Требования к результатам освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по направлению подготовки 140400.62 Электроэнергетика и электротехника:
а) общекультурных (ОК):
- способность в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
- готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК - 7).
б) профессиональных (ПК):
- способность и готовность использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики, в своей предметной области (ПК – 1);
- способность демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК – 2);
- готовность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК – 3);
- способность и готовностью анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК – 6);
- способность использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока (ПК – 11);
- готовность к кооперации с коллегами и работе в коллективе, к организации работы малых коллективов исполнителей (ПК – 32);
- способность к обучению на втором уровне высшего профессионального образования, получению знаний по одному из профилей в области научных исследований и педагогической деятельности (ПК – 33).
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: теоретические основы электротехники: основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей; методы анализа цепей постоянного и переменного токов в стационарных и переходных режимах;
уметь: использовать законы и методы расчета электромагнитного поля, электрических, магнитных цепей при изучении дисциплин профессионального цикла направления 140400.62 Энергетика и электротехника;
владеть: методами расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных электрических цепях; навыками проведения лабораторных экспериментов по теории электрических цепей и электромагнитного поля;
приобрести опыт составления структурных моделей (схем замещения) магнитных, электрических, электронных и электромагнитных цепей; проведения исследовательской работы (анализ, синтез, диагностика электрических цепей).
Содержание и структура дисциплины
Содержание разделов дисциплины
Таблица 1 – Содержание разделов и формы текущего контроля
№ раздела | Наименование раздела | Содержание раздела | Форма текущего контроля |
Основные положения теории электромагнитного поля и их применение к теории электрических цепей. Методы расчёта цепей. Электрические цепи постоянного тока. | Основные этапы развития электротехники и ее теоретических основ, отечественная школа теоретической электротехники. Общая физическая основа задач электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей. Электрические цепи постоянного тока. Граф цепи. Законы Ома и Кирхгофа. Полная система уравнений электрических цепей. Основные уравнения и основанные на них методы расчета: узловых потенциалов, контурных токов, наложения, эквивалентных преобразований, наложения; активного генератора. | ПЗ, ЛР, Т | |
Электрические цепи однофазного синусоидального тока | Синусоидальные ЭДС, напряжения и токи. Изображение синусоидальных функций времени комплексными числами. Синусоидальный ток в цепи с R, L и С. Треугольники сопротивлений и проводимостей. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Активная, реактивная и полная мощности. Треугольник мощностей. Измерение мощности ваттметром. Резонанс при последовательном и параллельном соединении элементов цепи. Резонанс в сложных цепях. Индуктивно-связанные цепи. Взаимная индуктивность, коэффициенты связи. Согласованные и встречные включения. Расчет сложных электрических цепей с взаимной индукцией. Резонанс в индуктивно связанных контурах. Трансформатор в линейном режиме. | ПЗ, ЛР, Т | |
Трёхфазные цепи | Многофазные цепи и системы и их классификация. Схемы трёхфазных цепей. Фазные и линейные напряжения и токи. Расчеты трехфазных цепей в симметричных и несимметричных режимах со статической нагрузкой. Мощность в трёхфазных цепях. Измерение мощности трёхфазных цепей. Аварийные режимы в трехфазных цепях. Вращающееся магнитное поле. Метод симметричных составляющих. | ПЗ, ЛР, Т | |
Четырехполюсники и фильтры | Четырехполюсник и его основные уравнения. Определение коэффициентов четырехполюсника. Схемы замещения. Определение параметров схем замещения и их связь с коэффициентами четырехполюсника. Характеристическое сопротивление и постоянная (мера) передачи. Электрические фильтры. Назначение и классификация фильтров. Фильтры НЧ, фильтры ВЧ, полосовые и заграждающие фильтры типа k. | ПЗ, ЛР, Т | |
Периодические несинусоидальные токи в электрических цепях | Определение коэффициентов ряда Фурье. Особенности расчёта линейных цепей с источниками несинусоидальных напряжений и токов. Активная, реактивная и полная мощности, мощность искажения. Резонанс в цепях с несинусоидальными источниками. | ПЗ, ЛР, Т | |
Переходные процессы в линейных электрических цепях | Понятие о переходном процессе в линейной электрической цепи. Законы коммутации. Классический метод расчета. Независимые и зависимые начальные условия. Свободные и принужденные составляющие. Способы составления характеристических уравнений. Переходные процессы в цепях с одним накопителем энергии. Переходные процессы в последовательной цепи R, L, С при ее включении на постоянное и синусоидальное напряжение. Операторный метод расчета. Преобразование Лапласа. Уравнения цепи в операторной форме. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Эквивалентные операторные схемы. Переход от изображения к оригиналу. Теорема разложения. | ПЗ, ЛР, Т | |
Нелинейные электрические цепи постоянного тока | Понятия об элементах и свойствах нелинейных цепей. Классификация нелинейных элементов. Графические, графоаналитические и численные методы расчета при последовательном, параллельном и смешанном соединении элементов. | ПЗ, ЛР,Т | |
Нелинейные электрические цепи переменного тока | Особенности расчета режимов нелинейных цепей при переменных токах и напряжениях. Общая характеристика методов расчета. Цепи с нелинейными индуктивностями – катушками с ферромагнитным сердечником. Эквивалентные параметры и схемы замещения катушки индуктивности. | ПЗ, ЛР,Т | |
Магнитные цепи | Магнитные свойства веществ. Основные величины, характеризующие магнитные цепи. Аналогия уравнений магнитных и электрических цепей. Закон полного тока. Расчет магнитных цепей. Расчёты электромагнитных устройств с постоянными магнитными потоками при неразветвлённом и разветвлённом сердечнике. Основные соотношения для трансформатора со стальным сердечником. Векторная диаграмма трансформатора. Феррорезонансы напряжения и тока. | ПЗ, ЛР,Т | |
Переходные процессы в нелинейных цепях. Автоколебания. | Переходные процессы в нелинейных цепях. Методы расчета переходных процессов: условной линеаризации, кусочно-линей-ной аппроксимации, последовательных интервалов. Автоколебания. Понятие устойчивости системы. Релаксационные колебания, колебания, близкие к гармоническим. | ПЗ, Т | |
Электрические цепи с распределенными параметрами | Уравнения линии с распределенными параметрами. Решение уравнений однородной линии при установившемся синусоидальном режиме. Бегущие волны в линии. Параметры волн. Линия без искажений. Линия без потерь. Согласованный режим работы линии. Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами. | ПЗ, ЛР,Т | |
Электромагнитное поле как вид материи. Электростатическое поле. | Составные части электромагнитного поля: электрическое и магнитное поля. Основные дифференциальные физические величины, характеризующие электромагнитное поле. Основные величины, характеризующие электростатическое поле. Электростатическое поле в веществе. Свободные и связанные заряды. Теорема Гаусса. Уравнения Лапласа и Пуассона. Граничные условия. Плоскопараллельное поле двух заряженных осей. Теорема единственности и ее следствия. Метод зеркальных изображений. | ПЗ, Т | |
Электрическое полепостоянного тока | Основные величины, характеризующие электрическое поле постоянных токов в проводящей среде. Уравнение Лапласа. Законы Ома, Кирхгофа и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Граничные условия на поверхности раздела двух сред. Применение методов расчета электростатических полей к расчету электрических полей постоянных токов. | ПЗ, Т | |
Магнитное поле постоянного тока | Основные величины, характеризующие магнитное поле. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле в веществе. Принцип непрерывности магнитного потока и закон полного тока в интегральной и дифференциальной формах. Граничные условия на поверхности раздела двух сред. Уравнения Лапласа и Пуассона. Аналогии магнитного поля с электростатическим полем. Методы расчета магнитных полей: метод зеркальных изображений. Понятие о магнитном экранировании. Расчет индуктивности. Индуктивность двухпроводной линии. | ПЗ, Т | |
Электромагнитное поле | Переменное электромагнитное поле. Полная система уравнений электромагнитного поля. Уравнения Максвелла в комплексной форме. Теорема Умова-Пойтинга. Виды задач электродинамики и методы их решения. Явление магнитного поверхностного эффекта. Понятие об эффекте близости. Понятие об электромагнитном экранировании. | ПЗ, Т |
Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 544;