, реактивная и полная мощности, баланс мощностей электрической цепи.
28. Суть символического метода расчета линейных цепей переменного тока. Комплексные схемы замещения электрических цепей.
29. Параметры активных двухполюсников (эквивалентный генератор).
30. Комплексная мощность и баланс комплексных мощностей в цепях синусоидального тока.
31. Резонансные явления в электрических цепях, условия возникновения, практическое значение резонанса напряжений.
32. Резонансные явления в электрических цепях, условия возникновения, практическое значение резонанса токов.
33. Понятие о трехфазных цепях: трехфазные источники и приемники.
34. Трехфазные цепи, симметричная нагрузка, несимметричная нагрузка.
35. Понятие о линейных четырехполюсниках: математическая модель и её параметры
36. Четырехполюсники: уравнения в А и Н – параметрах. Связь параметров А и Н.
37. Опытное определение параметров четырехполюсников.
38. Взаимные четырехполюсники: Т-образная схема замещения.
39. Взаимные четырехполюсники: П-образная схема замещения.
40. Управляемые источники напряжения и тока.
41. Четырехполюсники: схемы замещения невзаимных четырехполюсников.
Коллоквиум 3 /модуль №3
42. Расчет электрических цепей при периодических несинусоидальных воздействиях. Периодические несинусоидальные воздействия и разложение их в ряд Фурье.
43. Максимальные, средние и действующие значения периодических несинусоидальных напряжений токов.
44. Мощности и баланс мощностей в цепях при периодических несинусоидальных воздействиях.
45. Частотные свойства цепей переменного тока.
46. Анализ простейших частотно-избирательных цепей (на примерах).
47. Амплитудная и фазная частотные характеристики цепей (понятия и определения, примеры).
48. Определение реакции цепи с помощью АЧХ и ФЧХ (на примере R-L-С-цепи).
49. Понятие о переходных процессах в электрических цепях. Причины возникновения переходных процессов.
50. Законы коммутации. Независимые и зависимые начальные условия.
51. Анализ переходных процессов временными методами в разветвленных цепях с одним накопителем при их подключении к источнику постоянного напряжения.
52. Переходные процессы в R-L -цепи. Влияние параметров цепи на длительность переходного процесса.
53. Переходные процессы в R-C -цепи. Влияние параметров цепи на длительность переходного процесса.
54. Переходные процессы в R-L - С -цепи. Апериодический процесс.
55. Переходные процессы в R-L - С -цепи. Колебательный процесс.
56. Метод переменных состояния для расчета переходных процессов в линейных электрических цепях.
57. Операторный метод расчета переходных процессов: суть метода и алгоритм расчета.
58. Операторный метод расчета переходных процессов: операторные схемы замещения и уравнения цепей в операторной форме (на примерах).
59. Операторный метод расчета переходных процессов: способы определения оригиналов токов и напряжений по их изображениям (на примере).
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ (часть 1)
1 Предмет дисциплины "Электротехника и электроника". Основные понятия теории электромагнитного поля и электрических цепей. Классификация цепей.
2 Источники и приемники электрической энергии. Модели элементов цепей: резистора, индуктивной катушки, конденсатора, источника ЭДС и источника тока. Их свойства и характеристики.
3 Идеализированные элементы цепей: резистивный, индуктивный и емкостный. Их свойства и характеристики на постоянном и переменном токах.
4 Идеализированные элементы цепей: источник ЭДС и источник тока. Их свойства и характеристики. Физические аналоги таких элементов при постоянных и переменных токах и напряжениях.
5 Схема цепи. Условные графические обозначения элементов на принципиальных схемах и на схемах замещения по ЕСКД. Топологические понятия теории электрических цепей: узел, ветвь, контур, главные контуры. Законы Кирхгофа.
6 Основные принципы, теоремы и законы электротехники (на примере цепи переменного тока).
7 Задача анализа и расчета линейных электрических цепей. Общие принципы расчета цепей (установившиеся и переходные режимы).
8 Понятие эквивалентности. Основные эквивалентные преобразования участка цепи, содержащего источники и приемники энергии. Использование упрощения структуры цепей методом эквивалентных преобразований для анализа и расчета.
9 Методы анализа и расчета электрических цепей с одним источником энергии на примере цепи при синусоидальном токе.
10 Анализ и расчет электрических цепей с несколькими источниками энергии путем применения законов Кирхгофа на примере цепи при синусоидальном токе.
11 Анализ и расчет разветвленных электрических цепей с несколькими источниками энергии методом контурных токов на примере цепи при синусоидальном токе.
12 Анализ и расчет разветвленных электрических цепей с несколькими источниками энергии методом узловых напряжений на примере цепи при синусоидальном токе.
13 Матричная запись уравнений цепей в обобщенных формах. Машинные методы расчета цепей. Применение ЭВМ для расчета цепей в установившемся режиме.
14 Временнáя диаграмма, вектор и комплексное число – способы представления синусоидальных функций. Мгновенное, среднее и действующее значения синусоидального тока (напряжения). Измерения параметров синусоидального тока и напряжения: амплитуды, действующего и среднего значений, частоты (периода) и начальной фазы.
15 Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. Составление дифференциальных уравнений для анализа цепей с последовательным и параллельным соединением элементов и их решение (ответ иллюстрировать примером).
16 Понятия активного, реактивного и полного сопротивления ветви. Векторная диаграмма напряжений и треугольник сопротивлений ветви. Фазовые соотношения между током и напряжением.
17 Понятия активной, реактивной и полной проводимости ветви. Векторная диаграмма напряжений и треугольник проводимостей ветви. Фазовые соотношения между током и напряжением.
18 Энергия и мощности в цепях переменного тока (на примере участка цепи).
19 Суть символического метода расчета линейных цепей переменного тока. Комплексные схемы замещения электрических цепей. Параметры активных двухполюсников.
20 Комплексная мощность и баланс мощностей в цепях синусоидального тока.
21 Резонансные явления в электрических цепях, условия возникновения, практическое значение резонанса напряжений.
22 Резонансные явления в электрических цепях, условия возникновения, практическое значение резонанса токов.
23 Частотные свойства цепей переменного тока. Амплитудная и фазная частотные характеристики цепей. Определение реакции цепи с помощью АЧХ и ФЧХ.
24 Понятие о линейных четырехполюсниках: математическая модель и её параметры (система Z, А и Н – параметров), схемы замещения.
25 Понятие о трехфазных цепях: трехфазные источники и приемники, симметричная нагрузка, несимметричная нагрузка.
26 Расчет электрических цепей при периодических несинусоидальных воздействиях. Периодические несинусоидальные воздействия и разложение их в ряд Фурье. Особенности расчета коэффициентов ряда Фурье при наличии симметрии в форме сигналов.
27 Максимальные, средние и действующие значения периодических несинусоидальных напряжений токов. Мощности и баланс мощностей в цепях при периодических несинусоидальных воздействиях.
28 Свойства простейших частотно-избирательных цепей при последовательном (параллельном) включении элементов.
29 Электрические схемы и принципы работы простейших сглаживающих и резонансных устройств.
30 Понятие о переходных процессах в электрических цепях. Причины возникновения переходных процессов. Законы коммутации. Энергетические процессы в переходных режимах. Независимые и зависимые начальные условия.
31 Анализ переходных процессов временными методами в разветвленных цепях с одним накопителем при их подключении к источнику постоянного напряжения. Влияние параметров цепи на длительность переходного процесса.
32 Метод переменных состояния для расчета переходных процессов в линейных электрических цепях (на примере цепи с двумя накопителями).
33 Суть операторного метода расчета переходных процессов в линейных электрических цепях.
34 Определение реакции линейной электрической цепи на произвольные воздействия. Понятие о переходной и импульсной функциях цепи.
Лектор Ю.Е.Бабичев
Семестр 4
