Лист согласования рабочей программы дисциплины
Рабочая программа разработана на основании.
1 ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров 110800 «Агроинженерия», утвержденного 09 ноября 2009 г, регистрационный номер 552.
2 Примерной программой учебной дисциплины «Общая электротехника и
электроника», утвержденной Минобразованием России 27 февраля 2001г.
3 Рабочего учебного плана, утвержденного ученым советом университета,
протокол от 22 апреля 2013 г. № 4 Разработчики.
Ведущий преподаватель:
Шевченко А.А., к.т.н., доцент _ _ подпись дата Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Электротехники, теплотехники и ВИЭ, протокол от 18.06.2012 г. № 11 Заведующий кафедрой Григораш О.В., дтн, профессор _ _ подпись дата Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета механизации КубГАУ, протокол от 28 июня № Председатель методической комиссии Титученко А.А., доцент _ _ подпись дата Протокол согласования рабочей программы со смежными дисциплинами Фамилия И.О., подпись Наименование смежной Наименование кафедры заведующего кафедрой, дисциплины дата согласования проф. Курзин Н.Н.
1. Прикладная физика Физика проф. Фролов В.Ю.
Механизации животноБезопасность жизневодства и безопасности деятельности жизнедеятельности проф. Оськин С.В.
3. Электропривод и ЭМ и ЭП электрооборудование 1 Цели и задачи дисциплины Целью освоения дисциплины «Электротехника и электроника» является теоретическая и практическая подготовка студентов в области электротехники и электроники, которая необходима им для практической деятельности как будущим специалистам в области механизации сельского хозяйства.
Данная цель соответствует заявленной основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 110800-«Агроинженерия».
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать - основные законы электротехники для электрических и магнитных цепей;
- методы измерения электрических и магнитных величин, принципы работы основных электрических машин и аппаратов их рабочие и пусковые характеристики;
- параметры современных полупроводниковых устройств: усилителей, генераторов, вторичных источников питания, цифровых преобразователей.
уметь - читать электрические и электронные схемы, грамотно применять в своей работе электротехнические и электронные устройства и приборы, первичные преобразователи и исполнительные механизмы.
- определять простейшие неисправности, составлять спецификации.
владеть - спецификой работы современных микропроцессорных управляющих систем.
Виды и задачи профессиональной деятельности по дисциплине:
производственно-технологическая деятельность - техническая обслуживание, ремонт средств автоматики, контрольноизмерительных приборов, микропроцессорных средств;
научно-исследовательская деятельность - участие в разработке новых машинных технологий и технических средств;
проектная деятельность - участие в проектировании систем электрификации и автоматизации технологических процессов.
Данная дисциплина является вариативной частью профессионального учебного цикла Б.3 ООП.
Для успешного освоения дисциплины необходимы знания по следующим дисциплинам ОПП: математика; физика; информационные технологии.
Знания, умения и приобретенные компетенции будут использованы при изучении следующих дисциплин ОПП: прикладная физика; безопасность жизнедеятельности; электропривод и электрооборудование.
2 Требования к формируемым компетенциям Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
а) общекультурные (ОК):
- владением культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей е достижения (ОК-1);
-готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3) б) профессиональные (ПК):
- способностью к использованию основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования; способностью проводить и оценивать результаты измерений;
- способностью обеспечивать выполнение правил техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности и норм охраны труда и природы;
- готовностью к использованию технических средств автоматики и систем автоматизации технологических процессов.
3 Содержание дисциплины 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий Таблица № темы лекции Электрические цепи постоянного тока.
Введение. Электрическая энергия, ее особенности и область применения. Основные определения, методы расчета электрических цепей постоянного тока. Закон Ома. Расчет тока, напряжения, мощности, сопротивления и КПД. Баланс мощностей. Законы Кирхгофа.
Электрические цепи переменного тока.
Частота, период, действующие, средние мгновенные значения тока и напряжения. Сдвиг фаз. Коэффициент мощности. Расчет линейных цепей переменного тока. Расчет электрических цепей с нелинейными элементами. Полное сопротивление цепи переменного тока. Активная, реактивная и полная мощности. Потери электроэнергии.
Трехфазные цепи переменного тока.
Понятия о трехфазных цепях. Способы изображения и соединения фаз трехфазного источника питания и приемников электроэнергии.
Назначение нейтрального провода. Симметричный и несимметричные режимы трехфазной цепи. Активная, реактивная и полная мощности трехфазной цепи. Вращающееся магнитное поле. Методы расчета цепей переменного тока.
Основные определения и понятия электромагнитных цепей. Магнитная индукция, магнитный поток, магнитодвижущая сила, электромагнитная сила. Правило буравчика, правило левой руки. Взаимная индукция. Самоиндукция. Расчет магнитных цепей.
Назначение и область применения. Устройство и принцип действия.
Основные параметры и характеристики. Автотрансформаторы и сварочные трансформаторы.
Электрические машины постоянного тока. Назначение, устройство и принцип действия. Способы возбуждения. Механические характеристики машин постоянного тока.
Асинхронные машины. Особенности конструкций асинхронных машин с короткозамкнутым и фазным ротором. Принцип действия асинхронных машин. Механические характеристики асинхронных машин. Схемы включения асинхронного двигателя в электрическую № темы лекции Синхронные машины. Назначение синхронных машин. Особенности конструкции синхронной машины. Генераторный режим работы синхронной машины переменного тока.
Основные характеристики машин переменного тока. Схемы подключения трехфазных асинхронных двигателей к однофазному источнику питания.
Основы электроники. Элементарная база современных электронных устройств. Назначение, принцип действия, параметры и основные характеристики полупроводниковых приборов: диодов, стабилитронов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов. Оптоэлектронные Источники вторичного электропитания. Структурная схема источников вторичного питания. Основные схемы и принцип действия однофазных и трехфазных выпрямителей. Расчет электрических параметров выпрямителей и их выходных фильтров. Основные схемы и принцип работы инверторов, конверторов и преобразователей частот.
Электронные устройства. Импульсные устройства. Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства.
Электрические измерения и электроизмерительные приборы.
Электрические измерения и электроизмерительные приборы. Основные понятия и определения. Абсолютная и относительная погрешности измерений. Класс точности измерительных приборов. Системы электроизмерительных приборов их устройство и принцип действия.
Измерение токов, напряжений, сопротивлений, мощности и расхода электрической энергии. Измерительные трансформаторы, шунты и делители напряжения.
Выключатели и плавкие предохранители. Неавтоматические выключатели: рубильники и пакетные выключатели. Назначение, устройство и принцип работы автоматических выключателей (АВ) и плавких предохранителей (ПП). Защитная характеристика АВ и ПП. Выбор АВ и ПП для защиты электрических цепей.
Бесконтактные и комбинированные выключатели.
Общая характеристика бесконтактных аппаратов. Основные схемы и принцип работы бесконтактных выключателей цепей переменного тока. Достоинства и недостатки контактных и бесконтактных выключателей. Основные схемы и принцип работы комбинированных выключателей.
№ темы лекции Электроснабжение.
Состав и назначение элементов энергетической системы. Электрические станции. Электрические сети. Воздушные и кабельные линии электропередачи. Подстанции и распределительные устройства. Расчет потерь мощности при передаче электроэнергии. Расчет сечения проводов питающих линий. Качество и экономия электроэнергии.
Электротехнология. Электросварочные устройства. Электрооборудование вибрационной техники. Электронагревательные приборы.
Основы светотехники.
Понятие светового потока и освещенности. Выбор освещенности. Источники света: лампы накаливания и люминесцентные лампы. Выбор типа ламп и осветительных установок. Основные методы расчета освещения. Компоновка осветительной сети. Расчетные электрические нагрузки осветительных установок. Выбор сечения проводников Расчет осветительных сетей. Расчет осветительной сети по потерям напряжения. Выбор сечения проводников по условиям срабатывания защиты. Выбор сечения нулевого провода. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.
Электробезопасность.
Основные положения электробезопасности. Действие тока на организм человека. Оказание первой помощи пострадавшему от электрического тока. Защита заземлением и занулением. Расчет заземлителей. Устройство защитного отключения. Защита от атмосферного электричества. Расчет стержневых молниеотводов. Технические и организационные мероприятия обеспечивающие безопасность работ.
3.2 Практические (семинарские) занятия Таблица № темы лекции Расчет неразветвленной и разветвленной цепи переменного тока.
Компенсация реактивной мощности.
Трехфазные цепи. Основные понятия, определения и расчетные Расчет приводного асинхронного двигателя. Расчет механической характеристики. Выбор аппаратов защиты.
Синхронные машины. Машины постоянного тока.
Однофазные и трехфазные выпрямители. Управляемые и неуправляемые выпрямители. Выбор вентилей и расчет параметров трансформатора и фильтра.
Измерение параметров электрической цепи. Расчет абсолютной и относительной погрешности приборов.
Электроснабжение. Выбор мощности трансформаторных подстанций.
Расчет сечения проводов питающих линий. Качество электроэнергии.
3.3 Лабораторные занятия Таблица № темы лекции №1. Исследование неразветвленной цепи постоянного тока.
№2. Исследование разветвленной цепи переменного тока.
№3. Исследование трехфазной цепи при соединении на грузки по №4. Исследование трехфазной цепи при соединении нагрузки по схеме «треугольник».
№5. Исследование однофазного индукционного счетчика.
№6. Исследование однофазного трансформатора.
№7. Измерение мощности трехфазных приемников.
3, № 8. Исследование асинхронного двигателя (АД).
№ 9 Резонансные явления в цепях переменного тока.
3.4 Программа самостоятельной работы студентов № темы лекции 4, 9, 13, Самостоятельное изучение отдельны Предъявление конспекта, 14, 15, 5, 7, 2, 3,6-8, 10-12, Подготовка к практическим занятиям 15- Выполнение расчетно-графической Выполнение расчетно-графической Выполнение расчетно-графической № темы лекции Темы расчетно-графических работ Расчет разветвленной цепи синусоидального тока Расчет механической характеристики асинхронного короткозамкнутого двигателя Перечень литературы, рекомендуемой для самостоятельной работы:
1. Электротехника и электроника. Учебник для студентов неэлектрических специальностей. – / Григораш О.В.Султанов Г.А. Нормов Д.А.. // -Краснодар, КубГАУ, 2005.
2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. – М.: Высшая школа, 2002.
3. Григораш О.В., Шевченко А.А., Шхалахов Р.С. Электротехника и электроника. Конспект лекций. – Краснодар, КубГАУ, 2009 г. С. 212.
4. Григораш О.В., Шевченко А.А., Хамула А.А., Квитко А.В. Электротехника и электроника. Практикум. – Краснодар, КубГАУ, 2009 г. С. 316.
5. Курзин Н.Н., Григораш О.В. Электротехника и электроника. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Краснодар, КубГАУ, 2003.
С. 174.
6. Шевченко А.А., Квитко А.В., Усков А.Е. Исследование неразветвленной цепи переменного тока Метод. пособие - КубГАУ. – Краснодар, 2009. – 8 с.
7. Шевченко А.А., Квитко А.В., Усков А.Е. Исследование разветвленной цепи переменного тока Метод. пособие - КубГАУ. – Краснодар, 2009. – 8 с.
8. Шевченко А.А., Квитко А.В., Усков А.Е. Исследование цепи трехфазного тока при соединении нагрузки по схеме «Звезда» Метод. пособие - КубГАУ. – Краснодар, 2009. – 8 с.
9. Шевченко А.А., Квитко А.В., Усков А.Е. Исследование цепи трехфазного тока при соединении нагрузки по схеме «Треугольник» Метод. пособие КубГАУ. – Краснодар, 2009. – 8 с.
10. Шевченко А.А., Квитко А.В., Усков А.Е. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Общая электротехника и электроника» Метод.
указания - КубГАУ. – Краснодар, 2009. – 52 с.
11. Шевченко А.А., Квитко А.В. Методические указания по изучению дисциплины «Общая электротехника и электроника» и задания для расчетнографической работы Метод. указания - КубГАУ. – Краснодар, 2009. – 36 с.
3.5 Примерные темы курсовых проектов (работ) (Курсовой проект (работа) не предусмотрен учебным рабочим планом) 3.6 Фонд оценочных средств Тестовые задания по дисциплине (450 заданий) разработаны в соответствии с содержанием дисциплины и представлены как приложение к Учебнометодическому комплексу на электронном носителе.
3.7 Вопросы к зачету Раздел 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ 1. Состав и назначение элементов электрической системы.
2. Источники и приемники электроэнергии, электрические станции.
3. Воздушные и кабельные линии электропередачи, подстанции и распределительные устройства.
4. Расчет потерь мощности при передаче электроэнергии.
5. Расчет электрических нагрузок.
6. Качество и экономия электроэнергии.
7. Электрическая энергия, ее особенности и области применения.
8. Электрическое поле и электрические цепи.
9. Законы Ома и Кирхгофа.
10. Расчет мощности и сопротивления электрической цепи.
11. Баланс мощностей в электрической цепи.
12. Расчет электрической цепи постоянного тока методом эквивалентного преобразования схем.
13. Расчет электрической цепи постоянного тока методом узловых потенциалов.
14. Расчет электрической цепи постоянного тока методом контурных токов.
15. Частота, период, действующие, средние и мгновенные значения тока и напряжения цепи переменного тока.
16. Сдвиг фаз в цепи переменного тока и коэффициент мощности.
17. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока с активными, индуктивными и емкостными сопротивлениями.
18. Полное сопротивление цепи переменного тока. Потери в цепи.
19. Активная, реактивная и полная мощности однофазной цепи.
20. Законы коммутации и резонансные явления в электрических цепях.
21. Способы изображения и соединения фаз трехфазного источника питания и приемников электроэнергии. Назначение нейтрального провода.
22. Симметричный и несимметричные режимы трехфазной цепи.
23. Активная, реактивная и полная мощности трехфазной цепи.
24. Вращающееся магнитное поле.
25. Магнитное поле и его свойства.
26. Явления электромагнитной индукции, самоиндукции и взаимной индукции.
27. Напряженность магнитного поля, магнитный поток и намагничивающая сила.
28. Магнитная цепь. Законы Ома и Кирхгофа для магнитной цепи.
29. ЭДС проводника в магнитном поле. Сила тяги электромагнита.
30. Расчет электрических параметров цепей постоянного тока и аккумуляторных батарей.
Раздел 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
МАШИНЫ
1. Устройство электромагнитных механизмов постоянного тока.2. Особенности работы электромагнитных механизмов переменного тока.
3. Назначение и устройство реверсивных и нереверсивных магнитных пускателей.
4. Классификация, конструкция и основные характеристики электромеханических реле.
5. Устройство и принцип работы электромагнитных реле тока, напряжения и промежуточных реле.
6. Индукционные механизмы, устройство и принцип работы счетчика электроэнергии.
7. Устройство и принцип работы электромеханических реле времени.
8. Классификация и основные характеристики датчиков.
9. Устройство, принцип работы и схемы включения резистивных датчиков.
10. Устройство и принцип работы индуктивных и емкостных датчиков.
11. Устройство и принцип работы датчиков частоты вращения.
12. Назначение, устройство неавтоматических выключателей: рубильников и пакетных выключателей.
13. Назначение, устройство и принцип работы автоматических выключателей.
14. Назначение, устройство и принцип работы плавких предохранителей.
15. Выбор автоматических включателей и плавких предохранителей для защиты электрических цепей.
16. Расчет плавкой вставки предохранителей.
17. Назначение, устройство и области применения трансформаторов.
18. Особенности конструкции и принципов действия однофазных и трехфазных трансформаторов.
19. Расчет параметров трансформаторов.
20. Назначение устройство и принцип работы автотрансформаторов и сварочных трансформаторов.
21. Назначение, устройство, принцип действия и основные характеристики машин постоянного тока.
22. Двигательный и генераторный режимы работы электрических машин. Режим электромагнитного тормоза.
23. Способы возбуждения машин постоянного тока.
24. Пуск электрических двигателей и способы регулирования скорости.
25. Устройство и принцип действия синхронных и асинхронных машин.
26. Скольжение, механические и рабочие характеристики машин переменного тока.
27. Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором.
28. Схемы подключения трехфазных асинхронных двигателей к однофазному источнику питания.
29. Расчет мощности электропривода постоянного и переменного тока.
30. Работа синхронных машин в режиме синхронного компенсатора.
Разделы 3 и 4. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
1. Электроника, ее роль в развитии науки, техники, в производстве и управлении.2. Назначение, принцип действия, параметры и вольт-амперные характеристики диодов и стабилитронов.
3. Назначение, принцип действия, параметры и вольт-амперная характеристика тиристоров.
4. Назначение, принцип действия, параметры и вольт-амперные характеристики биполярных и полевых транзисторов.
5. Особенности работы оптоэлектронных приборов.
6. Основные схемы и принцип работы однофазных выпрямителей.
7. Основные схемы и принцип работы трехфазных выпрямителей.
8. Устройство и принцип работы стабилизаторов напряжения и тока.
9. Назначение и принцип работы инверторов.
10. Назначение и принцип работы конверторов.
11. Назначение и принцип работы преобразователей частоты.
12. Основы цифровой электроники, алгебра логики и логические устройства.
13. Основные типы логических микросхем. Микропроцессорные средства.
14. Основные схемы и принцип работы импульсных устройств и автогенераторов на операционных усилителях.
15. Назначение компараторов, триггеров, мультивибраторов, счетчиков, распределителей и усилителей импульсов.
16. Абсолютная и относительная погрешности измерений.
17. Класс точности измерительных приборов.
18. Системы электроизмерительных приборов их устройство и принцип действия.
19. Измерение токов, напряжений, сопротивлений, мощности и расхода электрической энергии.
«