Расчетно-графическая работа – нет
Курсовая работа – нет.
13. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю)
В процессе освоения образовательной программы у обучающегося в ходе изучения дисциплины «Теоретические основы электротехники» должны сформироваться общепрофессиональные компетенции ОПК-2, ОПК-3, для формирования которых необходимы базовые знания фундаментальных разделов дисциплин Б.1.1.5 «Высшая математика», Б.1.1.7«Физика».
| Название и шифр компетенции | Шифр составных частей | Составные части | Критерии оценивания | ||
| Промежуточная аттестация | Типовые задания | Шкала оценивания | |||
| способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач (ОПК- 2) | А | Знает: соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач | Зачет | В соответствии с пунктами 8, 13.2. 15.2. 15.3. Отчет по выполнению лаб. работ. Вопросы и тестовые задания. Собеседование. | зачтено / не зачтено |
| Б | Умеет: применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач | ||||
| В | Владеет: навыками применения физико-математического аппарата, методов анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач | ||||
| способностью использовать методы анализа и моделирования электрических цепей (ОПК-3) | А | Знает: методы анализа и моделирования электрических цепей и устройств на их основе | Зачет | В соответствии с пунктами 8, 13.2. 15.2. 15.3. Отчет по выполнению лаб. работ. Вопросы и тестовые задания. Собеседование. | зачтено / не зачтено |
| Б | Умеет: использовать методы анализа и моделирования электрических цепей, проводить теоретический анализ и экспериментальные исследования основных видов электрических цепей и устройств на их основе, работать с системой автоматизированного анализа и проектирования электрических цепей | ||||
| В | Владеет: навыками использования методов анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей, средствами обработки и оценки погрешности результатов измерений |
Паспорт компетенции:
| ОПК-2 | - способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач |
Карта компетенции ОПК-2: способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач
| № п/п | Наименование дисциплины и код по базовому учебному плану | Части компонентов | Технологии формирования | Средства и технологии оценки |
| Б.1.1.10 «Теоретические основы электротехники» | Знает: соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей | Лекции с использованием активных и интерактивных приемов обучения. | Тестирование | |
| Умеет: применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей при решении профессиональных задач | Практические и лабораторные работы с использованием активных и интерактивных приемов обучения. Самостоятельная работа | Тестирование | ||
| Владеет: навыками анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач электроэнергетики | Лекции Лабораторные и практические занятия. Самостоятельная работа | Экзамен; зачет |
УРОВНИ ОСВОЕНИЯ КОМПЕТЕНЦИИ ОПК-2
Наименование компетенции
| Индекс ОПК-2 | Формулировка: способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач |
| Ступени уровней освоения компетенции | Отличительные признаки |
| Пороговый (удовлетворительный) | Знает: соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей. Умеет: применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей при решении профессиональных задач. Владеет: навыками анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач электроэнергетики. |
| Продвинутый (хорошо) | Знает: соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей хорошо. Умеет: хорошо применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей при решении профессиональных задач. Владеет: хорошими навыками анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач электроэнергетики. |
| Высокий (отлично) | Знает: соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей в совершенстве. Умеет: в совершенстве применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей при решении профессиональных задач. Владеет: отличными навыками анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач электроэнергетики. |
Паспорт компетенции:
| ОПК-3 | способность использовать методы анализа и моделирования электрических цепей |
Карта компетенции ОПК-3: способность использовать методы анализа и моделирования электрических цепей
| № п/п | Наименование дисциплины и код по базовому учебному плану | Части компонентов | Технологии формирования | Средства и технологии оценки |
| Б.1.1.10 «Теоретические основы электротехники» | Знает: основные законы электротехники и методы анализа и моделирования электрических цепей | Лекции с использованием активных и интерактивных приемов обучения. | Тестирование | |
| Умеет: рассчитывать однофазные и трехфазные электрические цепи и типовые схемы электроснабжения, пользоваться электроизмерительными приборами, определять опытным путем основные параметры и характеристики электрических схем | Практические и лабораторные работы с использованием активных и интерактивных приемов обучения. Самостоятельная работа | Тестирование, индивидуальные домашние задания, контрольные работы, РГР | ||
| Владеет: навыками расчета однофазных и трехфазных электрических цепей, методами анализа и моделирования электрических параметров электрооборудования | Лекции Лабораторные и практические занятия. Самостоятельная работа | Экзамен; зачет |
УРОВНИ ОСВОЕНИЯ КОМПЕТЕНЦИИ ОПК-3
Наименование компетенции
| Индекс ОПК-3 | Формулировка: способность использовать методы анализа и моделирования электрических цепей |
| Ступени уровней освоения компетенции | Отличительные признаки |
| Пороговый (удовлетворительный) | Знает: основные законы электротехники и методы анализа и моделирования электрических цепей Умеет: рассчитывать однофазные и трехфазные электрические цепи и типовые схемы электроснабжения, пользоваться электроизмерительными приборами, определять опытным путем основные параметры и характеристики электрических схем Владеет: навыками расчета однофазных и трехфазных электрических цепей, методами анализа и моделирования электрических параметров электрооборудования |
| Продвинутый (хорошо) | Знает: основные законы электротехники и методы анализа и моделирования электрических цепей хорошо Умеет: рассчитывать однофазные и трехфазные электрические цепи и типовые схемы электроснабжения, пользоваться электроизмерительными приборами, определять опытным путем основные параметры и характеристики электрических схем на хорошем уровне Владеет: навыками расчета однофазных и трехфазных электрических цепей, методами анализа и моделирования электрических параметров электрооборудования на хорошем уровне |
| Высокий (отлично) | Знает: основные законы электротехники и методы анализа и моделирования электрических цепей отлично Умеет: отлично рассчитывать однофазные и трехфазные электрические цепи и типовые схемы электроснабжения, пользоваться электроизмерительными приборами, определять опытным путем основные параметры и характеристики электрических схем Владеет: отличными навыками расчета однофазных и трехфазных электрических цепей, методами анализа и моделирования электрических параметров электрооборудования |
Вопросы для зачета
1. Определение линейных и нелинейных электрических цепей. Источник э.д.с. и источник тока. Неразветвленные и разветвленные электрические цепи.
2. Напряжение на участке цепи. Закон Ома для участка цепи без и с источником э.д.с.
3. Первый и второй законы Кирхгофа.
4. Расчет электрических цепей с помощью законов Кирхгофа. Уравнение электрического баланса в электрических цепях.
5. Метод контурных токов.
6. Принцип наложения и метод наложения.
7. Входные и взаимные проводимости ветвей. Входное сопротивление.
8. Теорема взаимности.
9. Теорема компенсации.
10. Линейные соотношения в электрических цепях.
11. Изменение токов ветвей, вызванные приращением сопротивления одной ветви.
12. Метод узловых потенциалов.
13. Преобразования звезды в треугольник и треугольника в звезду.
14. Теорема об эквивалентном генераторе.
15. Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке.
16. Графы электрических цепей. Топологические матрицы. Первый и второй законы Кирхгофа.
17. Табличный метод расчета электрических цепей.
18. Метод узловых потенциалов с использованием графов и матриц.
19. Синусоидальный ток и основные величины, характеризующие его. Среднее и действующее значения синусоидальной величины.
20. Изображение синусоидально изменяющихся величин векторами на комплексной плоскости.
21. Первый и второй законы Кирхгофа в комплексной форме.
22. Резистор, катушка индуктивности и конденсатор в цепи переменного тока. Диссипативные и реактивные элементы цепи.
23. Последовательное и параллельное соединение диссипативного и реактивного элементов. Полные сопротивления и проводимости.
24. Активная, реактивная, полная и комплексная мощности. Измерение мощности ваттметром.
25. Баланс активных и реактивных мощностей.
26. Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке в цепи синусоидального тока.
27. Цепи со взаимной индукцией.
28. Последовательное соединение индуктивно связанных катушек.
29. Экспериментальное определение одноименных зажимов и взаимной индуктивности.
30. "Развязывание" магнитно-связанных цепей.
31. Резонанс напряжений. Последовательный резонансный контур. Резонансная частота, добротность и характеристическое сопротивление. Частотные и резонансные характеристики. Полоса пропускания.
32. Энергетический смысл добротности. Добротности реальных катушки индуктивности и конденсатора.
33. Дуальные цепи.
34. Резонанс токов в параллельном резонансном контуре, образованном параллельным соединением G,L и C. Частотные и резонансные характеристики.
35. Резонанс токов в параллельном резонансном контуре, образованном параллельным соединением ветвей с R,L и R,C. Частотные и резонансные характеристики.
36. Трансформатор в линейном режиме.
37. Совершенный и идеальный трансформаторы.
38. Согласующий трансформатор.
39. Трехфазные цепи. Основные понятия и определения. Соединения звездой и треугольником обмоток генератора.
40. Способы соединения генератора и нагрузки в трехфазных цепях.
41. Комплексная, активная, реактивная и полная мощности. Преимущества трехфазных цепей.
42. Цепи с периодическими несинусоидальными источниками. Представление периодических несинусоидальных величин рядами Фурье. Свойства рядов Фурье.
43. Максимальные, действующие и средние значения несинусоидальных токов и напряжений. Активная и полная мощности. Коэффициенты формы, амплитуды и искажения.
44. Метод расчета цепей с несинусоидальными периодическими источниками.
45. Четырехполюсники и формы уравнений четырехполюсника.
46. Коэффициенты четырехполюсников, формулы связи для различных форм, методы определения.
47. Пассивные четырехполюсники, эквивалентные канонические схемы.
48. Симметричный четырехполюсник, канонические неуравновешенные и уравновешенные схемы.
49. Управляемые (зависимые) источники напряжения и тока.
50. Гиратор, конвертор сопротивления и идеальный трансформатор.
51. Характеристические (вторичные) параметры пассивных четырехполюсников.
52. Уравнение четырехполюсника в гиперболических функциях.
53. Соединения четырехполюсников, расчет с применением различных форм уравнений.
54. Активные автономные четырехполюсники.
55. Многополюсники.
56. Электрические фильтры. Классификация.
57. Реактивные фильтры. Фильтры по характеристическим параметрам.
58. Г-, П- и Т – образные звенья фильтров.
59. Условия прозрачности фильтра.
60. Фильтры типа к.
61. Фильтры типа m.
Вопросы для экзамена
1. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Законы коммутации.
2. Полное решение неоднородного дифференциального уравнения. Свободный и принужденный режимы. Независимые и зависимые начальные условия.
3. Переходной процесс в RC-цепи при включении к источнику постоянного напряжения.
4. Переходной процесс в RL-цепи при включении к источнику постоянного напряжения.
5. Разряд конденсатора на сопротивление.
6. Разряд конденсатора на последовательно соединенные R и L. Случай вещественных и разных корней.
7. Разряд конденсатора на последовательно соединенные R и L. Случай комплексных корней.
8. Разряд конденсатора на последовательно соединенные R и L. Случай вещественных и равных корней.
9. Порядок расчета переходного процесса классическим методом.
10. Операторный метод расчета переходных процессов. Преобразования Лапласа. Изображения основных функций.
11. Закон Ома в операторной форме. Эквивалентная операторная схема.
12. Порядок расчета переходного процесса операторным методом.
13. Теорема разложения.
14. Интеграл Дюамеля. Функция Хэвисайда, ее свойства. Расчет переходного процесса при включении пассивного двухполюсника к источнику непрерывно изменяющегося напряжения с помощью интеграла Дюамеля с использованием переходной функции единичного скачка.
15. Функции Дирака, ее свойства. Расчет переходного процесса при включении пассивного двухполюсника к источнику непрерывно изменяющегося напряжения с помощью интеграла Дюамеля с использованием переходной функции единичного импульса.
16. Расчет переходного процесса с помощью интеграла Дюамеля при включении пассивного двухполюсника к источнику напряжения произвольной формы. Расчет в случае активного двухполюсника.
17. Цепи с распределенными параметрами, уравнения длинной линии при произвольном изменении тока и напряжения во времени.
18. Уравнения длинной линии при синусоидальных токах и напряжениях. Напряжение и ток в линии, вторичные параметры.
19. Прямая и отраженная волны. Фазовая скорость и длина волны.
20. Уравнения длинной линии в гиперболических функциях. Входное сопротивление линии.
21. Линия с согласованной нагрузкой. Линия без искажений.
22. Линия без потерь. Линия без потерь с согласованной нагрузкой.
23. Стоячие волны в линии, режим холостого хода.
24. Стоячие волны в линии, режим короткого замыкания.
25. Входное сопротивление линии в режимах холостого хода и короткого замыкания. Трансформаторы сопротивления на отрезках линии.
26. Смешанные волны в линии. Коэффициенты отражения, стоячей и бегущей волны.
27. Нелинейные цепи. Нелинейные элементы электрической цепи. Комбинационные частоты.
28. Методы расчета нелинейных цепей. Графический метод расчета параллельного соединения нелинейных элементов.
29. Графический метод расчета последовательного соединений нелинейных элементов.
30. Магнитные цепи. Законы Кирхгофа.
31. Магнитное сопротивление участка цепи. Закон Ома для магнитной цепи.
32. Электростатическое поле. Закон Кулона. Напряженность и потенциал электростатического поля.
33. Электрическое поле – поле потенциальное. Силовые и эквипотенциальные линии.
34. Основные уравнения электрического поля. Вектор электрической индукции.
35. Теорема Гаусса в интегральной и дифференциальной форме записи.
36. Граничные условия в электростатическом поле. Уравнения Пуассона и уравнение Лапласса.
37. Электрическое поле постоянного тока в проводящей среде. Закон Ома в дифференциальной форме.
38. Первый и второй законы Кирхгофа в дифференциальной форме. Граничные условия в проводящей среде.
39. Система уравнений электрического поля в проводящей среде. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
40. Аналогия между электрическим полем в проводящей среде и электростатическим полем в диэлектрической среде.
41. Магнитное поле постоянного тока.
42. Закон полного тока в интегральной и дифференциальной формах.
43. Условие на границе раздела двух сред, различных в магнитном отношении.
44. Принцип непрерывности магнитного поля.
45. Магнитный поток. Скалярный потенциал магнитного поля. Векторный потенциал магнитного поля.
46. Аналогия между электрическими полями и магнитным полем. Система уравнений магнитного поля постоянного тока.
47. Расчет полей по уравнениям Максвелла.
48. Магнитное поле ферромагнитной трубы с током. Электрическое поле заряженной трубы.
49. Расчет полей методом зеркальных изображений.
50. Основные уравнения переменного электромагнитного поля.
51. Первое уравнение Максвелла.
52. Уравнения Максвелла в комплексной форме записи. Условие на границе раздела двух сред.
53. Теорема Умова-Пойтинга.
54. Электродинамические потенциалы. Излучение электромагнитного поля.
55. Плоская волна в диэлектрической среде. Коэффициенты отражения и преломления.
56. Плоская электромагнитная волна в проводящей среде.
57. Плоская электромагнитная волна в полупроводящей среде. Комплексная диэлектрическая проницаемость.
58. Поверхностный эффект. Распределение плотности тока и магнитного потока при поверхностном эффекте.
59. Глубина проникновения и длина волны в проводящей среде. Электромагнитное экранирование.
60. Переходные процессы в электромагнитном поле.
61. Высокочастотный нагрев металлических деталей и несовершенных диэлектриков.
62. Понятие о волноводах и объемных резонаторах.
13.3. Тестовые задания по дисциплине
Тестовые задания по 75 вариантам выдаются на кафедре ЭТЭ, а также находятся у преподавателя (пример тестового задания)
| Электрические цепи постоянного тока | ||||||
| 1. |
 |
| ||||
| 2. | 
                |
| ||||
| 3. |  
 |
| ||||
| 4. |
                  |
| ||||
| 5. |
                             |
| ||||
Образовательные технологии
По курсу «Теоретические основы электротехники» при выполнении практических и лабораторных работ используется программное обеспечение: Electronics Workbench, CorelDraw, Photoshop, MathCad, Matlab.
ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
15.1. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине
Основная литература
1. Атабеков, Г. И. Основы теории цепей : учеб. / Г. И. Атабеков. - 3-е изд., стер. - СПб. ; М.; Краснодар : Лань, (2009, 2006) - 432 с. (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0699-9 (Шифр 621.3(075)/А92). Имеется электронный аналог печатного издания.
Экземпляры всего: 14
2. Атабеков, Г. И. Основы теории цепей [Электронный ресурс] : учеб. / Г. И. Атабеков. - 3-е изд., стер. - Электрон. текстовые дан. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2009. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM). - (Учебники для вузов. Специальная литература). - Систем. требования: Pentium III 900 Mгц ; Adobe Acrobat Reader. - Загл. с этикетки диска. - Электронный аналог печатного издания. - Диски помещены в контейнер 14х12 см.
Режим доступа: http://lib.sstu.ru/books/Ld_13.pdf
3. Башарин, С. А. Теоретические основы электротехники. Теория электрических цепей и электромагнитного поля : учеб. пособие / С. А. Башарин, В. В. Федоров. - 3-е изд., испр. - М. : ИЦ "Академия", (2010, 2008, 2007). - 304 с. - (Высшее профессиональное образование).- Гриф: допущено УМО по образованию в обл. энергетики и электротехники в качестве учеб. пособия для студ. вузов, обуч. по напр. подгот. "электротехника, электромеханика и электротехнологии". - ISBN 978-5-7695-5179-6.
Экземпляры всего: 61
4. Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники : учеб. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин. - 5-е изд. - СПб. [и др.] : Питер, (2009) . - (Учебник для вузов). Т. 2. - (2009). - 432 с.- Гриф: допущено М-вом образования и науки РФ в качестве учеб. для студ. вузов, обучающихся по направлениям подгот. бакалавров и магистров "Электротехника, электромеханика и электротехнологии" и "Электроэнергетика". - ISBN 978-5-388-00411-6.
Экземпляры всего: 110
5. Сивяков, Б. К. Теоретические основы электротехники [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студ. спец. 100400, 200500, 210100, 210300 / Б. К. Сивяков, И. Л. Дубинская, С. В. Осипова ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Саратовский гос. техн. ун-т.-Электрон. текстовые дан.-Саратов: СГТУ,2010.
Режим доступа: http://lib.sstu.ru/books/zak%20335_10.pdf
Дополнительная литература
6. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учебник / Л. А. Бессонов. - 11-е изд., испр. и доп. - М. : Гардарики, 2013, 2007, 2006, 2002). - 701 с.- Гриф: допущено М-вом образования Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлениям подгот. дипломир. спец. "Электротехника, электромеханика и электротехнологии", "Электроэнергетика", "Приборостроение". - ISBN 5-8297-0159-6.
Экземпляры всего: 76
7. Сборник задач по теоретическим основам электротехники : учеб. пособие / Л. А. Бессонов [и др.] ; под ред. Л. А. Бессонова, 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высшая школа, (1988, 1980). - 472 с. : ил. ; 22см. - Гриф: допущено М-вом высш. и сред. спец. образования СССР в качестве учеб. пособия для студ. энегет. и приборостроит. спец. вузов.
Экземпляры всего: 267
8. Расчет трехфазных цепей с несинусоидальными ЭДС [Электронный ресурс] : метод. указания к выполнению расчетно-графической работы по курсу "Теоретические основы электротехники" для студ. спец. 100400 / Сарат. гос. техн. ун-т ; сост.: Б. К. Сивяков, С. В. Осипова, А. В. Цыганков. - Саратов : СГТУ, 2007.
Режим доступа: http://lib.sstu.ru/books/zak%20408_07.pdf
9. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи : учеб. пособие / Г. И. Атабеков. - 6-е изд., стереотип.- СПб.; М.; Краснодар : Лань, 2008. - 592 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 978-5-8114-0800-9.
Экземпляры всего: 50
10. Жаворонков, М. А. Электротехника и электроника [Электронный ресурс] : учеб. пособие / М. А. Жаворонков. - 2-е изд., стер. - Электрон. текстовые дан. - М. : ИЦ "Академия", (2008). - 1 эл. опт. диск (DVD-ROM). - - Гриф: допущено Умо по образованию в области энергетики и электротехники в качестве учеб. пособия для студ. соц. вузов, техн. отделений гуманит. вузов и вузов неэлектротехн. профиля. - Электронный аналог печатного издания.
Режим доступа: http://lib.sstu.ru/books/Ld_69.rar
Интернет-ресурсы
Учебные материалы по дисциплине «Теоретические основы электротехники»(лекции, презентации, пособия для изучения курса, методические указания по выполнению лабораторных и практических работ и др.), электронный учебно-методический комплекс «Основы электротехники» необходимо использовать студентам на сайте СГТУ в ИОС (информационно-образовательная среда).
1. http://lib.sstu.ru/ - научная электронная библиотека СГТУ
2. http://benran.ru – библиотека по естественным наукам РАН
3. http://lib.mexmat.ru – электронная библиотека механико-математического факультета МГУ
4. http://elibrary.ru – научная электронная библиотека
Источник ИОС СГТУ
Профиль 1 – «Электроснабжение» -
https://portal3.sstu.ru/Facult/EF/EPP/13.03.02_1z/elet_b1110/default.aspx
https://portal3.sstu.ru/Facult/EF/EPP/13.03.02_1z/elet_b1110_2/default.aspx
Профиль 2 «Электротехнические установки и системы»-
https://portal3.sstu.ru/Facult/EF/AEU/13.03.02-2z/b.1.1.10z(1)/default.aspx
https://portal3.sstu.ru/Facult/EF/AEU/13.03.02-2z/b.1.1.10z(2)/default.aspx