Теоретические основы электротехники
Beschreibung: Дисциплина включает в себя вопросы применение электромагнитных явлений для создания, передачи и распределения электроэнергии, решение проблем электротехники, электротехнологии, передачи сигналов и информации. Содержит общую теорию цепей и инженерные методы их расчета, анализа и синтеза электрических цепей. Рассматриваются вопросы установившихся процессов в линейных электрических цепях.
Betrag der Credits: 5
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 15 |
| Laborarbeiten | 15 |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle | Устный экзамен по билетам. 1 вопрос по теории - 30 б 2 вопрос по теории - 30 б 3 вопрос задача - 40 б |
Komponente: Вузовский компонент
Zyklus: Базовые дисциплины
Цель
- изучение как с качественной, так и с количественной стороны установившихся процессов в линейных электрических цепях однофазного синусоидального и трехфазного тока. Этот курс, базирующийся на курсах физики и высшей математики, содержит общую теорию цепей и инженерные методы их расчета, анализа и синтеза. Он имеет исключительное значение для формирования научного кругозора специалистов по электроэнергетике, и на нем основываются все электроэнергетические дисциплины.
Задача
- состоит в усвоении современных методов анализа и расчета электрических цепей, знание которых необходимо для понимания и творческого решения инженерных проблем изучаемой специальности, в развитии представлений о методах применения теории и методологии курса в специальных дисциплинах.
Результат обучения: знание и понимание
- Знать электрические законы и методы анализа электрических и магнитных цепей, электрическую терминологию и символику
- Должны знать конструкцию, принцип действия, свойства, область применения основных элементов электрических цепей.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Уметь проводить расчеты по типовым методикам и уметь организовать включения электротехнических приборов, аппаратов, управления ими и контроля за их безопасной работой, практической работы
Результат обучения: формирование суждений
- Уметь организовать рабочие места, их техническое оснащение, размещение технологического оборудования в соответствии с технологией производства, нормами техники безопасности и производственной санитарии, пожарной безопасности и охраны труда
Результат обучения: коммуникативные способности
- Иметь способность оперативно адаптировать основные законы дисциплины в профессиональной деятельности, применять современные информационные технологии, методы математического анализа и моделирования при выполнении лабораторных и экспериментальных исследований; – способность использовать фундаментальные и новейшие достижения в электротехнике; – способность находить организационно-управленческие решения в производственных ситуациях
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Усвоении современных методов анализа и расчета электрических цепей, знание которых необходимо для понимания и творческого решения инженерных проблем изучаемой специальности
Lehrmethoden
В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить: - технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения; - технологии учебно-исследовательской деятельности; - коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы); - метод кейсов (анализ ситуации); - игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| 1 Bewertung | доклад- великие ученые электротехники | 0-100 |
| Расчетно-графическая работа (РГР 1) - Расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии. | ||
| Расчетно-графическая работа (РГР 2) - Расчет неразветвленной цепи синусоидального тока | ||
| Задачи СРСП – 4 шт – на разные методики расчета цепей | ||
| Рейтинг - тест | ||
| 2 Bewertung | Расчетно-графическая работа (РГР 3) - Расчет разветвленной цепи синусоидального тока. | 0-100 |
| Задачи СРСП – 4 шт – на разные методики расчета цепей | ||
| Расчетно-графическая работа (РГР 4) - Расчет трехфазной цепи. | ||
| Контрольная работа | ||
| Рейтинг- тест | ||
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend | |
| Собеседование по контрольным вопросам | демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
| Работа на практических (семинарских) занятиях | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Задания в тестовой форме для рубеж-ного контроля | 100-90% правильных ответов | 89-70% правильных ответов | 69-50% правильных ответов | 49-0% правильных ответов |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Введение. Историческое развитие электротехники. Основные понятия и определения. Физические основы электротехники. Современное состояние методов расчета электрических и магнитных цепей, электромагнитных полей. Содержание, цель и задачи курса ТОЭ и его место в учебном плане электрических специальностей. Рекомендуемая литература. ГОСТ “Электротехника”.
- Основные понятия и законы теории цепей. Электрическая цепь, её элементы; активные и пассивные части электрических цепей. Физические явления в электрических цепях. Параметры электрических цепей. Закон Ома. Источники ЭДС и источники тока. Схемы электрических цепей. Законы Кирхгофа.
- Электрические цепи постоянного тока. Расчет цепей постоянного тока при использовании законов Кирхгофа и Ома. Расчет при последовательном, параллельном и смешанном соединении участков цепи. Преобразование источников ЭДС и тока. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов.
- Потенциальная диаграмма. Баланс мощностей в электрических цепях. Принцип и метод наложения.
- Электрические цепи однофазного синусоидального тока. Основные понятия. Синусоидальные ЭДС, напряжения, токи. Источники синусоидальных ЭДС, токов. Действующие и средние значения периодических ЭДС, напряжений, токов; коэффициенты формы.
- Установившийся синусоидальный ток в резисторе. Установившийся синусоидальный ток в индуктивности. Установившийся синусоидальный ток в конденсаторе. Мгновенная мощность и колебания энергии в цепи синусоидального тока. Активная, реактивная и полная мощности. Условия передачи максимальной мощности от источника к приёмнику.
- Комплексный метод расчета электрических цепей при установившихся синусоидальных токах. Основные определения комплексного (символического) метода расчета цепей синусоидального тока. Последовательное соединение элементов R, L, C; закон Ома в комплексной форме; комплексное сопротивление.
- Параллельное соединение элементов R, L, C; законы Кирхгофа в комплексной форме. Комплексная проводимость. Расчет мощности по комплексным напряжению и току. Баланс мощностей в сложных цепях. Применение к расчету цепей синусоидального тока методов расчета, рассмотренных для цепей постоянного тока.
- Резонанс и частотные характеристики. Резонанс в неразветвленной цепи. Частотные характеристики с последовательным соединением R, L, C. Резонанс при параллельном соединении R, L, C. Частотные характеристики этой цепи.
- Краткие исторические сведения о развитии трехфазных цепей. Основные понятия трехфазные системы. Расчет симметричных трехфазных цепей.
- Расчет трехфазных несимметричных цепей при соединении звезда (с нулевым проводом: Z= 0).
- Расчет трехфазных несимметричных цепей при соединении треугольником.
- Индуктивно-связанные цепи. Электромагнитная индукция. Явления самоиндукции и взаимной индукции. Расчет неразветвленных цепей при наличии взаимной индукции. Расчет разветвленных цепей при наличии взаимной индукции. Трансформатор.
Основная литература
- 1. "Электрические машины: учеб. пособие" / А.Л. Встовский. М.- Красноярск: ИНФРА-М: Сиб. федер. ун-т, 2019. 2. "Электрические машины, электропривод и системы интеллектуального управления электротехническими комплексами: учеб. пособие" / А.Е. Поляков, А.В. Чесноков, Е.М. Филимонова. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2019. 3. "Теоретические основы электротехники (для бакалавров)" / С.М. Аполлонский, А.Л. Виноградов. М.: КноРус, 2019. 4. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум. В 2-х т. /Под ред. Д. И. Панфилова. -М.: ДОДЭКА, 2000. - т. 2. - Электроника. - 288 с. 5. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В. Теоретические основы электротехники. - Учебник для вузов. 5-е изд. Т. 1 - СПб.: Питер, 2004 - 512 с.: ил. 6. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Т. 1 - Учебник для вузов. - М. : Энергия, 2008 7. Башарин В.В. Теоретические основы электротехники. - Учебник для вузов. М.: Академия, 2004 – 304 с. 8. Линейные электрические цепи постоянного и однофазного синусоидальных токов. Конспект лекций по ТОЭ, часть 1/ Мустафина Р.М., Мустафина Г.М., Исенов С.С., Рахимбердинова Д.М., -Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006 – 142 с.
Дополнительная литература
- 1 Линейные цепи однофазного синусоидального тока. Методические указания и контрольные задания по ТОЭ, Контрольная работа № 2/ Мустафина Р.М., Инсебаев Т.А., Дробинский А.В., Мустафина Г.М., – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–31 с. 2 Линейные цепи постоянного тока. Методические указания и контрольные задания по ТОЭ. Контрольная работа № 1/ Мустафина Р.М., Инсебаев Т.А., Дробинский А.В., Мустафина Г.М., – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–28 с 3 Линейные электрические цепи постоянного и однофазного синусоидальных токов. Конспект лекций по ТОЭ, часть 1/ Мустафина Р.М., Мустафина Г.М., Исенов С.С., Рахимбердинова Д.М., - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006 – 142 с. 4 Переходные процессы в линейных цепях с сосредоточенными параметрами. Методические указания и задания к расчетно-графической работе по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Мустафина Г.М., Воликова М.П. – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–29 с. 5 Переходные процессы. Методические указания и задания на контрольную работу по ТОЭ. Контрольная работа № 3/ Мустафина Р.М., Мустафина Г.М., Воликова М.П. – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–69 с. 6 Расчет переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами. Методические указания к практическим занятиям по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Исенов С.С., Мустафина Г.М., – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2005–73 с. 7 Расчет линейных электрических цепей постоянного и однофазного синусоидального токов. Методические указания к практическим занятиям по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Тастенов А.Д., Мустафина Г.М., Утегулова Д.Б., Пакиж О.Ю. - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006 – 98 с. 8 Расчет линейных электрических цепей трехфазного синусоидального и несинусоидального токов. Методические указания к практическим занятиям по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Кислов А.П., Мустафина Г.М., Исенов С.С., - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006- 70 с. 9 Расчет линейных трехфазных цепей. Методические указания к расчетно-графической работе по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Дробинский А.В., Мустафина Г.М., - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006 - 10 Теория линейных электрических цепей трехфазного синусоидального и несинусоидального токов. Конспект лекций по ТОЭ/ Утегулов Б.Б., Мустафина Р.М., Тастенов А.Д., Мустафина Г.М., Исенов С.С., - Павлодар, НИЦ ПГУ, 2006- 70 с. 11 Теория линейных и нелинейных цепей. Методические указания к лабораторным работам по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Дробинский А.В., Глухова Н.И., – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2005–53 с. 12 Учебно-методическое пособие. Линейные электрические цепи. Тестовые задания по ТОЭ, часть 1/ Мустафина Р.М., Исенов С.С., Мустафина Г.М., – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2004–59 с. 13 Цепи постоянного тока. Методические указания и задания к расчетно-графической работе по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Мустафина Г.М., Глухова Н.И. – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–37 с. 14 Цепи однофазного синусоидального тока. Методические указания и задания к расчетно-графической работе по ТОЭ/ Мустафина Р.М., Мустафина Г.М., Глухова Н.И. – Павлодар, НИЦ ПГУ, 2003–31 с. 15 Мустафина Р.М., Оразова Г.О. и др. Теория линейных электрических цепей. Методические указания к лабораторным работам по теоретическим основам электротехники. Часть 1 – Изд-во «Кереку» ПГУ им. С.Торайгырова, 2008 - Павлодар, 75 с.
