[ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Липецкий государственный технический университет»
Факультет автоматизации и информатики
«УТВЕРЖДАЮ»
Зам. директора металлургического института
И.Н. Чмырёв
« » _
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
«Электротехника и электроника»_ (наименование дисциплины (модуля)) Направление подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование» Профили подготовки «Металлургические машины и оборудование»
Квалификация (степень) выпускникабакалавр _ (бакалавр, магистр, специалист) Форма обучения очная (очная, очно-заочная и др.) Липецк – 2011 г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ..................... 2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО............ 3. КОМПЕТЕНЦИИ
СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) / ОЖИДАЕМЫЕ
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО
ЗАВЕРШЕНИЮ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
(МОДУЛЯ)...........................................4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)...... 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ........ ...................
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ..........................................6.1. Текущий контроль и промежуточная аттестация.................... 6.2. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы 6.3. Тема расчетно-графического задания: «Упрощенный расчет системы электро- снабжения строительного объекта..............................
6.4 Тематика практических занятий............................. 6.5 Вопросы к зачету............ .........................
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)................................. 7.1. Сведения о литературе.................................. 7.2. Программное обеспечение и интернет-ресурсы....................8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ).................................1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью изучения учебной дисциплины «Электротехника и электроника» является формирование у студентов знаний законов:- законов электромагнитного поля, теории электрических цепей;
- элементов и устройств электроники;
- приборов и методов электрических измерений.
Задачи изучения дисциплины:
- освоение методов расчета электрических и магнитных цепей;
- усвоение принципов работы электромагнитных устройств, элементов и устройств электроники;
- приобретение навыков по выбору электромагнитных и электронных устройств, применению измерительных приборов.
В процессе изучения дисциплины «Электротехника и электроника» у студентов формируются знания о назначении и и функциональных возможностях электромагнитных и электронных устройств, измерительных приборов в металлургических машинах, познавательный интерес к специальности.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Учебная дисциплина «Электротехника и электроника» входит в раздел «Б.3. Профессиональный цикл» и относится к базовой общепрофессиональной части ФГОС третьего поколения по направлению подготовки ВПО 151000 «Технологические машины и оборудование». Для изучения данной дисциплины необходимы компетенции, сформированные у студентов в результате изучения дисциплин на первом курсе: «Инженерная графика», «Информатика», «Физика», «Химия», «Математика».Разделы учебного курса «Электротехника и электроника» являются необходимыми для изучения следующих общепрофессиональных и профильных дисциплин направления 151000 «Технологические машины и оборудование»: «Электропривод машин», «Безопасность жизнедеятельности».
3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) / ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИЮ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Учебная дисциплина «Электротехника и электроснабжение» необходима для формирования компетенций из государственного образовательного стандарта:умение составлять заявки на оборудование и запасные части, подготавливать техническую документацию на ремонт оборудования (ПК-16);
способность к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки (ПК-17);
способность участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовые методы исследовательской деятельности (ПК-20);
способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-22).
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать:
методы расчета электрических цепей;
принцип работы электромагнитных устройств, элементов электроники;
основы электробезопасности;
уметь:
рассчитывать простые электрические цепи, читать электрические схемы, проводить измерения электрических величин, выбирать и применять электромагнитные и электронные устройства;
владеть:
навыками моделирования объектов, способностью участвовать в работах по расчету и проектированию электротехнических узлов машиностроительных конструкций.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётных единицы, 108 часов. Распределение часов по учебному плану сведено в табл. 1.Дисциплина изучается в течение одного семестра. Студенты выполняют индивидуальное расчётно-графическое задание. Экзамен проводится по билетам.
Содержание разделов дисциплины «Электротехника и электроника» представлено в табл. 3.
Наименование раздела дисципСодержание раздела дисциплины 1. Линейные электрические и 1.1. Основные понятия, определения, величины и закомагнитные цепи ны электромагнитного поля, электрических и магнитных цепей. Параметры электрических цепей. Цепи постоянного тока: схемы замещения, идеальные резисторы, источники ЭДС, метод контурных токов и узловых 1.2 Цепи синусоидального тока. Характеристики синусоидальных величин, мгновенные, действующие и Последовательное и параллельное соединение элементов, активные, реактивные и комплексные сопротивления, проводимости, методы расчета.
схеме «Звезда» и «Треугольник». Симметричная и несимметричная нагрузка фаз. Назначение нейтрального 2. Электромагнитные поля и 2.1 Основные уравнения электромагнитного поля в инустройства тегральной и дифференциальной формах.
2.2 Статические, стационарные электрические и магнитные поля. Электромагнитное экранирование.
среде: поверхностный эффект, эффект близости.Методах расчета электромагнитных полей.Современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электромагнитных полей на 2.4 Устройство, принципы работы аппаратов управления: рубильни-ков, выключателей, магнитных и тиристорных пускателей, электро¬магнитных реле, выбор 2.6 Устройство и принцип работы тиристорных пускателей, полупро-водниковых реле, путевых переключателей и командоаппаратов.
3. Основы электроники и элек- 3.1 Элементная база современных электронных усттроизмерений ройств: полупроводниковые диоды, транзисторы, тиристоры, интегральные микросхемы. Устройство, классификации и характеристики. Источники вторичного 3.6 Виды и методы измерений погрешности, класс точности. Устройство, принцип работы приборов разных
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
С целью формирования у студентов вышеуказанных компетенций в образовательном процессе применяются рекомендуемые ПрООП виды занятий: лекции, практические занятия, индивидуальная работа, самостоятельная внеаудиторная работа.В лекционных поточных занятиях используются иллюстративные материалы (ауд.
К-219).
В практических занятиях используются индивидуальные задания каждому студенту по тематике, соответствующей материалу, рассматриваемому в лекциях.
С целью ознакомления студентов с конструкцией электрооборудования часть практических занятий проводится в лабораториях К-205, К-215. При этом используются натурные и макетные образцы электродвигателей, проводов, кабелей. В лабораториях К-205, К-215 возможно дополнительно применение проекционного оборудования для мультимедийных материалов.
В практических занятиях с отдельной группой часть материала рассматривается с использованием интерактивной доски (ауд. 246).
Оформление расчетно-графического задания и части материалов практических заданий проводится на компьютере с помощью прикладных программ Microsoft Office.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1. Текущий контроль и промежуточная аттестация В процессе изучения дисциплины «Электротехника и электроника» предусмотрены текущий и промежуточный контроль успеваемости. Текущий контроль позволяет определить качество усвоения материала лекций, лабораторных и практических занятий. После изучения каждого раздела – промежуточный контроль усвоения соответствующего материала раздела. Текущий контроль успеваемости проводится при защите лабораторных работ и на практических занятиях.Промежуточная аттестация выставляется на основании итогов текущего и промежуточного контроля в середине семестра.
Семестровый балл формируется по результатам практических занятий, защите лабораторных работ, расчётно-графического задания.
6.2. Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов Рабочей программой учебной дисциплины «Электротехника и электроника» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 37 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает:
чтение рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины;
подготовку к лекционным, лабораторным и практическим занятиям;
выполнение расчетно-графической работы и подготовку к её защите;
подготовку к экзамену.
Тема очередного практического занятия объявляется на предыдущем занятии. В начале каждого занятия преподаватель знакомит студентов с алгоритмом расчета. Затем студенты получают индивидуальные задания и приступают к их выполнению.
Тематика лабораторных работ объявляются студентам на первых лекциях с понедельным графиком их выполнения.
Лабораторные работы проводятся с предварительным допуском, защита лабораторных работ – после изучения материала на лекциях.
6.3. Тема расчетно-графического задания: «Расчет трехфазной электрической цепи с симметричным и несимметричным приемниками электроэнергии»
Задание предусматривает расчет сопротивлений, напряжений, токов, мощностей на каждом элементе и на всей цепи и построение векторных диаграмм.
Каждому студенту выдается индивидуальный вариант расчетного задания (методические указания № 1345). После выполнения задания проводится его защита с оценкой, которая входит в текущую успеваемость.
6.4. Тематика лабораторных занятий Последовательное соединение элементов электрической цепи (2 часа);
параллельное соединение элементов электрической цепи (2 часа);
соединение элементов трехфазной цепи по схеме «Звезда» (3 часа);
исследование электрических аппаратов управления и защиты (3 часа);
исследование схем выпрямления (3 часа);
исследование генератора прямоугольных импульсов (виртуальная лабораторная работа) (4 часа).
6.5. Тематика практических занятий Расчет электрической цепи постоянного тока (2 часа);
расчет электрической цепи синусоидального тока при смешанном соединении элементов (4 часа);
расчет электростатического поля плоского конденсатора (2 часа);
расчет стационарного магнитного поля и индуктивности прямолинейного проводника (2 часа);
расчет электрического и магнитного полей двухпроводниковой линии постоянного тока (2 часа);
расчет однофазного выпрямителя, выбор вентилей (2 часа);
расчет однокаскадного усилителя напряжения (3 часа).
6.6. Вопросы к экзамену 1. Параметры электрических цепей.
2. Идеальные элементы электрических цепей.
3. Схемы замещения электрических цепей.
4. Синусоидальные напряжения, токи, их параметры.
5. Комплексные изображения синусоидальных величин, векторные диаграммы.
6. Идеальный резистор в цепи синусоидального тока.
7. Идеальная индуктивная катушка в цепи синусоидального тока.
8. Идеальный конденсатор в цепи синусоидального тока.
9. Последовательное соединение элементов цепи. Резонанс напряжений.
10. Параллельное соединение элементов цепи. Резонанс токов.
11. Повышение коэффициента мощности.
12. Трехфазная электрическая цепь. Соединение элементов по схеме «Звезда».
Симметричная нагрузка.
13. Трехфазная электрическая цепь. Соединение элементов по схеме «Звезда». Несимметричная нагрузка.
14. Трехфазная электрическая цепь. Соединение элементов по схеме «Треугольник».
15. Основные векторы электромагнитного поля. Параметры среды (материала).
16. Закон полного тока в интегральной и дифференциальной формах.
17. Закон электромагнитной индукции в интегральной и дифференциальной формах.
18. Обобщенная теорема Гаусса, принцип непрерывности магнитного потока в интегральной и дифференциальной формах.
19. Электростатическое поле плоского конденсатора.
20. Магнитное поле и индуктивность цилиндрического проводника.
21. Поверхностный эффект в плоском ферромагнитном листе.
22. Поверхностный эффект в цилиндрическом проводнике.
23. Эффект близости двух ленточных проводников.
24. Устройство и принцип работы основных аппаратов управления.
25. Устройство и принцип работы основных аппаратов защиты.
26. Защитные зануление и заземление.
27. Полупроводниковые диоды и тиристоры.
28. Транзисторы биполярные и полевые.
29. Однопериодные и двухполупериодные схемы выпрямителя.
30. Трехфазная нулевая схема выпрямителя.
31. Однокаскадный усилитель по схеме с общим эмиттером.
32. КМОП-транзисторы.
33. Логические преобразования и элементы. Схемы.
34. Условные обозначения и принцип работы триггеров.
35. Схема и временные диаграммы мультивибраторов.
36. Схема и временные диаграммы счетчика импульсов.
37. Измерение электрических величин.
38. Измерение неэлектрических величин.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
7.1. Сведения о литературе Основная и дополнительная литература, используемая в процессе изучения дисциплины «Электротехника и электроснабжение» представлена в табл. 4.Основная [Текст]: Учебник/ В.В. Кононенко, В.И. Мишкович. Ростов на Дону: Феникс, 2007. – 778с.
Учебник для вузов/ Касаткин А.С., Немцов М.В. – 8 изд. – М.: Высш. Школа, 2005. – 542с.
мотехника [Текст]: Учебник/ Ю.А. Быстров, И.Г.
Мироненко – М.: Высш. школа, 2002. – 384с.
экспериментах и упражнениях в 2 том. [Текст]:/ Д.И. Панфилов – М.: изд. МЭН, 2004. – 334с.
[Текст]: Учебн. Пособие/ А.Н. Шпиганович, А.А.
Красичков. – Липецк: ЛГТУ, 2003. – 159с.
расчётно-графическим работам/ А.Н. Шпиганович, МУ Г.А. Китаев. – Липецк: ЛГТУ. – 2008.
7. Шпиганович, А.Н. Методические указания к ла- Ш бораторным работам по электротехнике (№349).
[Текст]:/ А.Н. Шпиганович, А.А. Красичков, Е.В.
Чуркина. – Липецк: ЛГТУ. – 2010.
раторной работе №9, «Электрические аппараты управления и защиты» [Текст]:/ А.А. Красичков, Е.В. Чуркина. – Липецк: ЛГТУ, 2010.
9.Торопцев, В.П. Методические указания к лабораторным работам по электронике №2951 [Текст]:/ В.П. Торопцев – Липецк: ЛГТУ, 2006. – 26с.
Дополнительная 10. Алиев, И.И. Электротехнические материалы и А изделия [Текст]: Справочник/ И.И. Алиев, С.Г.
Калчанова – М.: Радиософт, 2005.
11. Алиев, И.И. Электротехнический справочник. А [Текст]:/ Н.Н. Алиев, С.Г. Калчанова – М.: Радиософт, 2001.
7.2. Программное обеспечение и интернет-ресурсы Электронный каталог обеспечивает пользователям доступ к ресурсам научнотехнической библиотеки университета и выполняет функции всех видов каталогов. Он имеет широкие поисковые возможности:
многоаспектно отражает фонд библиотеки;
оперативно отражает новые поступления в библиотеку;
одновременно обеспечивает поиск информации по авторам, редакторам, названию, классификационным индексам, ключевым словам;
указывает местонахождение документов в фондах библиотеки.
Обучающиеся могут работать с электронным каталогом в абонементе учебной литературы (ауд. 257), отделе компьютеризации библиотечных процессов (ауд. 259), читальном зале технической и естественно-научной литературы (ауд. 261), абонементе технической и естественно-научной литературы На сайте университета (http://www.stu.lipetsk.ru) регулярно размещается электронный каталог литературы за прошедший месяц, а также информация о поступлении новых изданий. В процессе самостоятельной работы обучающиеся также могут воспользоваться ресурсами, размещенными на сайтах электронных библиотек в сети Интернет.
http://toe.stf.mrsu.ru/demo_versia (Общая электротехника и электроника: электронный учебник, Мордовский государственный университет);
http://window.edu.ru/window/library?p_rid=40470 (Электротехника и электроника:
учебное пособие);
http://kodges.ru (тексты книг по электротехническим дисциплинам, в основном, в формате.pdf для бесплатного скачивания.);
http://electrolibrary.info (электронная электротехническая библиотека).
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Для осуществления самостоятельной работы студентов есть лаборатории, оснащенные оргтехникой (всё – в стандартной комплектации), позволяющие пользоваться сетью Интернет.Имеются следующие аудитории:
лаборатория вычислительной техники и информатики ФАИ (ауд.246), которая содержит 14 ПК АМD K8 Athlon 64 3000/5112/DDR 512 Mb/160 Gb/ Samsung 17’, проектор, плоттер, интерактивную доску;
лаборатория компьютерных сетей (ауд.376). 6 ПК INTEL Сeleron 2400 MHz / DDR 256 Mb / HDD 80 Gb, Samsung 17’.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 151000 «Технологические машины и оборудование» по профилю подготовки «Металлургические машины и оборудование.
Автор: доцент кафедры электрооборудования Красичков А.А. Программа одобрена на заседании кафедры электрооборудования.
от «14» 03 2011 года, протокол № _.
Заведующий кафедрой электрооборудования, доктор технических наук, профессор
«