Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«Утверждаю»

Проректор по УМР ОмГТУ

Л.О. Штриплинг

«»_ 20_ год

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ» (МЕН. С.2.01.13) для направления подготовки специалистов 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов»

Омск, 2013 г.

Разработана в соответствии с ФГОС ВПО, ООП по направлению подготовки специалитета 140107.65 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов».

Программу составил: к.т.н., доцент А.О. Чугулев Обсуждена на заседании кафедры ТиОЭ от «»_ 20_ г. № _ Зав. кафедрой Т и ОЭ К.И. Никитин «_» 2013г.

Руководитель ООП _ В.Н. Горюнов «_» 2013г.

Ответственный за методическое обеспечение ООП _ Д.Г. Сафонов «_» 2013г.

Цели и задачи дисциплины 1.

Основная цель дисциплины состоит в том, чтобы вооружить будущего специалиста знаниями основных принципов и методов расчета электротехнических устройств, базирующихся на основе теории линейных и нелинейных электрических цепей, постоянного и переменного электромагнитных полей.

В результате освоения дисциплины «Теоретические основы электротехники» должны быть сформированы следующие компетенции:

- способностью выявлять сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их анализа и выработки решения (ПК-1);

- способностью применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2) Основные задачи дисциплины:

- Вооружить будущего специалиста глубоким пониманием электромагнитных процессов, знаниями основных принципов и методов расчета электротехнических устройств.

- Научить правильно эксплуатировать и проектировать электрооборудование.

Место дисциплины в структуре ООП 2.

Дисциплина «Теоретические основы электротехники» входит в базовую часть «Математического и естественнонаучного цикла» подготовки специалистов и является основой для дисциплин цикла ОПД и СД.

Студент, начинающий изучение дисциплины «Теоретические основы электротехники», должен знать физику в пределах программы вуза, знать разделы интегрального и дифференциального исчислений высшей математики.

Дисциплины, изучаемые одновременно: «Электротехническое и конструкционное материаловедение», «Общая энергетика», «Промышленная электроника», «Энергоснабжение».

Последующие дисциплины: «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Надежность электроснабжения», «Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах», «Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах».

3. Требования к результатам освоения дисциплины В результате освоения дисциплины «Теоретические основы электротехники» студент должен демонстрировать освоение указанными компетенциями по дискрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

- Знать:

З.1. Основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей, условные графические и буквенные обозначения элементов и устройств;

З.2. Теорию линейных электрических цепей;

З.3. Методы анализа линейных цепей с двухполюсными и многополюсными элементами, трехфазные цепи;

З.4. Теорию переходных процессов в линейных цепях и методы их расчета;

З.5. Теорию нелинейных электрических и магнитных цепей постоянного и переменного тока;

З.6.Теорию переходных процессов в нелинейных цепях;

З.7. Теории цепей с распределенными параметрами, цифровых цепей.

З.8. Теорию электромагнитного поля (электростатическое поле, стационарное электрическое и магнитное поля, переменное электромагнитное поле, поверхностный эффект и эффект близости, электромагнитное экранирование).

3.9. Методы расчета постоянного и переменного электромагнитных полей.

- Уметь:

У.1. Применять основные методы анализа и расчета установившихся процессов в линейных и нелинейных цепях с сосредоточенными параметрами;

У.2. Использовать аналитические и численные методы для анализа нелинейных цепей;

У.3. Применять численные методы расчета электромагнитных полей при сложных граничных условиях;

У.4. Использовать при расчетах современные пакеты прикладных программ расчета электрических и электромагнитных полей на ЭВМ.

У.5. Истолковывать смысл основных электротехнических величин и понятий У.6. Указать, какие законы описывают данное явление или процесс;

У.7. Работать с приборами и оборудованием в современной лаборатории электротехники.

У.8. Выполнять расчеты и анализ установившихся и переходных процессов в линейных и нелинейных электрических цепях.

- Владеть:

В.1. Навыками работы с современными измерительными устройствами;

В.2. Навыками обработки и интерпретации результатов эксперимента;

В.2. Основными методами расчета установившихся и переходных процессов в линейных и нелинейных электрических и магнитных цепях;

В.4. Современными прикладными программами моделирования электрических цепей и электромагнитного поля;

В.5. Навыками использования основных законов электротехники для анализа работы электротехнических устройств.

3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах Очная форма обучения 5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий 5.1. Содержание дисциплины по модулям 1. Физические основы электротехники 2. Уравнения электромагнитного поля 3. Законы электрических цепей 4. Цепи синусоидального тока 5. Трехфазные цепи 6. Расчет цепей при периодических несинусоидальных воздействиях 7. Многополюсники 8. Переходные процессы в линейных цепях 9. Нелинейные электрические и магнитные цепи 10. Цепи с распределенными параметрами 11. Теория электромагнитного поля; электростатическое поле 12.Стационарное электрическое поле 13. Магнитное поле 14. Аналитические и численные методы расчета электрических и магнитных полей 15. Переменное электромагнитное поле 16. Поверхностный эффект и эффект близости 17. Электромагнитное экранирование Модуль 1 и 2. Физические основы электротехники. Уравнения Физические основы электротехники. Дифференциальные и интегральные Л характеристики электромагнитного поля. Уравнения и законы электромагнитного поля в интегральной форме.

Законы электрических цепей. Элементы электрических цепей и их модели. Л Электрическая цепь. Положительные направления тока и напряжения.

Мгновенная мощность и энергия. Связь между токами и напряжениями в R, L, C. Закон электромагнитной индукции. Источники ЭДС и тока. Линейные и нелинейные цепи. Законы Ома и Кирхгофа.

Цепи синусоидального тока. Характеристики синусоидального тока Л,С (напряжения). Угол сдвига фаз. Действующее и среднее значение. Цепь с последовательным соединением R, L, C. Активные, реактивные и полные сопротивления. Активная мощность. Цепь с параллельным соединением R, L, C. Активные, реактивные и полные проводимости. Символический метод расчета цепей синусоидального тока. Комплексные сопротивления и проводимости. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Векторные диаграммы. Баланс мощностей.

Методы расчета разветвленных электрических цепей. Метод Л преобразования. Метод законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Метод наложения. Метод эквивалентного генератора.

Цепи со взаимной индуктивностью. Согласное и встречное включение. Л Последовательное соединение магнитосвязанных катушек. Воздушный трансформатор. Основные уравнения, схема замещения. Векторная диаграмма.

Двухполюсники. Частотные характеристики.

Резонанс. Резонанс напряжений. Условие возникновения. Добротность и Л затухание резонансного контура. Векторная диаграмма. Резонанс токов.

Условие возникновения. Векторная диаграмма. Добротность и затухание резонансного контура.

Трехфазная симметричная система ЭДС. Принцип работы синхронного Л генератора. Симметричный режим работы трехфазной цепи “Звезда звезда”. Симметричный режим работы трехфазной цепи “Звезда – треугольник”. Векторные диаграммы. Назначение нулевого провода.

Расчет симметричных трехфазных цепей. Расчет несимметричных Л трехфазных цепей. Мощность трехфазной цепи.

Способы получения кругового вращающегося магнитного поля. Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя.

Метод симметричных составляющих. Продольная и поперечная Л,С несимметрия в трехфазных цепях.

Разложение трехфазных несимметричных напряжений на прямую, обратную и нулевую последовательности. Сопротивления линии передачи, трехфазного трансформатора и трехфазной электрической машины токам прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Расчет цепей при периодических несинусоидальных воздействиях. Л Первая и вторая формы записи ряда Фурье.

Определение коэффициентов ряда Фурье. Приближенное определение Л,С коэффициентов ряда Фурье для функций, заданных графически. Виды симметрии периодических несинусоидальных кривых напряжения и тока.

Характеристики несинусоидальных величин. Действующее и среднее Л значения несинусоидальной функции. Активная, реактивная и полная мощности в цепях несинусоидального тока. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидального тока.

Высшие гармоники. Эффекты сглаживания и искажения кривых Л,С напряжения и тока. Резонансные явления на высших гармониках. Высшие гармоники в трехфазных цепях.

Четырехполюсники. Различные виды уравнений четырехполюсника.

Системы параметров и их взаимосвязь. Определение коэффициентов четырехполюсников. Схемы замещения (Т- и П- образные).

Вторичные параметры четырехполюсников. Характеристическое Л сопротивление и коэффициент распространения четырехполюсника.

Согласованный режим работы. Единицы измерения затухания.

Виды соединений четырехполюсников. Цепные схемы. Фильтры Л,С Модуль 8. Переходные процессы в линейных цепях Понятие о переходных процессах в линейных электрических цепях с Л,С сосредоточенными параметрами. Законы коммутации. Начальные условия и их определение.

Классический метод расчета переходных процессов. Примерный порядок Л,С расчета. Особенности расчета переходных процессов в цепях, описываемых дифференциальными уравнениями выше первого порядка.

Расчет переходных процессов в цепях R, L; R,C при ступенчатом и Л,С синусоидальном воздействиях. Переходные процессы в цепи R, L, C при ступенчатом воздействии. Режимы переходных процессов, их анализ.

Основные соотношения операторного метода расчета. Изображения С функций времени и математических операций. Уравнения цепей в операторной форме. Теорема разложения. Частные случаи теоремы разложения.

Примеры расчета переходных процессов операторным методом.

Обобщенные законы коммутации и расчет переходных процессов в цепях Л,С с некорректными начальными условиями.

Модуль 9. Нелинейные электрические и магнитные цепи Понятие о нелинейных цепях и их элементах. Классификация нелинейных Л,С элементов, их характеристики, параметры.

Расчет нелинейной цепи при последовательном, параллельном и Л смешанном соединениях нелинейных элементов.

Расчет магнитных цепей при постоянных потоках. Основные понятия и Л соотношения для магнитных цепей. Аналогия уравнений электрических и магнитных цепей.

Прямая и обратная задачи расчета магнитной цепи. Сила тяги электромагнита постоянного тока.

Особенности расчета нелинейных цепей переменного тока. Катушка с С ферромагнитным сердечником. Уравнения, схема замещения, векторная диаграмма.

Трансформатор с ферромагнитным сердечником. Уравнения, схема С замещения, векторная диаграмма.

Модуль 10. Цепи с распределенными параметрами Цепи с распределенными параметрами. Дифференциальные уравнения Л длинной линии. Их решение для случая установившегося синусоидального Бегущие волны. Отражение волн. Линия без искажений.

Линия без потерь. Режимы х.х. и к.з. в линии без потерь.

Падающие, отраженные и преломленные волны.

Расчет переходных процессов в длинной линии с помощью схемы С замещения с сосредоточенными параметрами. Расчет переходных процессов с помощью коэффициента отражения. Диаграмма движения волн.

Модуль 11. Теория электромагнитного поля; электростатическое поле электростатического поля. Потенциальный характер электростатического поля. Энергия электростатического поля.Потенциал. Связь напряженности и потенциала в интегральной и дифференциальной формах. Графическое изображение электростатического поля. Диэлектрики в электростатическом поле. Вектор поляризации. Вектор электрической индукции. Теорема Гаусса в интегральной форме. Теорема Гаусса в дифференциальной форме.

Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики. Условия на Л границе раздела проводящего тела и диэлектрика. Условия на границе раздела двух диэлектриков.

Емкость. Энергия электрического поля конденсатора. Силовое взаимодействие пластин конденсатора. Уравнение Пуассона. Уравнение Лапласа. Теорема единственности решения. Общая характеристика задач электростатики и методов их решения.

Формулы Максвелла для определения потенциалов, зарядов и емкостей в Л системе проводников. Ротор (вихрь). Дифференциальная форма условия потенциальности электростатического поля.

Плотность тока и ток. Закон Ома в дифференциальной форме. Первый Л закон Кирхгофа в интегральной и дифференциальной формах. Закон ДжоуляЛенца в дифференциальной форме.

Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде. Переход Л,С тока из среды с проводимостью 1 в среду с проводимостью 2. Граничные условия. Заземление.

Магнитная индукция. Закон Ампера. Напряженность магнитного поля. Л.С Вектор намагниченности. Магнитный поток и его непрерывность.

Закон полного тока в интегральной и дифференциальной формах. Л.С Скалярный потенциал магнитного поля. Граничные условия на поверхности раздела двух сред с различными магнитными проницаемостями. Векторный потенциал магнитного поля. Связь между магнитным потоком и векторным потенциалом. Аналогия магнитного поля постоянного тока и электростатического поля.

Расчет индуктивностей. Индуктивность двухпроводной линии передачи Модуль 14. Аналитические и численные методы расчета Расчет электрических и магнитных полей по уравнению Лапласа. Теорема Л.С единственности решения. Расчет полей по уравнению Пуассона. Метод зеркальных изображений.

Модуль 15. Переменное электромагнитное поле Полная система уравнений электромагнитного поля. Закон электромагнитной Л индукции. Второе уравнение Максвелла. Полный электрический ток. Вектор Пойнтинга. Теорема Умова-Пойнтинга.

Плоская электромагнитная волна в диэлектрике. Плоская электромагнитная Л,С волна в проводящей среде Модули 16, 17. Поверхностный эффект и эффект близости.

16, Поверхностный эффект и эффект близости. Электромагнитное С экранирование.

5.2. Содержание практических и лабораторных занятий 5.2.1. Содержание практических занятий Цель практических занятий – закрепление теоретического материала дисциплины, овладение методами решения задач.

Последовательное, параллельное и смешанное соединение элементов цепи. + Симметричный режим работы трехфазной цепи “Звезда - звезда” и “Звезда – + треугольник” Модуль 6. Расчет цепей при периодических несинусоидальных Определение действующего и среднего значения несинусоидальной функции. + Расчет цепей при периодических несинусоидальных воздействиях. + + Определение коэффициентов четырехполюсников. + Характеристическое сопротивление и коэффициент распространения + четырехполюсника.

Расчет цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединениях + нелинейных элементов.

Особенности расчета нелинейных цепей переменного тока. + Модуль 10. Цепи с распределенными параметрами Расчет цепи с распределенными параметрами в установившемся режиме. + Расчет переходных процессов в длинной линии. + Модуль 11. Теория электромагнитного поля; электростатическое поле Граничные условия на поверхности раздела двух сред. + Расчет индуктивностей. Индуктивность двухпроводной линии передачи. + Модуль 14. Аналитические и численные методы расчета Плоская электромагнитная волна в диэлектрике и в проводящей среде. + Содержание лабораторных работ Цель лабораторного практикума – изучение методов экспериментального исследования, приобретение опыта в проведении лабораторных экспериментов, приобретение опыта математической обработки и интерпретации полученных результатов.

Лабораторный практикум выполняется по индивидуальному графику бригадами, состоящими из 2-3 студентов. За период обучения студент выполняет 11 лабораторных работ (по 3- лабораторных работы в семестр) из предложенного перечня в соответствии с графиком, разработанным для каждой бригады.

Исследование линейных электрических цепей синусоидального тока. + Исследование электрических цепей, содержащих магнитно-связанные катушки. + Переходные процессы в линейных электрических цепях с последовательным + соединением R, L и R, C.

Переходные процессы в линейных электрических цепях с последовательным + соединением R, L, C (цепи второго порядка).

Модуль 10. Цепи с распределенными параметрами Исследование цепной модели линии с распределенными параметрами. + Исследование магнитного поля электромагнита постоянного тока** + Исследование проникновения электромагнитного поля во внутрь проводящей + ферромагнитной среды Модуль 16. Поверхностный эффект и эффект близости.

Поверхностный эффект в шине, помещенной в паз электрической машины ** + Исследование электромагнитного поля цилиндрической катушки с переменным + током и электромагнитного экранирования Для студентов заочной формы обучения имеется возможность выполнить виртуальные лабораторные работы по соответствующим модулям дисциплины.

Компьютеризированный лабораторный комплекс.

6. Образовательные технологии.

6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины «Теоретические основы электротехники» используются следующие образовательные технологии:

6.1.1. Информационно-развивающие технологии.

6.1.2. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.

6.1.3. Личностно ориентированные технологии обучения.

Контекстное обучение Обучение на основе опыта Индивидуальное обучение Междисциплинарное обучение Опережающая работа 6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03-2012.

«Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм проведения учебных занятий») № Семестр, Применяемые технологии интерактивного обучения Кол-во 3 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

4 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

4 семестр Лабораторный практикум. Работа в команде.

5 семестр СРС. Опережающая самостоятельная работа Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с учебным планом) Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и практических знаний, развитие навыков практической работы.

Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах 7.1.

Работа с лекционным материалом, самостоятельное изучение отдельных тем учебника и учебных пособий.

2. Выполнение домашних заданий, подготовка 7.2. Домашнее задание Расчет электрических цепей постоянного тока (модуль №3) Расчет линейных электрических цепей с синусоидальным источником ЭДС (модуль№ 4) Анализ переходных процессов в линейных цепях первого порядка (модуль№ 8) Расчет разветвленной магнитной цепи постоянного тока (модуль №9) 8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Теоретические основы электротехники» могут привлекаться в качестве внешних экспертов: представители выпускающей кафедры.

8.1. Фонды оценочных средств (в соответствии с П ОмГТУ 73.05 «О фонде оценочных средств по дисциплине») Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных компетенций.

Фонд оценочных средств по дисциплине «Теоретические основы электротехники» включает:

- экзаменационные билеты;

- экзаменационные вопросы;

- варианты домашнего задания;

- вопросы для допуска к выполнению лабораторных работ;

- набор вариантов контрольных работ;

- тестовый комплекс;

- задания для проведения занятий в интерактивной форме.

Оценка качества освоения программы дисциплины «Теоретические основы электротехники»

включает текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.

Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества учебного процесса.

8.2. Контрольные вопросы по дисциплине Модуль 1.

1. Что такое электрический ток?

2. Что такое идеальное сопротивление?

3. Что такое идеальная индуктивность?

4. Что такое идеальная емкость?

Модуль 2.

1. Дифференциальные и интегральные характеристики электромагнитного поля.

2. Что такое идеальный источник ЭДС?идеальный источник тока?

3. Что такое ветвь, узел, контур, независимые контуры?

Модуль 3.

1. Закон Ома для участка цепи с ЭДС.

2. Законы Кирхгофа.

3. Энергия и мощность в цепи постоянного тока.

4. Баланс мощностей в цепи постоянного тока.

Модуль 4.

1. Что такое амплитуда, фаза, начальная фаза синусоидального тока?

2. Что такое угол сдвига фаз между напряжением и током?

3. Чему равно среднее значение за период синусоидального тока?

4. Чему равно действующее значение синусоидального тока?

5. Какое фазовое соотношение между синусоидальным напряжением и током в сопротивлении?

6. Какое фазовое соотношение между синусоидальным напряжением и током в индуктивности?

7. Какое фазовое соотношение между синусоидальным напряжением и током в емкости?

8. Чему равно реактивное сопротивление индуктивности?

9. Чему равно реактивное сопротивление емкости?

10. Нарисуйте треугольник сопротивлений.

11. Нарисуйте треугольник проводимостей.

12. Что такое активная мощность в цепи синусоидального тока?

13. Что такое полная мощность в цепи синусоидального тока?

14. Что такое реактивная мощность в цепи синусоидального тока?

15. Баланс мощностей в цепи синусоидального тока.

16. Закон Ома в комплексной форме записи.

17. Законы Кирхгофа в комплексной форме записи.

18. Что такое комплексное сопротивление индуктивности?

19. Что такое комплексное сопротивление емкости?

20. Что такое векторная диаграмма?

21. Что такое контурное сопротивление?

22. Что такое сопротивление связи?

23. Сколько уравнений можно составить по методу контурных токов?

24. Сколько уравнений можно составить по методу узловых потенциалов?

25. Принцип наложения.

26. Как определить ток методом эквивалентного генератора?

27. Закон электромагнитной индукции.

28. Явление взаимоиндукции.

29. Как определить включение магнитосвязанных катушек?

30. Запись законов Кирхгофа для цепей с магнитосвязанными катушками.

31. Баланс мощностей в цепях с магнитосвязанными катушками.

32. Как опытным путем определить величину взаимной индуктивности?

33. Векторная диаграмма трансформатора без сердечника.

34. Что такое резонанс в электрической цепи?

35. Общее условие возникновения резонанса напряжений.

36. Общее условие возникновения резонанса токов.

Модуль 5.

1. Что такое трехфазная цепь?

2. Что такое трехфазная симметричная система ЭДС?

3. Что такое нулевая точка генератора?

4. Что такое нулевая точка нагрузки?

5. Что такое линейные напряжения и токи?

6. В каком соотношении находятся фазные и линейные напряжения (со стороны генератора)?

7. В каком соотношении находятся линейные и фазные токи при соединении нагрузки в треугольник в симметричной трехфазной цепи?

8. Условие симметричного режима работы трехфазной цепи.

9. Причины несимметричного режима работы трехфазной цепи.

10. Как рассчитать напряжение смещения нейтрали?

11. Что такое системы прямой, обратной и нулевой последовательностей?

12. Разложение несимметричной системы напряжений (токов) на системы прямой, обратной и нулевой последовательностей.

13. Сопротивления линии передачи, трехфазного трансформатора и трехфазной электрической машины токам прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Модуль 6.

1. Две формы записи ряда Фурье.

2. Действующее значение несинусоидального периодического тока (напряжения).

3. Влияние параметров R, L, C на форму кривой тока.

4. Активная, полная и реактивная мощности в цепи периодического несинусоидального тока.

5. Коэффициенты, характеризующие периодические несинусоидальные напряжения и токи.

Модуль 7.

1. Определение четырехполюсника. Симметричный и несимметричный четырехполюсники.

2. Уравнения четырехполюсника в форме «А».

3. Что такое первичные параметры четырехполюсника?

4. Способы определения параметров четырехполюсников.

5. «Т» и «П» - образные схемы замещения четырехполюсников.

6. Характеристическое сопротивление четырехполюсника.

7. Постоянная передачи четырехполюсника.

8. Что такое вторичные параметры четырехполюсника?

9. Единицы измерения затухания четырехполюсника.

10. Что такое цепная схема?

Модуль 8.

1. Начальные условия.

2. Законы коммутации.

3. Порядок составления характеристического уравнения цепи.

4. Запись свободной составляющей тока при разных видах корней характеристического уравнения.

5. Что такое принужденная составляющая?

6. Что такое постоянная времени электрической цепи?

7. Как определить длительность переходного процесса?

8. Порядок расчета переходных процессов классичеким методом.

9. Изображение производной.

10. Изображение интеграла.

11. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.

12. Формула разложения.

13. Порядок расчета переходных процессов операторным методом.

14. Обобщенные законы коммутации.

Модуль 9.

1. Что такое статические и дифференциальные параметры нелинейных элементов?

2. Порядок расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом.

3. Что такое магнитодвижущая сила?

4. Законы Кирхгофа для магнитной цепи.

5. Закон полного тока.

6. Роль магнитомягких ферромагнитных материалов в магнитной цепи.

7. Схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником.

8. Сема замещения трансформатора с ферромагнитным сердечником.

Модуль 10.

1. Что такое линия с распределенными параметрами?

2. Что такое первичные параметры линии?

3. Что такое однородная линия?

4. Дифференциальные уравнения длинной линии.

5. Уравнения, описывающие напряжение и ток в любой точке длинной линии через напряжение и ток в начале линии в установившемся синусоидальном режиме работы.

6. Уравнения, описывающие напряжение и ток в любой точке длинной линии через напряжение и ток в конце линии в установившемся синусоидальном режиме работы.

7. Волновое сопротивление длинной линии.

8. Коэффициент распространения длинной линии.

9. Что такое бегущие волны?

10. Как определить длину волны?

11. Как определить фазовую скорость?

12. Что такое коэффициент отражения по напряжению (току)?

13. Что такое режим согласованной нагрузки в длинной линии?

14. КПД длинной линии в режиме согласованной нагрузки.

15. Что такое линия без искажений?

16. Что такое линия без потерь?

17. Что такое стоячие волны?

18. Распределение действующего значения напряжения и тока в линии без потерь в режиме холостого тока.

19. Входное сопротивление линии без потерь в режиме холостого хода.

20. Распределение действующего значения напряжения и тока в линии без потерь в режиме короткого замыкания.

21. Входное сопротивление линии без потерь в режиме короткого замыкания.

22. Как составить схему замещения с сосредоточенными параметрами для расчета переходных процессов в длинной линии?

23. Что такое диаграмма движения волн?

Модуль 11.

1. Закон Кулона.

2. Что такое напряженность электростатического поля?

3. Силовые линии электростатического поля?

4. Что такое однородное (неоднородное) электростатическое поле?

5. Что такое потенциальное поле?

6. Интегральная форма записи условия потенциальности электростатического поля.

7. Как рассчитать потенциальную энергию электростатического поля?

8. Что такое потенциал электростатического поля?

Модуль 12.

1. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля в интегральной форме.

2. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля в дифференциальной 3. Что такое эквипотенциальная линия электростатического поля?

4. Почему силовые и эквипотенциальные линии электростатического поля пересекаются под прямым углом?

5. Что такое поляризация?

6. В чем физический смысл относительной диэлектрической проницаемости?

7. Что такое вектор поляризации?

8. Что такое однородная и изотропная среда?

9. Что такое анизотропная среда?

10. Как связаны векторы поляризации и напряженности электростатического поля в изотропных средах?

11. Как связаны векторы электрической индукции и напряженности электростатического поля?

12. Теорема Гаусса в интегральной форме.

13. В каком случае можно использовать теорему Гаусса в интегральной форме для определения напряженности в какой-либо точке поля?

14. Теорема Гаусса в интегральной форме. Для решения какого типа задач она используется?

15. Как записать выражение для дивергенции какого-либо вектора в декартовой системе координат?

16. Что такое электростатическая индукция?

17. Что характерно для электростатического поля внутри проводящего?

18. Условия на границе раздела проводящего тела и диэлектрика.

19. Условия на границе раздела двух диэлектриков.

20. Что такое емкость?

21. Что такое емкость уединенного тела?

22. Объемная плотность энергии электрического поля.

23. Емкость сферического конденсатора.

24. Уравнение Пуассона. Уравнение Лапласа.

25. Теорема единственности решения. Следствия.

26. В чем состоит суть метода зеркальных изображений?

Модуль 13.

1. Первая группа формул Максвелла.

2. Вторая группа формул Максвелла.

3. Третья группа формул Максвелла.

4. В чем состоит физический смысл ротора?

5. Дифференциальная форма записи условия потенциальности электростатического поля.

6. Почему электрическое и магнитное поля постоянного тока можно рассматривать отдельно?

7. Что такое вектор плотности тока?

8. Как связаны вектор плотности тока и ток?

9. Закон Ома в дифференциальной форме.

10. Первый закон Кирхгофа в интегральной форме.

11. Первый закон Кирхгофа в дифференциальной форме.

12. Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.

13. Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде.

14. Переход тока из среды с проводимостью 1 в среду с проводимостью 2. Граничные условия.

Модуль 14.

1. Аналогия между электрическим полем постоянного тока и электростатическим полем.

2. Что такое вектор магнитной индукции?

3. Закон Ампера.

4. Сила Лоренса.

5. Что такое вектор намагниченности?

6. Связь напряженности и индукции магнитного поля.

7. Магнитный поток и его непрерывность.

8. Закон полного тока в дифференциальной форме для неизменных во времени полей (первое уравнение Максвелла). Его физический смысл.

9. Уравнение Лапласа для скалярного магнитного потенциала.

10. Граничные условия на поверхности раздела двух сред с различными магнитными проницаемостями.

Модуль 15.

1. Почему линии магнитной индукции в воздухе нормальны к поверхности тел из магнитомягких ферромагнитных материалов?

2. Аналогия между магнитным полем постоянного тока и электростатическим полем.

3. Что такое векторный потенциал магнитного поля?

4. Уравнение Пуассона для векторного магнитного потенциала.

5. С какой целью используется векторный магнитный потенциал?

6. Связь между магнитным потоком и векторным магнитным потенциалом.

7. Энергия магнитного поля.

8. Обобщенная форма записи закона электромагнитной индукции.

9. Второе уравнение Максвелла. Физический смысл.

10. Что такое полный электрический ток? Его составляющие.

11. Полная система уравнений электромагнитного поля.

12. Что такое плоская электромагнитная волна?

13. Что такое глубина проникновения волны?

14. Что такое вектор Пойнтинга?

15. Теорема Умова – Пойнтинга. Ее физическое толкование.

Модуль 16.

1. Что такое поверхностный эффект 2. При каких условиях воникаетэффект близости.

Модуль 17.

1. Основные принципы электромагнитного экранирования.

2. Определение магнитного поля внутри экранированной области.

9. Ресурсное обеспечение дисциплины.

9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины 9.1.1 Современные приборы, установки (стенды), специализированные лаборатории и классы:

лаборатории «Основы теории цепей», «Теория электромагнитного поля», компьютерный класс. Все лаборатории укомплектованы лабораторными установками для проведения лабораторного практикума.

9.1.2.Технические средства обучения и контроля.

9.1.2.1. Мультимедийные лекционные аудитории.

9.1.2.2. Использование тестовых заданий для текущего контроля знаний студентов, полученных при самостоятельном изучении лекционного курса и в период промежуточных аттестаций.

9.1.3 Вычислительная техника.

9.1.3.1. При изучении теоретического курса - работа студентов с обучающее -контролирующими программами, содержащими учебный материал по отдельным вопросам курса.

9.1.3.2. При проведении лабораторных работ - применение расчетных программ по обработке результатов эксперимента, а также обучающее - контролирующих программ по проверке усвоения студентом знаний, полученных при выполнении лабораторной работы.

9.2. Учебно-методическое и информационное обеспечение 9.2.1. Основная литература 1. Теоретические основы электротехники: Учеб. для вузов по специальностям: «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика»: в 3 т./ К.С. Демирчян [и др.] – 4-е изд., доп. – СПб.: Питер. –2006. Т.1. -2006. -462 с. (Гриф.) 2. Теоретические основы электротехники: Учеб. для вузов по специальностям: «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика»: в 3 т./ К.С. Демирчян [и др.] – 4-е изд., доп. – СПб.: Питер. –2006. Т.2. -2006. -575 с. (Гриф.) 3. Бессонов, Л.А. / Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле [Электронный ресурс]: учеб. для техн. вузов по направлениям «Электротехника», «Электротехнологии», «Электромеханика», «Электроэнергетика» и «Приборостроение» для бакалавров / Л.А. Бессонов. – 11-е изд. – М.: Юрайт, 2012. – 1 эл. опт. диск (DVD-ROM) (Гриф) 9.2.2. Дополнительная литература 1. Теоретические основы электротехники: Метод. указания к лаб. работам по теории электрических цепей / ОмГТУ; Сост.: А.П. Попов, О.П. Куракина. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008.

2. Моделирование переходных процессов в электрических цепях на ЭВМ с использованием программы MicroCap 6.0: метод. указания / ОмГТУ; сост.: А.П. Попов, А.О. Чугулев. –Омск:

Изд-во ОмГТУ, 2008. –19с.

3. Моделирование электрических и электронных цепей в программе MicroCap 8.0: сб.задач / ОмГТУ; сост.: А.П. Попов [и др.]. –Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 69 с.

4.Попов А.П. Электромагнитное поле: лаб. практикум / А.П. Попов, А.С. Татевосян, В.И.

Шамрай; ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 83 с.

5. Расчет электрических и магнитных полей методом конечных элементов с применением комплекса программ ELCUT: учеб.пособие / А.П. Попов [и др.]; ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. – 83 с.

6. Теоретические основы электротехники: Сб.задач с решениями: учеб. пособие для вузов по направлению 140200 «Электроэнергетика» / А.В. Бубнов, В.А. Костюк, А.И. Лыченков и др.;

ОмГТУ. – 3-е изд., перераб. и доп. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 253 с.

7. Теория линейных электрических цепей: учебник / А.Ф. Белецкий. 2-е изд., стер. – СПб. [и др.]:

Лань, 2009. – 542, [1] c. (Без грифа) 9.2.3. Периодические издания 1. Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. 2006-2013.

2. Электричество 1989-2013.

3. Общие вопросы и теоретические основы электротехники. Электротехнология.

Электробезопасность: РЖ. 1997-2013.

9.2.4. Информационные ресурсы 1. Научная электронная библиотека elibrary.ru.

2. Интегрум.

3. ЭБС «АРБУЗ».

4. Elsevier Engineering.