Тема 1.1. Электрическое поле.
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины,
задания для контрольной работы и рекомендации по её выполнению
для учащихся заочной формы обучения
по специальности 2 – 36 01 01 «Технология машиностроения»
Гомель 2013
Пояснительная записка
Программой дисциплины «Электротехника с основами электроники» предусматривается изучение процессов, происходящих в электрических цепях постоянного и переменного тока; устройства, принципа действия электроизмерительных приборов, электромагнитных аппаратов, электрических машин и их практического применения; устройства и принципа действия электронных, фотоэлектронных и полупроводниковых приборов.
Дисциплина изучается в тесной связи с такими дисциплинами общеобразовательного компонента, специального и общепрофессионального циклов, как «Физика», «Химия», «Математика», «Охрана окружающей среды и энергосбережение», «Охрана труда», «Экономика организации», «Электропривод и электроавтоматика».
Программой дисциплины «Электротехника с основами электроники» предусматривается изучение процессов, происходящих в электрических цепях постоянного и переменного тока; устройства, принципа действия электроизмерительных приборов, электромагнитных аппаратов, электрических машин и их практического применения; устройства и принципа действия электронных, фотоэлектронных и полупроводниковых приборов.
В результате изучения дисциплины учащиеся должны знать на уровне представления:
ü физические принципы действия основных электротехнических и электронных приборов;
ü классификацию электроизмерительных приборов;
ü обозначения по стандартам электротехнических величин и устройств;
ü основные единицы измерения электрических величин; основные схемы электроснабжения промышленных предприятий; знать на уровне понимания: основные законы электротехники;
ü закономерности построения электрических схем; устройство и принцип действия электропривода оборудования; технические способы и средства, обеспечивающие электробезопасность;
уметь:
ü анализировать назначение и принцип действия электрических и магнитных машин, аппаратов, электроприводов;
ü подбирать по назначению электроизмерительные приборы; пользоваться электрическими аппаратами и приборами.
Учебным планом для учащихся-заочников на изучение дисциплины «Электротехника с основами электроники» отведено 30 часов, из них на установочные и обзорные занятия –20 часов, на практические и лабораторные работы – 10 часов. В конце изучения дисциплины сдается экзамен.
К экзамену по дисциплине допускаются учащиеся, у которых в соответствии с учебной программой дисциплины выполнена и зачтена домашняя контрольная работа, практические и лабораторные работы.
Основа методики изучения дисциплины - самостоятельная работа учащегося. Рекомендуется следующая очередность изучения материала:
· ознакомление с содержанием программы и методическими указаниями;
· изучение материала по рекомендуемой литературе и краткое конспектирование его основных положений с выполнением необходимых чертежей и схем, записью расчетных формул;
· освоение методик расчета электрических цепей.
Учебный материал следует изучать систематически и в последовательности, приведенной в примерном тематическом плане.
Со всеми вопросами, возникающими во время работы над материалом программы, следует обращаться к преподавателю.
Тематический план
таблица 1
| №№ учебных занятий | Наименование разделов, тем по учебной программе, тем отдельных учебных занятий | Коли-чество учеб-ных часов | |||
| 1 | 5 | 6 | |||
| Введение. Электрическая энергия, ее свойства особенности и применение | |||||
| Тема 1.1. Электрическое поле | |||||
| Понятия «электрическое поле», «электрический заряд». Характеристики электрического поля. Взаимодействие зарядов. Конденсаторы. | |||||
| Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока | |||||
| Общие сведения об электрических цепях. ЭДС. Электрический ток. Законы Ома. Электрическое сопротивление и проводимость. | |||||
| Работа и мощность электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца. Режимы электрических цепей. Баланс мощностей. | |||||
| Последовательное, параллельное и смешанное соединения резисторов. | |||||
| Законы Кирхгофа. Узловые и контурные уравнения | |||||
| Практическая работа № 1.Расчет электрических цепей постоянного тока | |||||
| Практическая работа № 2. Изучение правил сборки электрических цепей, мер безопасности при работе с электрооборудованием | |||||
| Лабораторная работа № 1.Сборка цепей и исследование схем соединения резисторов | |||||
| Тема 1.3. Электромагнетизм | |||||
| Магнитное поле электрического тока. Магнитная индукция. Магнитный поток. | |||||
| Электромагнитная сила. Явление электромагнитной индукции. Правило правой руки. Принцип Ленца. Вихревые токи. | |||||
| Тема 1.4. Электрические машины постоянного тока | |||||
| Классификация машин постоянного тока по назначению и способу возбуждения. Устройство и принцип действия машины постоянного тока. | |||||
| Электродвигатели постоянного тока. Пуск регулирование частоты вращения, реверсирование двигателей постоянного тока | |||||
| Лабораторная работа № 2.Изучение характеристик электродвигателя постоянного тока параллельного возбуждения | |||||
| Тема 1.5. Электрические измерения | |||||
| Электроизмерительные приборы их назначение. Классификация по различным признакам. Обозначения на шкалах приборов | |||||
| Измерительные механизмы приборов магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, индукционной систем | |||||
| Измерение тока, напряжения, мощности, электрического сопротивления | |||||
| Лабораторная работа № 3.Измерение сопротивления резисторов различными методами | |||||
| Практическая работа № 3. Изучение измерительных приборов | |||||
| Тема 1.6. Однофазные электрические цепи переменного тока | |||||
| Переменный электрический ток. Получение переменного тока. Период, частота, угловая частота. Фаза и сдвиг фаз | |||||
| Цепи переменного тока с активным сопротивлением, с индуктивностью, емкостью | |||||
| Неразветвленная цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Резонанс напряжений. | |||||
| Цепь переменного тока с параллельным соединением активно-индуктивного и емкостного сопротивлений. Коэффициент мощности | |||||
| Практическая работа № 4. Расчет неразветвленных однофазных цепей переменного тока, построение векторных диаграмм | |||||
| Практическая работа № 5. Расчет разветвленных однофазных цепей переменного тока, построение векторных диаграмм | |||||
| Лабораторная работа № 4.Составление схемы и исследование работы неразветвленной цепи переменного тока с активным сопротивлением и индуктивностью | |||||
| Тема 1.7. Трехфазные электрические цепи | |||||
| Получение трехфазной ЭДС. Соединение обмоток генератора и потребителей энергии звездой | |||||
| Соединение обмоток генератора и потребителей энергии треугольником. | |||||
| Мощность трехфазной цепи. Расчет мощности. | |||||
| Лабораторная работа № 5.Сборка и исследование работы трехфазной цепи при соединении потребителей энергии звездой | |||||
| Тема 1.8. Трансформаторы | |||||
| Назначение и применение трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора | |||||
| Работа трансформатора под нагрузкой. Трехфазный трансформатор. Потери энергии и КПД трансформатора | |||||
| Лабораторная работа № 6.Составление схемы и исследование работы однофазного трансформатора | |||||
| Тема 1.9. Электрические машины переменного тока. | |||||
| Назначение машин переменного тока, их классификация. Трехфазный асинхронный двигатель, его устройство | |||||
| Способы пуска в ход трехфазных синхронных электродвигателей. Регулирование частоты вращения и реверсирование АД | |||||
| Однофазный асинхронный двигатель. Синхронные электрические машины | |||||
| Лабораторная работа № 7.Снятие рабочих характеристик трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Построение графиков | |||||
| Тема 1.10. Электропривод и аппаратура управления | |||||
| Понятие электропривода. Режимы работы электродвигателей. Аппаратура управления и защиты | |||||
| Лабораторная работа № 8.Составление и исследование схем электромагнитного пускателя | |||||
| Тема 1.11. Передача и распределение электрической энергии. | |||||
| Понятие энергетической системы. Типы электростанций. Схемы электроснабжения | |||||
| Обязательная контрольная работа № 1 | |||||
| Тема 2.1. Полупроводниковые приборы | |||||
| Анализ обязательной контрольной работы № 1. Полупроводниковые диоды, их достоинства и недостатки. Электронно-дырочный переход. | |||||
| Биполярные транзисторы Устройство, принцип действия и применение. Схемы включения (с ОБ, ОЭ, ОК) | |||||
| Статические входные и выходные характеристики транзистора. Понятие о полевом транзисторе | |||||
| Тиристоры их устройство свойства, применение. Вольтамперная характеристика тиристора | |||||
| Лабораторная работа № 9.Снятие статических характеристик биполярного транзистора. Построение графиков | |||||
| Тема 2.2. Фотоэлектронные приборы | |||||
| Фотоэффект. Устройство и принцип действия полупроводникового фотоэлемента. Фотодиоды, фототранзисторы | |||||
| Тема 2.3. Электронные выпрямители | |||||
| Назначение и применение электронных выпрямителей однофазного тока. Схемы выпрямления однофазного тока. | |||||
| Трехфазные выпрямители. Управляемые выпрямители | |||||
| Практическая работа № 6. Расчет параметров диодов, выбор диодов для различных схем выпрямления | |||||
| Лабораторная работа № 10.Исследование формы и значения напряжения в выпрямителях с фильтром и без него | |||||
| Тема 2.4. Электронные усилители | |||||
| Назначение и классификация электронных усилителей. Усилительный каскад, назначение элементов его схемы. | |||||
| Многокаскадные усилители. Усилитель мощности | |||||
| Лабораторная работа № 11.Снятие частотной характеристики усилителя низкой частоты | |||||
| Тема 2.5. Электронные генераторы и приборы отображения информации | |||||
| Назначение и классификация электронных генераторов. Электронный генератор синусоидальных напряжений, генератор пилообразного напряжения | |||||
| Электронно-лучевая трубка, ее устройство, назначение, применение | |||||
| Лабораторная работа № 12.Исследование схемы RC-генератора на биполярном транзисторе | |||||
| Обязательная контрольная работа № 2 | |||||
| Тема 2.6. Интегральные схемы микроэлектроники | |||||
| Анализ обязательной контрольной работы № 2. Гибридные толстопленочные тонкопленочные. Интегральные микросхемы | |||||
| Полупроводниковые интегральные микросхемы. Классификация, маркировка и применение микросхем | |||||
| Логические элементы ИЛИ, И, НЕ,их схемы | |||||
| Всего: | |||||
Программа
Введение
Электрическая энергия, ее свойства, особенности и применение.Основные этапы развития отечественной электроэнергетики.
Раздел Ι
Общая электротехника.
Тема 1.1. Электрическое поле.
Характеристики электрического поля: напряженность, потенциал, электрическое напряжение.Проводники, полупроводники и диэлектрики. Их краткая характеристика и практическое применение.
Диэлектрик в электрическом поле, поляризация диэлектрика, пробой диэлектрика.Электрическая емкость и единицы ее измерения. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.