1

Рабочая программа дисциплины

Электроснабжение с основами электротехники

Направление подготовки бакалавров 270800.62 «Строительство»

Профили 270801.62 «Промышленное и гражданское строительство» (СПб),

270809.62 «Экспертиза и управление недвижимостью» (ЭНб), 270815.62 «Автомобильные дороги» (СДб), 270804.62 «Водоснабжение и водоотведение» (ВВб).

Трудоемкость дисциплины 2 ЗЕ Форма обучения ОФО ЗФО Профили ВВб, СДб, СДбз, ВВбт, СПбв СПб, ЭНб СПбз СДбт, СПбт Курс/семестр 2/3 4/8 1/2 ?

Всего, ч 72 72 72 72 Лекции, ч 9 2 - Лабораторные занятия, ч 17 4 - Практические занятия, ч 8 2 - Самостоятельная работа, ч 38 64 9 Контрольная работа, семестр - 8 - Переаттестация - 8 63 Форма промежуточной аттестации, Зач./3 Зач./8 Зач./2 Зач./ семестр Кемерово 1. Цели освоения дисциплины.

Целями освоения дисциплины электроснабжение с основами электротехники являются формирование знаний в области электроснабжения зданий и сооружений, правильное применение этих знаний при построении систем электроснабжения и выборе электрооборудования.

Кроме того, формирование знаний по нормативным документам и требованиям к электрооборудованию и системам электроснабжения.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Электроснабжение с основами электротехники» относится к циклу Б «Профессиональный цикл». Для ее успешного освоения необходимо иметь базовые навыки дисциплины «Физика», а также знания школьного курса физики раздела «Электричество».

Полученные в ходе освоения дисциплины «Электроснабжение с основами электротехники» знания и умения необходимы для приобретения студентами навыков проектирования систем электроснабжения.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины электроснабжение с основами электротехники.

Освоение дисциплины направлено на формирование у выпускника следующих общепрофессиональных компетенций:

ПК-9. Знать нормативную базу в области инженерных изысканий, принципы проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировку и застройку населенных мест;

ПК-10. Владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов;

ПК-11. Способностью проводить предварительное технико-эконимеческое обоснование проектных расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам;

ПК-17. Знанием научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности;

ПК-19. Способностью составлять отчеты по выполняемым работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических разработок;

ПК-20. Знанием правил и технологию монтажа, наладки, испытаний и сдачи в эксплуатацию конструкций, инженерных систем и оборудования строительных объектов, образцов продукции, выпускаемой предприятием ПК-21. Владением методами опытной проверки оборудования и средств технологического обеспечения ПК-22. Владением методами оценки технического состояния и остаточного ресурса строительных объектов, оборудования В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- нормативную базу в области инженерных изысканий, принципы инженерных систем и оборудования;

- научно-техническую информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности;

- правила и технологию монтажа, наладки, испытаний и сдачи в эксплуатацию конст рукций, инженерных систем и оборудования строительных объектов.

Уметь:

- составлять отчеты по выполняемым работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических разработок.

Владеть:

- методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов;

- методами опытной проверки оборудования и средств технологического обеспечения;

- методами оценки технического состояния и остаточного ресурса оборудования.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций Темы, Количество Компетенции разделы часов Общее дисциплины ПК-9 ПК-10 ПК-11 ПК-17 ПК-19 ПК-20 ПК-21 ПК-22 количество компетенций Х Х 17,5 Раздел 1.

Тема 1.1. Тема 1.2.

Х Х Х Х 18,5 Раздел 2.

Тема 2.3. Тема 2.4.

Х Х Х Х 17,5 Раздел 3.

Тема 3.5. Тема 3.6.

Х Х Х Х 18,5 Раздел 4.

Тема 4.7. Тема 4.8.

Тема 4.9.

Итого 4. Структура и содержание дисциплины электроснабжение с основами электротехники являются Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц 72 часов.

4.1. Лекционные занятия 1.1. Электротехника, ее роль и значение в современном обществе, в науке, технике и производстве. Определение электрической цепи постоянного тока, классификация ее элементов. Источники электрической энергии. Способы соединения элементов электрической цепи. Закон Ома.

Законы Кирхгофа. Анализ линейных цепей с помощью законов Кирхгофа.

2.2. Основные понятия. Временная диаграмма синусоидальных токов и напряжений. Угол сдвига фаз. Понятие о векторной диаграмме.

2.3. Элементы цепи синусоидального тока. Однофазная цепь с последовательным и параллельным соединением элементов.

2.4. Аналитический и символический методы расчета цепей переменного тока. Мощности и баланс мощностей в цепи синусоидального тока.

2.5. Резонансные режимы в последовательной и параллельной цепи постоянного тока. Цепи с взаимной индукцией.

3.6. Основные понятия. Элементы трехфазных цепей. Способы соединения фаз генератора и приемника. Анализ четырехпроводной и трехпроводной цепи при соединении симметричной и несимметричной нагрузки по 3.7. Анализ трехфазной цепи, нагрузка которой соединена по схеме «треугольник». Мощности в трехфазных цепях.

4.8. Основные понятия о магнитных цепях переменного тока. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора.

4.9. Уравнения электрического состояния. Схема замещения. Режимы работы трансформатора. Потери и КПД трансформатора.

4.10. Устройство и принцип действия асинхронных двигателей. Вращающееся магнитное поле, созданное симметричной трехфазной системой токов. Уравнения электрического состояния.

4.11. Схема замещения. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Механическая характеристика. Рабочие характеристики асинхронного 4.2. Лабораторные занятия 2. Основные измерительные приборы и измерение сопротивлений методом вольтметра-амперметра 5. Цепь переменного тока с параллельным соединением элементов. Резонанс токов 9- 11- 4.3. Практические занятия семестра 4.4. Самостоятельная работа студента 4.5. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента (Трудоемкость освоения дисциплины – 2 ЗЕ) \Промежуточный Лекции читаются раз в месяц. Одна лекция составляет 0,0555 ЗЕ.

Практические занятия раз в месяц, их трудоемкость составляет 0,0555 ЗЕ. Лабораторные проводятся через неделю, их трудоемкость составляет 0,0555 ЗЕ.

Студент, выполнивший учебную работу трудоемкостью 75% и более от 2 ЗЕ ( 1,5 ЗЕ), получает зачет.

4.6. Самостоятельная работа студентов очной формы обучения 4.6.1. Домашнее задание ДЗ Домашнее задание Дз посвящено самостоятельной работе студентов по подготовке к текущему контролю знаний ТК после 4, 8, 12 и 16 неделей. Текущий контроль проводится в виде устного опроса Кол. Студенты получают от преподавателя вопросы и готовятся к устному опросу Кол по материалу, рассмотренному на лекциях, практических занятиях и указанной литературе.

4.6.2. Подготовка к лабораторным работам и оформление отчетов Лзп Подготовка к лабораторной работе и оформление отчета Лзп производиться для проведения текущего контроля знаний ТК по выполненной лабораторной работе после 4, 8, 12 и 16 неделей. Текущий контроль проводится в виде устной защиты отчета по лабораторной работе От.

Защита лабораторных работ производится по вопросам указанным в методических указаниях к данной лабораторной работе.

4.7. Самостоятельная работа студентов заочной формы обучения 4.7.1. Самостоятельная работа Трудоемкость самостоятельной работы студентов заочной формы обучения составляет 1,684 ЗЕ и заключается в изучении материала, не рассмотренного на лекциях, лабораторных и практических занятиях. Перечень тем для самостоятельного изучения приведен ниже.

Темы лекций:

1. Электротехника, ее роль и значение в современном обществе, в науке, технике и производстве. Определение электрической цепи постоянного тока, классификация ее элементов. Источники электрической энергии. Способы соединения элементов электрической цепи. Закон Ома. Законы Кирхгофа. Анализ линейных цепей с помощью законов Кирхгофа.

2. Основные понятия. Временная диаграмма синусоидальных токов и напряжений.

Угол сдвига фаз. Понятие о векторной диаграмме. Элементы цепи синусоидального тока.

Однофазная цепь с последовательным и параллельным соединением элементов. Аналитический и символический методы расчета цепей переменного тока. Мощности и баланс мощностей в цепи синусоидального тока. Резонансные режимы в последовательной и параллельной цепи постоянного тока. Цепи с взаимной индукцией.

3. Основные понятия. Элементы трехфазных цепей. Способы соединения фаз генератора и приемника. Анализ четырехпроводной и трехпроводной цепи при соединении симметричной и несимметричной нагрузки по схеме «звезда». Анализ трехфазной цепи, нагрузка которой соединена по схеме «треугольник». Мощности в трехфазных цепях.

4.. Основные понятия о магнитных цепях переменного тока. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора. Уравнения электрического состояния. Схема замещения. Режимы работы трансформатора. Потери и КПД трансформатора. Устройство и принцип действия асинхронных двигателей. Вращающееся магнитное поле, созданное симметричной трехфазной системой токов. Уравнения электрического состояния. Схема замещения. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Механическая характеристика. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Пуск.

Темы лабораторных работ:

1. Исследование трехфазных приемников, соединенных по схемам звезда и треугольник 2. Испытания однофазного трансформатора 3. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Темы практических занятий:

1. Расчет цепей постоянного тока 2. Расчет трехфазных цепей.

4.7.2. Контрольная работа Трудоемкость контрольной работы составляет 0,2222 ЗЕ и заключается в решении двух задач, которые способствуют усвоению и закреплению материала, а также дают навык практического применения основных положений курса.

Контрольные задания выполняются в тетради с обязательным указанием дисциплины, фамилии, инициалов, шифра студента и номера специальности. Страницы пронумеровывают.

Перед решением задачи должно быть приведено её условие. Решение задач предварительно выполнить в общем виде с последующей подстановкой числовых значений соответствующих величин. Изложение решения должно сопровождаться аргументацией избранного метода решения и кратким пояснением его хода. Все вычисления должны доводиться до конца с точностью до второго знака. Для каждой величины, получаемой в результате вычислений, необходимо указать её размерность. Все расчеты выполнять в единицах СИ.

Контрольные задания должны иллюстрироваться необходимыми рисунками, схемами или графиками, выполненными с применением чертежного инструмента. Соблюдение всех требований ЕСКД и ГОСТов обязательно. Каждый рисунок должен быть пронумерован и сопровождаться подписью. Рисунки размещают сразу после ссылки на них в тексте.

Сокращения слов и обозначений должны соответствовать принятым в технической литературе. Произвольные сокращения не допускаются.

При решении задач должны быть ссылки на использованную литературу, а также указан номер страницы. Список использованной литературы с точным указанием автора, наименования, года выпуска, издательства и количества страниц приводится в конце работы.

Выполняется тот вариант контрольного задания, который соответствует последней цифре учебного шифра студента.

При не выполнении вышеперечисленных требований контрольные работы на проверку не принимаются, а возвращаются на доработку.

Контрольные работы должны быть сданы на проверку не позднее, чем за две недели до вызова на сессию соответствующего семестра.

Зачет контрольной работы осуществляется только после личного собеседования преподавателя со студентом.

5. Образовательные технологии Лекционные занятия проводятся с использованием мультимедийных презентаций и элементов дискуссии со студентами.

Практические занятия заключаются в изучении учебно-методической литературы, составлении ее конспекта и решения задач. Лабораторные занятия проводятся на стендах, результатом практической работы служит отчет о проделанных измерениях и полученных результатов.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Отчет по лабораторной работе Требования к оформлению и содержанию отчета, а также контрольные вопросы для защиты лабораторных работ представлены в методических указаниях к лабораторным работам.

Содержание отчета От 1. Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.

2. Включение в цепь измерительных приборов.

3. Принцип действия приборов различных измерительных систем.

4. Виды погрешностей при измерениях электрических величин.

5. Зависимость точности измерений от внутренних сопротивлений приборов.

Содержание отчета От 1. Основные законы линейных электрических цепей.

2. Основные свойства цепей с последовательным соединением приемников.

3. Основные свойства цепей с параллельным и смешанным соединением приемников.

4. Баланс мощностей.

5. Расчет электрических цепей методом эквивалентных преобразований.

Содержание отчета От 1. Понятие о синусоидальном токе.

2. Законы Кирхгофа и Ома в символической форме.

3. Комплексные полные сопротивления.

4. Резистивный элемент, конденсатор и катушка в цепи переменного тока.

5. Условия возникновения резонанса напряжения.

Содержание отчета От 1. Уравнения электрического состояния.

2. Комплексные значения полной проводимости.

3. Переход от векторной диаграммы токов к треугольнику проводимостей и мощностей.

4. Влияние параметров параллельной цепи на cos.

5. Условия возникновения резонанса токов и возникающие при этом электрические явления.

Содержание отчета От 1. Определение трехфазной цепи.

2. Классификация электрических сетей по режиму заземления нейтрали.

3. Назначение нейтрального провода.

4. Основные соотношения между фазными и линейными токами, фазными и линейными напряжениями при симметричной и несимметричной нагрузках.

5. Свойства четырехпроводных сетей с глухозаземленной нейтралью с точки зрения электробезопасности.

Содержание отчета От 1. Принцип действия трансформатора.

2. Классификация и устройство трансформатора 3. Опыты холостого хода и короткого замыкания.

4. Система уравнений трансформатора при работе под нагрузкой.

5. Потери мощности в трансформаторе.

Содержание отчета От 1. Возникновение вращающегося магнитного поля.

2. Принцип действия асинхронного двигателя.

3. Достоинства и недостатки асинхронных двигателей.

4. Номинальные характеристики двигателя.

5. Механическая характеристика двигателя.

Примерные индивидуальные домашние задания Контрольная работа по дисциплине «Электротехника и электроника» для студентов заочной формы обучения состоит из трех заданий:

Цель задания - научиться самостоятельно рассчитывать сложные электрические цепи постоянного тока и освоить методы проверки расчетов. В ходе выполнения задания требуется:

- упростить схему и рассчитать токи во всех ветвях цепи методами узлового напряжения, наложения, контурных токов, эквивалентного генератора; - рассчитать баланс мощностей;

- построить потенциальную диаграмму.

Цель задания - приобретение навыков анализа и расчета цепей переменного тока В ходе выполнения задания требуется:

- рассчитать токи во всех ветвях и напряжениях на всех участках и элементах схемы;

- рассчитать баланс мощностей;

- построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Цель задания - приобретение навыков анализа и расчета трехфазных цепей символическим методом.

В ходе выполнения задания требуется:

- рассчитать токи в фазах и линии;

- вычислить значения активной, реактивной и полной мощности;

- построить векторные диаграммы напряжений и токов.

1. Что такое электрическая цепь, схема, ветвь, узел.

2. Постоянный ток. Различные виды соединения сопротивлений. Закон Ома.

3. Расчет цепей постоянного тока с последовательным соединением приемников.

4. Расчет цепей постоянного тока с параллельным соединением приемников.

5. Расчет цепей постоянного тока со смешенным соединением приемников. Формула разброса токов.

6. Первый и второй законы Кирхгофа.

7. Расчет цепи постоянного тока методом непосредственного применения законов Кирхгофа.

8. Расчет цепи постоянного тока методом контурных токов.

9. Расчет цепи постоянного тока методом двух узлов.

10. Преобразование звезды соединения сопротивлений в треугольник и треугольника в звезду.

11. Способы проверки расчета цепей постоянного тока. Потенциальная диаграмма. Баланс мощностей.

12. Основные электрические величины в цепи постоянного тока.

13. Комплексное сопротивление. Закон Ома для цепи переменного тока. Активное, реактивное и полное сопротивления.

14. Символический способ расчета цепи переменного синусоидального тока.

15. Резистивный элемент в цепи переменного тока. Векторная диаграмма.

16. Индуктивный элемент в цепи переменного тока. Векторная диаграмма.

17. Емкостный элемент в цепи переменного тока. Векторная диаграмма.

18. Расчет и анализ цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Векторная диаграмма.

19. Резонанс напряжений. Условия возникновения, способы достижения, векторная диаграмма.

20. Активная, реактивная и полная мощности. Выражение мощности в комплексной форме записи.

21. Общие сведения о трехфазных цепях.

22. Расчет и анализ схемы соединения звезда-звезда с нейтральным проводом при симметричной и несимметричной нагрузках.

22. Расчет и анализ схемы соединения звезда-треугольник при симметричной и несимметричной нагрузках.

23. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора.

24. Опыт холостого хода трансформатора.

25. Опыт короткого замыкания трансформатора.

26. Внешняя характеристика трансформатора.

27. Назначение, устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

28. Вращающее магнитное поле. Скольжение.

29. Механическая характеристика асинхронного двигателя.

30. Достоинства и недостатки асинхронных машин с короткозамкнутым ротором.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины А. Основная литература 1. Рекус Г. Г Общая электротехника и основы промышленной электроники: учебное пособие для вузов / Г. Г. Рекус. – М.: Высш. шк., 2008. – 654 с.

2. Касаткин, А. С. Электротехника / А. С. Касаткин, В. М. Немцов. – М.: Изд. центр «Академия», 2005. – 544 с.

3. Рекус Г. Г Основы электротехники и электроники в задачах с решениями. – М.:

4. Иванов И. И. Электротехника и основы электроники : учебник [Электронный ресурс] / И. И. Иванов, Г. И. Соловьев, В. Я. Фролов. – 7-е изд., перераб. и доп. – СПб. : Лань, 2012. – 736с. - Режим доступа:

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3190.

Б. Дополнительная литература 5. Борисов, Ю. М. Электротехника / Ю. М. Борисов, Д. Н. Липатов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 519 с.

6. Рекус, Г. Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники / Г. Г. Рекус, А. И. Белоусов. – М.: Высш. шк., 2001. – 255 с.

7. Усс Л. В. Общая электротехника с основами электроники / Л. В. Усс, А. С. Красько, Г. С. Климович. – М.: Высш. шк., 1990. – 415 с.

8. Ермуратский П. В., Лычкина Г. П., Минкин Ю. Б. Электротехника и электроника [Электронный ресурс].- М.: ДМК Пресс, 2011. - 417 с.

http://www.biblioclub.ru/book/129904/ 9. Немцов В. М. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]: учебник.- М.:

http://www.biblioclub.ru/book/117664/ В. Методическая литература 10. Линейные электрические цепи и электрические машины и аппараты: метод. указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Электротехника и электроника»

для студентов специальности 280700 «Техносферная безопасность» [Электронный ресурс]/ сост.: Д. К. Родионов; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2011. – 65 с.

11. Электроника: методические указания по выполнению виртуальных лабораторных работ курсу «Электротехника и электроника» для студентов специальности «Горные машины и оборудование», 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы» / сост.: А. М. Носов; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2010. – 49 с.

12. Расчет цепей постоянного и переменного тока: метод. указания к самостоятельной работе [Электронный ресурс]: для студентов специальностей 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», 130401 «Физические процессы горного или нефтегазового производства», 130406 «Шахтное и подземное строительство», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» / Т. М. Черникова, Ю. М. Кайгородов. – Кемерово: ГУ КузГТУ, 2011.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины электроснабжение с основами электротехники Аудитория 1118, принадлежащая кафедре ОЭ, оборудована тремя лабораторными стендами, позволяющими произвести лабораторные работы по цепям постоянного и переменного тока, изучить принцип действия и составляющие части измерительных приборов, трансформаторов и двигателей. Компьютерный класс (а. 1113) оснащен компьютерами, на которых установлена программа MultiSIM, позволяющая произвести виртуальный расчет электрических цепей. Также имеется большое количество двигателей в разрезе, позволяющих использовать их в учебном процессе.