ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Вологодский государственный университет
Кафедра электротехники
ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Рабочая программа, методические указания
и контрольные задания
(для студентов, обучающихся по сокращенным программам)
Факультет - Электроэнергетический
Специальность 220201- Управление и информатика
в технических системах
Вологда
2005 г.
Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования.
Автоматизация и управление
ОПД.Ф.03. 01 Общая электротехника и электроника:
основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электричес- ких и магнитных цепей; теория линейных электрических цепей (цепи пос- тоянного, синусоидального, несинусоидального токов), методы анализа ли- нейных цепей с двухполюсными и многополюсными элементами; трехфаз- ные цепи; переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета; нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного и переменного тока; переходные процессы в нелинейных цепях; аналитические и числен- ные методы анализа нелинейных цепей; цепи с распределенными парамет- рами (установившийся и переходный режимы); цифровые (дискретные) цепи и их характеристики; теория электромагнитного поля, электростатичес-
кое поле; стационарные электрическое и магнитное поля; переменное элект- ромагнитное поле; поверхностный эффект и эффект близости; электромаг-
нитное экранирование; численные методы расчета электромагнитных полей при сложных граничных условиях; современные пакеты прикладных прог- рамм расчета электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ;
схемы замещения, параметры и характеристики полупроводниковых прибо -ров; усилительные каскады переменного и постоянного тока; частотные и переходные характеристики; обратные связи и усилительные устройства; операционные и решающие усилители; активные фильтры; компараторы; аналоговые ключи и коммутаторы; вторичные источники питания; источни -ки эталонного напряжения и тока; цифровой ключ; базовые элементы; свой- ства и сравнительные характеристики современных интегральных систем элементов; методы и средства автоматизации схемотехнического проектиро- вания электронных схем.
Требования к знаниям и умениям по дисциплине.
После изучения дисциплины
студент должен иметь представление:
- о методах количественного и качественного анализа структуры и свойств электрической цепи;
- о физической сущности электромагнитных явлений и процессов в электротехнических устройствах;
- о принципах преобразования и потребления электромагнитной энергии в электрических машинах и аппаратах;
- о теории электромагнитных полей;
- полупроводниковых приборах, источниках питания, усилительных устройствах, схемотехнике.
должен знать:
- основы теории линейных цепей;
- основные методы расчета электрических цепей в установившихся и переходных режимах;
- основные методы расчета нелинейных и магнитных цепей;
- основы электрических измерений;
- основные уравнения теории электромагнитных полей.
должен уметь:
- рассчитать установившийся режим в сложных цепях постоянного и синусоидального тока;
- рассчитать переходные процессы в цепях постоянного и переменного токов;
- рассчитать основные параметры типовых электротехнических устройств;
- проводить измерения основных электрических величин;
- анализировать работу электротехнических и электронных устройств;
- численные методы расчета электромагнитных полей, современные
пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электро-
магнитных полей на ЭВМ.
Рабочая программа
Тема 1. Основные понятия теории электрических цепей.
Электрические цепи постоянного тока.
Эквивалентные параметры цепи. Преобразование по формулам приведения. Расчет цепи с использованием законов Ома и Кирхгофа. Энергетические соотношения в электрических цепях постоянного тока.
Тема 2. Анализ электрических цепей переменного тока.
Способы представления синусоидальных величин. Действующее, амплитудное, мгновенное значения. Понятия о символическом методе. Последовательное, параллельное, смешанное соединение элементов цепи. Векторные диаграммы.
Тема 3. Методы расчета сложных цепей постоянного и переменного
тока. Метод контурных токов. Метод узловых напряжений. Метод уз-
ловых потенциалов. Метод двух узлов. Метод эквивалентного генера-
тора.
Тема 4. Резонансные явления в линейных электрических цепях.
Резонанс токов. Резонанс напряжений. Частотные характеристики.
Анализ резонансных режимов в сложных цепях.
Электрические цепи с индуктивно-связанными элементами. Согласное
и встречное включение. Векторные диаграммы.
Тема 5. Трехфазные цепи.
Характеристики многофазных цепей. Соединение нагрузки звездой и
треугольником при различных режимах работы цепи. Расчет трехфаз-
ных цепей при соединении нагрузки звездой и треугольником. Мощ-
ность многофазной цепи.
Тема 6. Нелинейные электрические цепи.
Характеристики и параметры нелинейных элементов. Методы расчета
цепей с нелинейными элементами. Анализ и расчет магнитных цепей
с постоянными и переменными магнитодвижущими силами.
Тема 8. Электрические измерения и приборы.
Сведения об измерениях. Классификация приборов. Аналоговые регист- рирующие, цифровые электроизмерительные приборы. Измерения в цепях постоянного и переменного токов. Измерение неэлектрических величин.
Тема 9. Переходные процессы. Принужденные и свободные составляю- щие токов и напряжений. Законы коммутации. Начальные условия. Ха-
рактеристические уравнения. Классический метод расчета.
Операторный метод. Преобразование Лапласа. Оригинал и изображе-ние. Формула разложения. Последовательность расчета операторным методом.
Тема 10. Периодические несинусоидальные токи. Изображение несину- соидальных токов и напряжений с помощью рядов Фурье. Графо-анали- тический метод определения гармоник ряда Фурье. Действующее значение несинусоидального тока, активная и полная мощности.
Тема 11. Схемы управления электродвигателями. Расчет эквивалентной мощности и выбор электродвигателя. Нагрузочная диаграмма. Расчет механических характеристик асинхронного электродвигателя.
Тема 12. Электростатическое поле. Общая характеристика задач электростатики и методов их решения. Поле двухпроводной линии. Ме- тод зеркальных изображений. Группы формул Максвелла.
Электрическое поле постоянного тока в проводящей среде.
Закон Ома, законы Кирхгофа, Джоуля -Ленца, уравнение Лапласа. Характеристика задач расчета электрического поля в проводящей среде и методов их решения.
Тема 13. Магнитное поле постоянного тока. Основные величины, харак- теризующие магнитное поле. Интегральная и дифференциальная формы
закона полного тока. Общая характеристика методов расчета и исследо- вания магнитных полей.
Тема 14. Основные уравнения переменного электромагнитного поля.
Переменное электромагнитное поле в однородной и изотропной прово- дящей среде. Поверхностный эффект и эффект близости, электромаг-
нитное экранирование.
Тема 15. Численные методы расчета электромагнитных полей при
сложных граничных условиях; современные пакеты прикладных прог-
рамм расчета электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ.
Тема 16. Параметры и характеристики полупроводниковых приборов;
усилительные каскады переменного и постоянного тока; частотные и
переходные характеристики.
Тема 17. Обратные связи и усилительные устройства; операционные и
решающие усилители; активные фильтры; компараторы; аналоговые
ключи и коммутаторы; вторичные источники питания; источники
эталонного напряжения и тока.
Тема 18. Цифровой ключ; базовые элементы; свойства и сравнительные
характеристики современных интегральных систем элементов; методы и
средства автоматизации схемотехнического проектирования электронных
схем.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
1. Расчет электрической цепи переменного тока
2. Расчет переходных процессов классическим и операторным способом.
Библиографический список
1. Теоретические основы электротехники: Учеб.для вузов: В 3т. / К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин- 4-е изд.,-
СПб.-
Т.1.-2004.-462с.
Т.2.-2004- 575с.
Т.3.- 2004- 376с.
2. Прянишников, В.А. Электротехника и ТОЭ в примерах и задачах: Практ. Пособие/ В.А. Прянишников, Е.А.Петров, Ю.М.Осипов; Под общ. ред. Прянишникова,-СПб.: КОРОНА принт, 2001-334с.
3. Андреев, А.В. Основы электроники: Учебное пособие / А.В.Андреев,
М.И.Горлов Ростов н/Д: Феникс, 2003.-411с.
4.Кучумов, А.И.Электроника и схемотехника: Учебн. пособие /
А.И.Кучумов.-2-е изд.-М.: Гелиос АРВ.2004.-335с.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ №1
