Дисциплина Теоретические основы электротехники является базовой дисциплиной (С3Б-8). 8 Тема 8. Магнитные цепи при постоянных магнитных потоках. 2 -. Раздел 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях.

Цель и задачи изучения дисциплины
Цель дисциплины - дать основополагающие знания для освоения специальных дисциплин и практической работы инженера в области эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматики.
Основными задачами дисциплины являются:
- формирование понятий теории электрических цепей и электромагнитного поля;
- изучение основных законов, лежащих в основе расчёта электрических цепей;
- изучение методов теоретического анализа и экспериментального исследования электромагнитных процессов линейных и нелинейных цепей постоянного и переменного токов;
- освоение методов анализа и расчета переходных процессов в электрических цепях.

2 Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина " Теоретические основы электротехники " является базовой дисциплиной (С3Б-8).
Данной дисциплине должны предшествовать следующие дисциплины: "Высшая математика", "Физика", "Информатика", «Метрология, стандартизация и сертификация».
Материал дисциплины «Теоретические основы электротехники» используется при изучении дисциплин «Основы автоматики и теории управления техническими системами», «Общая электротехника».

3 Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО специальность 26.05.06 «[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]»):
Профессиональные компетенции (ПК):
№ компетенции
Содержание компетенции

ПК-15
способностью применять базовые знания фундаментальных и профессиональных дисциплин, осуществлять управление качеством изделий, продукции и услуг, проводить технико-экономический анализ в области профессиональной деятельности, обосновывать принимаемые решения по технической эксплуатации судового оборудования, умеет решать на их основе практические задачи профессиональной деятельности.

ПК-30
способностью участвовать в фундаментальных и прикладных исследованиях в области судов и судового оборудования.

ПК-33
способностью выполнять информационный поиск и анализ информации по объектам исследований.


Компетенции в соответствии с разделом Кодекса ПДНВ (А – III/6)
№ компетенции
Содержание компетенции

К-6
эксплуатация электрооборудования, электронной аппаратуры и систем управления.

К-7
техническое обслуживание и ремонт электрического и электронного оборудования.

К-22
эксплуатация электрического и электронного оборудования управления.

К-23
устранение неисправностей, приведение в рабочее состояние электрического и электронного оборудования управления.


В результате изучения дисциплины студенты должны з н а т ь:
– основные понятия, законы теории электрических цепей постоянного и переменного тока, электродинамики и электромагнетизма;
– методы расчета электрических и магнитных цепей постоянного и переменного тока; нелинейные элементы в электрических цепях;
– резонанс в цепях переменного тока; режимы работы однофазных и трехфазных цепей на активную, индуктивную и емкостную нагрузку;
– векторные диаграммы и их применение при анализе электрических цепей; комплексные и операторные методы расчета электрических цепей;
– магнитные цепи на постоянном и переменном токе, расчет магнитных цепей.
Студенты должны уметь:
– использовать полученные знания и навыки при изучении специальных дисциплин и в последующей работе;
– производить расчёты электрических, магнитных цепей и электромагнитных полей.
Студенты должны владеть:
– основными методами теоретического анализа и экспериментального исследования электромагнитных процессов в цепях постоянного и переменного тока;
– методами анализа и расчета переходных процессов в электрических цепях.

4. Структура дисциплины

Наименования разделов и тем
Общее количество часов
Количество зачетных единиц
Очная форма
Заочная форма




Распределение
часов по видам занятий
Распределение
часов по видам занятий




Ауд.
ЛК
ЛР

ПЗ

СР
Ауд.
ЛК
ЛР

ПЗ

СР

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Раздел 1.
Линейные электрические цепи постоянного тока
14
0,4
8
6
-
2
6
4
2
-
2
9

Раздел 2.
Линейные электрические цепи переменного тока
20
0,5
12
8
-
4
8
4
2
-
2
11

Раздел 3.
Трёхфазные цепи
18
0,5
10
6
-
4
8
6
4
-
2
10

Раздел 4. Нелинейные цепи. Магнитные цепи
10
0,3
6
4
-
2
4
2
-
-
2
10

Раздел 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях
10
0,3
6
4
-
2
4
0
-
-
-
16

Всего часов
72
2
42
28
-
14
30
16
8
-
8
56

Форма контроля
зачет
зачет






5 Содержание лекций

Наименование темы
Количество часов по формам обучения



очная
заочная

Раздел 1. Линейные электрические цепи постоянного тока

1
Тема 1.Линейные неразветвленные электрические цепи постоянного тока.
4
1

2
Тема 2.Линейные разветвленные электрические цепи постоянного тока.
2
1

Раздел 2. Линейные электрические цепи переменного тока

3
Тема 3. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока
6
2

4
Тема 4. Линейные разветвленные цепи синусоидального тока
2
-

Раздел 3. Трёхфазные цепи

5
Тема 5. Симметричные трехфазные цепи синусоидального тока.
2
2

6
Тема 6. Несимметричные трехфазные цепи синусоидального тока.
4
2

Раздел 4. Нелинейные цепи. Магнитные цепи

7
Тема 7. Нелинейные цепи постоянного и переменного тока.
2
-

8
Тема 8. Магнитные цепи при постоянных магнитных потоках.
2
-

Раздел 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях

9
Тема 9. Переходные процессы в линейных электрических цепях.
4
-

Всего
28
8

6Темы лабораторных занятий
Проведение лабораторных занятий не предусмотрено учебным планом.


7Темы практических занятий

Наименование темы
Количество часов по формам обучения



очная
заочная

Зачетный модуль 1

Раздел 1. Линейные электрические цепи постоянного тока

1
Линейные неразветвленные электрические цепи постоянного тока
2
2

Раздел 2. Линейные электрические цепи переменного тока

2
Неразветвленные электрические цепи переменного тока с реальной катушкой.
2
2

3
Анализ линейных неразветвленных электрических цепей синусоидального тока с катушкой и конденсатором.
2
-

Раздел 3 Трёхфазные цепи

4
Симметричная трехфазная система синусоидального тока при соединении фаз генератора и нагрузки звездой.
2
2

5
Симметричная трехфазная система синусоидального тока при соединении фаз нагрузки треугольником.
2


Раздел 4. Нелинейные цепи. Магнитные цепи

6
Расчет неразветвленных магнитных цепей.
2
2

Раздел 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях

7
Законы коммутации. Классически метод расчета.
2
-

Всего
14
8


8Темы семинарских занятий
Проведение семинарских занятий не предусмотрено учебным планом.

9 Содержание и объем самостоятельной работы студента

Самостоятельная работа студентов делится на базовую и дополнительную.
Базовая самостоятельная работа (БСР) обеспечивает подготовку студента к текущим аудиторным занятиям и контрольным мероприятиям по дисциплине. Результаты этой подготовки проявляются в активности студента на занятиях и в качестве выполненных домашних заданий и контрольных работ, тестовых заданий, сделанных докладов и других форм текущего контроля.
Базовая СР может включать следующие виды работ:
работа с лекционным материалом, предусматривающая проработку конспекта лекций и учебной литературы;
поиск (подбор) и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуальному заданию;
выполнение домашнего задания или домашней контрольной работы, предусматривающих решение задач, выполнение упражнений выданных на практических занятиях;
изучение материала, вынесенного на самостоятельную проработку;
подготовка к практическим занятиям;
подготовка к контрольной работе;
подготовка к зачету и аттестациям.
Дополнительная самостоятельная работа (ДСР) направлена на углубление и закрепление знаний студента, развитие аналитических навыков по проблематике учебной дисциплины.
ДСР включает следующие виды работ:
подготовка к зачету;
участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах;
анализ научной публикации по определённой преподавателем теме;
Студент, приступающий к изучению учебной дисциплины, получает информацию обо всех видах самостоятельной работы по курсу с выделением базовой самостоятельной работы (БСР) и дополнительной самостоятельной работы (ДСР), в том числе по выбору.




Раздел
Трудоемкость
самостоятельной работы, час.
Литература
Содержание работы


очная
заочная



Содержательный модуль 1. Линейные электрические цепи постоянного тока

Линейные разветвленные электрические цепи постоянного тока
6
9
Л1, стр.5-42; Л9,
Закрепить методику расчета разветвленных электрических цепей постоянного тока.

Содержательный модуль 2. Линейные электрические цепи переменного тока

Анализ линейных разветвленных электрических цепей синусоидального тока с катушкой и конденсатором.
8
11
Л1,стр.160-178; Л9, Л13; Л1,стр.179-198, Л7,стр.201-208, Л9,
Получить навыки анализа и расчета разветвленных электрических цепей синусоидального тока с катушкой и конденсатором.

Содержательный модуль 3. Трёхфазные цепи

Симметричная трехфазная система синусоидального тока при соединении фаз звездой и треугольником.
8
10
Л1,стр.198-259, Л7,стр.188-201, Л9,
Получить навыки анализа и расчета трехфазная система синусоидального тока при соединении фаз звездой и треугольником.

Содержательный модуль 4. Нелинейные цепи. Магнитные цепи

Реальная катушка с ферримагнитным сердечником в цепи переменного тока. Трансформаторы.
2
5
Л1,стр.375-396, Л7,стр.63-85 , Л9,
Закрепить знания физических процессов в катушке с ферримагнитным сердечником в цепи переменного тока и в трансформаторе. Схема замещения трансформатора, приведенный трансформатор.

Расчет неразветвленных магнитных цепей и разветвленных магнитных цепей
2
5
Л1стр.360-371, Л7,стр.58-60 , Л9
Закрепить навыки анализа и расчета неразветвленных магнитных цепей и разветвленных магнитных цепей.

Содержательный модуль 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях

Зарядка конденсатора через резистор. Разрядка конденсатора через резистор.
2
16
Л1,стр.398-422, стр.452-455, стр.462-467. Л4, стр.95-122, Л9,
Получить и закрепить навыки анализа и расчета переходных процессов в цепях с конденсатором постоянного и переменного тока.

Всего
30
56






10 Индивидуальные задания

Расчетно-графические работы (РГР) выполняются по индивидуальному заданию и позволяют проявить творческие навыки, приобрести практический опыт решения инженерных задач, закрепить и усвоить теоретический материал. Вопросы заданий охватывают 60-65% теоретического лекционного материала и практических занятий.
В 5 семестре студенты выполняют расчетно-графическую работу. Содержание и трудоемкость расчетно-графических работ приведено в таблице.
Наименование тем заданий

Самостоят. работа в час.

Неразветвленные электрические цепи постоянного тока.
4

Неразветвленные электрические цепи переменного тока.
2

Симметричные трехфазные цепи переменного тока.
2

Магнитные цепи.
4



11 Методы обучения

В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины используются следующие методы образовательных технологий:
работа в команде – совместная деятельность группы студентов с индивидуальной работой членов команды под руководством лидера;
опережающая самостоятельная работа – самостоятельное освоение студентами нового материала до его изложения преподавателем во время аудиторных занятий;
методы IT – использование Internet-ресурсов для расширения информационного поля и получения информации, в том числе и профессиональной;
междисциплинарное обучение – обучение с использованием знаний из различных областей (дисциплин) реализуемых в контексте конкретной задачи;
проблемное обучение – стимулирование студентов к самостоятельному приобретению знаний для решения конкретной поставленной задачи;
обучение на основе опыта – активизация познавательной деятельности студента за счет ассоциации их собственного опыта с предметом изучения;
исследовательский метод – познавательная деятельность, направленная на приобретение новых теоретических и фактических знаний за счет исследовательской деятельности, проводимой самостоятельной или под руководством преподавателя.

Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические занятия, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации.
Лекции по дисциплине «Теоретические основы электротехники» проводятся в лекционных аудиториях с использованием наглядных пособий.
Практические занятия по дисциплине ориентированы на приобретение студентами навыков применения основных законов, методик расчёта и анализа различных процессов, происходящих в электрических цепях. С этой целью преподаватель выдаёт перечень задач по расчёту электрических схем и контролирует их выполнение.
При проведении практических занятий учитывается самостоятельная аудиторная работа студента с присвоением баллов.
Тематический контроль в 5 семестре осуществляется путем проведения контрольных работ по материалам тематических разделов с присвоением баллов.
Обязательным условием аттестации студента является выполнение и защита РГР.
Семестровый контроль (зачет) по дисциплине осуществляется в соответствии с «Положением об организации учебного процесса»




При проведении различных видов занятий используются интерактивные формы обучения:
Занятия

Используемые интерактивные
образовательные технологии

Лекции

Проблемная лекция, лекция-визуализация, лекция с обратной связью, использование технических средств обучения (презентации, видеофильмы и т.д.) с дальнейшим обсуждением и т.д.

Практические занятия
Обсуждение, коллективное решение творческих задач.

Самостоятельная работа
Основная возможность применения интерактивных методов при самостоятельной работе заключается в организации групповой работы студентов. Стимулирование тесного общения учащихся друг с другом приводит к формированию навыков социального поведения, освоению технологии совместной работы. При этом консультирование между студентами и преподавателем в ходе разработки программы может осуществляться как непосредственно в аудиторное время, так и с использованием off-line и on-line технологий.




12Методы контроля знаний и система присвоения баллов

Текущий контроль проводится в виде непрерывного и рубежного контроля:
– непрерывный контроль осуществляется на практических занятиях путем оценки активность, самостоятельность, правильность устных ответов и решения задач.
– рубежный контроль проводится в виде контрольных работ по основным разделам курса.
Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных модулей разработаны и используются следующие средства:
– перечень контрольных вопросов по отдельным темам и разделам дисциплины;
– перечень проблемных тем научно– исследовательских работ;
– методические указания к лабораторным работам.
Итоговый контроль имеет целью проверку уровня знаний и умений по дисциплине.
Итоговый контроль по дисциплине осуществляется в форме зачета.
Критериями оценки компетенций являются:
– способность к самостоятельной, индивидуальной работе;
– умение и способность использовать основные законы электротехники, применять методы математического анализа, теоретического и экспериментального исследования;
– готовность работать электроэнергетических и электротехнических объектов;
– способность использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока.
Условиями получения зачета является успешное освоение всех теоретических разделов дисциплины.







13 Перечень вопросов, выносимых на семестровый контроль


1. Понятие об электрических цепях. Линейные и нелинейные сопротивления. Неразветвленные и разветвленные электрические цепи.
2. Источник ЭДС и источник тока.
3. Законы Ома и Кирхгофа для линейных цепей постоянного тока.
4. Работа и мощность. КПД источника электрической энергии. Энергетический баланс в электрической цепи постоянного тока.
5. Расчет сложных цепей постоянного тока с помощью законов Кирхгофа.
6. Метод контурных токов.
7.Синусоидальные токи и напряжения. Действующее и среднее значения синусоидального тока.
8.Изображение синусоидальных величин векторами на комплексной плоскости. Комплексная амплитуда. Комплекс действующего значения. Векторная диаграмма.
9.Цепь переменного тока с активной нагрузкой. Цепь переменного тока с конденсатором. Емкостное сопротивление. Цепь переменного тока с R-C. Полное сопротивление цепи.
10. Цепь переменного тока с идеальной индуктивной катушкой. Индуктивное сопротивление. Цепь переменного тока с реальной катушкой. Полное сопротивление.
11.Последовательная цепь переменного тока с R, L и C. Резонанс напряжений.
12.Цепь переменного тока с параллельным соединением R, L и C. Резонанс токов.
13.Баланс мощностей в цепи синусоидального тока.
14. Трехфазная система ЭДС. Преимущества трехфазных цепей. Представление электрических величин трехфазного тока тригонометрическими функциями, графиками, векторами и комплексными числами.
Прямая и обратная последовательности чередования фаз. Основные схемы соединения трехфазных цепей.
Соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках.
Расчет трехфазных цепей по схеме звезда-звезда с нулевым проводом.
Расчет трехфазных цепей по схеме звезда-звезда без нулевого провода.
Расчет трехфазных цепей по схеме звезда-треугольник при разных типах нагрузки.
Режимы работы несимметричной трехфазной цепи, соединенной звездой и треугольником (обрыв линейного провода, обрыв фазы, короткое замыкание фазы).
Активная, реактивная и полная мощности трехфазной системы. Измерение активной мощности в трехфазной системе.
Действующее и среднее значения несинусоидальных токов и напряжений. Расчет цепей при несинусоидальных токах и напряжениях.
Резонансные явления при несинусоидальных токах. Показания амперметров и вольтметров при несинусоидальных токах и напряжениях.
Активная и полная мощности несинусоидального тока.
Особенности трехфазных систем при несинусоидальных источниках ЭДС.
28. Понятие о переходных процессах. Законы коммутации. Начальные значения величин.
29. Приведение задачи о переходном процессе к решению дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами. Свободная и принужденная составляющие токов и напряжений.
30. Составление уравнений для свободных составляющих токов и напряжений, их алгебраизация. Составление характеристического уравнения.
31. Составление характеристического уравнения при помощи входного сопротивления цепи на переменном токе. Вид переходного процесса в зависимости от значений корней характеристического уравнения.
32. Переходный процесс в цепи с R, L.
33.Переходный процесс в цепи с R, С.
34.Переходный процесс в цепи с R, L и С.
35.Сверхтоки и перенапряжения в электрических цепях.
36.Классический метод расчета переходных процессов.
37.Нелинейные цепи постоянного тока. Основные понятия. Последовательное, параллельное и смешанное соединение нелинейных сопротивлений.
38. Магнитные цепи. Основные понятия. Характеристики ферромагнитных материалов.
39.Закон полного тока. Понятие о МДС и магнитных цепях. Вебер-амперные характеристики.
40. Законы Ома и Кирхгофа для магнитных цепей.
41.Определение МДС по заданному потоку и наоборот для неразветвленной магнитной цепи.
42. Нелинейные электрические цепи переменного тока. Общие понятия. Потери в нелинейных элементах. Схемы замещения.


14 Учебно-методическое обеспечение
а) Основная
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Часть 1. - 11-е издание. / Л.А Бессонов. – М. : Юрайт, 2012. – 701 с.
2. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи: учеб. пособие. – 7-е изд.,/Г.И. Атабеков.– СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 592 с.
3. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. Нелинейные электрические цепи: учеб. пособие. – 6-е изд., /Г.И. Атабеков.– СПб.: Издательство «Лань», 2010. – 432 с.
б) Дополнительная
4. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник – 10-е изд. / Л.А. Бессонов – М.: Гардарики., 2002.- 638 с.
5. Зевеке, Г.В. Основы теории цепей: учебник / Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин. – М.: Энергоатомиздат, 1989.- 528 с.
6. Сборник задач по ТОЭ : учеб. пособие / Л.А.Бессонов [и др] под общ. ред. Л.А.Бессонова – 4-е изд., стер. – М.:Высш. шк., 2000.- 528 с.
7. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники : учеб. пособие / П.А.Ионкин [и др.]. под общ. ред. П.А.Ионкина – М.: Энергоатомиздат, 1982.- 768 с.
8. Николаев, С.С. Сборник задач повышенной сложности по теоретичес-кой электротехнике: учеб. пособие / С.С.Николаев, В.И.Пищиков – М.: Знак, 2000. – 168 с.
9. Безменникова Л.Н. Теоретические основы электротехники: конспект лекций для студентов специальности 6.092200 «Электрические системы и комплексы транспортных средств» / Л.Н. Безменникова. – Керчь: КГМТУ, 2013. - 180 с.
10. Безменникова Л.Н. Теоретические основы электротехники: методические указания к лабораторным работам (зачетный модуль 1) для студентов направления 6.050702 «Электромеханика» специальности «Электрические системы и комплексы транспортных средств» / Л.Н. Безменникова. – Керчь: КГМТУ, 2012. - 90 с.
11. Безменникова Л.Н. Теоретические основы электротехники: методические указания к лабораторным работам (зачетный модуль 2) для студентов направления 6.050702 «Электромеханика» специальности «Электрические системы и комплексы транспортных средств» / Л.Н. Безменникова. – Керчь: КГМТУ, 2012.- 60 с.

15Информационные ресурсы

Электронная библиотека КГМТУ: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Материалы сети Internet :
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - библиотека технической информации;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – морской форум;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – книги для морских специальностей;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – библиотека для моряков.

Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекции и практические занятия проводятся в учебной специализированной аудитории. Аудитория оснащена тематическими плакатами, наглядными установками, настенным экраном и мультимедийным проектором.








13PAGE 15


13PAGE 15


13PAGE 141015




Рисунок 3F:\Аня 2014-2015\РП 2015\титулы\Теор.осн.Электротехники.jpg Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 5 Заголовок 615

Приложенные файлы

  • doc 3641030
    Размер файла: 1 020 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий