Программа дисциплины опд. Ф. 02 Электротехника и электроника для студентов специальности : 230101 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети
.RU

Программа дисциплины опд. Ф. 02 Электротехника и электроника для студентов специальности : 230101 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети




Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ

ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе

С.Б. Бурухин





“______”____________ 200__ г.


^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД.Ф.02 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА


для студентов специальности :

230101 – Вычислительные машины, комплексы, системы и сети

230102 – Автоматизированные системы обработки информации и управления


направления ^ 230100 – Информатика и вычислительная техника


Форма обучения: очная

Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры







3

4







Общая трудоемкость дисциплины

250

125

125







Аудиторные занятия

136

68

68







Лекции

68

34

34







Практические занятия и семинары

34

17

17







Лабораторные работы

34

17

17







Курсовой проект (работа)
















Самостоятельная работа

114

57

57







Расчетно-графические работы
















Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




зачет

экз.








Обнинск 2008


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника


Программу составил:


___________________ Е.Г.Типикин, доцент, к.т.н.


Программа рассмотрена на заседании кафедры электротехника и электроника (протокол № 5 от 26.01.2008г.)


Заведующий кафедрой

электротехники и электроники


___________________ А.А.Абакумов


“____”_____________ 200__ г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно – методического

управления

___________________ Ю.Д. Соколова


Декан

факультета кибернетики

___________________ А.В.Антонов


“____”_____________ 200__ г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины.


Сформулировать цели и задачи дисциплины, ее место в подготовке специалиста по данному направлению и специальности


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основные законы, относящиеся к электрическим и электронным цепям; основные методы расчета цепей; основные физические процессы в полупроводниковых приборах; принципы построения и работы ряда конкретных электронных устройств, таких, например, как резонансные цепи, трехфазные цепи, усилители, источники питания;

уметь: делать общий анализ структурных и функциональных электрических и электронных схем и выполнять расчёт основных параметров;

иметь навыки: измерения параметров электрических цепей и простейших электронных схем с использованием электронных измерительных приборов.


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


Раздел 1. Электротехника (34 часа).


Тема 1. Введение (2 часа) [4, стр. 1-9].

Электрическая энергия, её особенности и области применения. Развитие электротехники, электроники.

Значение электротехнической подготовки для инженеров не электротехнических специальностей. Связь со специальными дисциплинами. Содержание дисциплины и организация процесса обучения.

Тема 2. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей. (6 часов). [3, стр. 5-40; 4, стр. 10-57].

Электрическая цепь. Элементы электрической цепи: источники тока и ЭДС, сопротивление, емкость, индуктивность, схемы замещения реальных элементов. Последовательное, параллельное, смещенное соединение элементов. Соединение элементов треугольником, звездой. Эквивалентные преобразования участков цепи: с последовательным, параллельным и смещенным соединение элементов, треугольника в звезду и звезды в треугольник. Мостовые цепи.

Топологические элементы электрической цепи: ветвь, узел, контур. Законы Ома, Кирхгофа.

Расчет электрических цепей методами Кирхгофа, контурных токов, узловых напряжений (потенциалов), наложения, эквивалентного генератора.

Тема 3. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока (4часа). [3, стр. 105-131; 4, стр. 60-89].

Гармонические колебания и его параметры. Энергетические характеристики гармонического колебания. Действующие значения токов и напряжений. Гармонический ток в резисторе, катушке индуктивности и конденсаторе. Способы представления электрических величин гармонических функций: временными диаграммами, векторами, комплексными числами. Метод комплексных амплитуд. Активная, реактивная, полная мощность. Векторный анализ электрических цепей. Символический метод расчета цепей синусоидального тока


Тема 4. Колебательные контуры. Резонанс. (2 часа) [3, стр. 135-138; 4, стр. 96-104].

Последовательный колебательный контур. Резонанс напряжений. Основные понятия и определения. Условие возникновения резонанса. Резонансные кривые. Обобщенные параметры колебательного контура:

резонансная частота, добротность, характеристическое сопротивление.

Параллельное соединение элементов. Резонанс токов. Условие возникновения, резонансные кривые.

Тема 5. Трехфазные цепи. Трехфазные системы ЭДС. (2 часа) [3, стр. 176-192; 4, стр. 123-148].

Основные схемы соединения. Векторные диаграммы.

Тема 6. Четырехполюсники. (3 часа). [3, стр. 157-164; стр. 396-399].

Классификация четырехполюсников. Уравнения четырехполюсников (ЧП). Экспериментальное определение коэффициентов ЧП.

Фильтры как ЧП. Передаточные функции , АЧХ и ФЧХ четырехполюсников.

Тема 7. Переходные процессы. (6 часов) [3, стр. 324-378]

Понятие о переходных процессах. Законы коммутации и начальные условия.

Классический метод анализа переходного процесса. Описание электрической цепи дифференциальными уравнениями равновесия. Способы составления характеристического уравнения. Принужденная и свободная составляющая. Определение постоянных интегрирования.

Операторный метод анализа переходного процесса. Преобразование Лапласа (оригинал и изображение). Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Последовательность анализа цепи в операторной форме.

Тема 8. Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами. (3 часа) [3, стр. 44-58; 4, стр. 50-60].

Нелинейные элементы и их вольт-амперные характеристики (ВАХ). Графический метод анализа простейших электрических цепей с нелинейным элементом, нагрузочная прямая. Аппроксимация и линеаризация ВАХ, статическое и дифференциальное сопротивление.

Тема 9. Анализ и расчет магнитных цепей. (2 часа). [4, стр. 193-220]

Основные понятия, характеризующие магнитное поле. Магнитные свойства материалов. Магнитные цепи. Уравнения равновесия для магнитных цепей (законы Кирхгофа). Расчет магнитных цепей. Прямая задача. Обратная задача. Электромагнитная индукция.

Тема 11. Электромагнитные устройства. (4 часа). [4, стр. 301-497]

Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Устройство и принцип действия трансформатора. Машины постоянного тока. Устройство и принцип действия. Характеристики двигателя постоянного тока.

синхронных машин постоянного тока, устройство и принцип действия. Характеристики двигателя постоянного тока.

Асинхронные машины. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного двигателя.

Синхронные машины. Устройство и принцип действия синхронных машин.

Раздел 2. Электроника (34 часа).

Тема 1. Элементная база современных электронных устройств (12 часов). [2. стр.8-130; 6. стр.46-136]


Классификация и система обозначений полупроводниковых диодов. Выпрямительные, универсальные, импульсные, туннельные диоды, стабилитроны, варикапы. Назначение, ВАХ, параметры и область применения диодов. Условие графического обозначения диодов на схемах.

Устройство и разновидность транзисторов. Физические процессы в транзисторах. Эффект модуляции толщины базы. Схемы включения транзисторов. Входные и выходные ВАХ. Схемы замещения транзистора.

Классификация и система обозначений биполярных транзисторов. Условное графическое изображение транзисторов на схемах.

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом и МДП (МОП) структурой. Устройство, принцип действия, ВАХ, параметры, область применения. Классификация и система обозначений полевых транзисторов. Условное графическое обозначение на схемах.

Источники оптического излучения. Приемники оптического излучения. Оптроны. Устройства отображения информации. Индикаторы на основе светодиодов и электронно-лучевых трубок, люминесцентные, газоразрядные и жидкокристаллические индикаторы.

Тема 2. Усилительные электрических сигналов.(6 часов). [2. стр.139-150, 157-225; 4. стр.46-136]

Назначение, классификация, основные характеристики и параметры. Режимы работы усилителей. Обратная связь в усилителях и стабилизация режимов работы. Однокаскадные усилители на транзисторах. Многокаскадные усилители, особенности выходных каскадов усилителей. Дифференциальный каскад. Источники тока для дифференциального каскада. Операционные усилители (ОУ). Идеальный и реальный ОУ. Параметры реальных ОУ. Основные схемы включения ОУ. Примеры применения.

Тема 3. Источники вторичного питания (4 часа). [2. стр.256-283]

Назначение и классификация. Первичные источники питания. Структура, параметры и характеристики вторичных источников питания. Выпрямители: однополупериодные, двухполупериодные и выпрямители с умножением напряжения. Сглаживающие фильтры. Стабилизация напряжения (параметрические, компенсационные и импульсные стабилизаторы). Интегральные стабилизаторы напряжения.


Тема 4. Импульсные и автогенераторные устройства. (6 часов) [2. стр.289-315,248-254, 404-412].

Преимущества передачи информации в виде импульсов. Ключевой режим работы транзистора. Нелинейный режим работы операционного усилителя. Компараторы. Мультивибратор на операционном усилителе. Генераторы линейно изменяющихся напряжений.

Генераторы гармонических колебаний

Тема 5. Основы цифровой электроники. Микропроцессорные средства. (4 часа) [2. стр.323-329, 381-396].

Основные логические операции и их реализация. Базовые элементы ДТЛ, ТТЛ (ТТЛШ) и МОП логики.

Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Микропроцессоры.

Тема 6. Электрические измерения и приборы (2 часа) [4. стр.262-298].

Значение электрических измерений. Меры, измерительные приборы и методы измерения. Погрешности измерения и классы точности. Системы измерительных приборов.


^ 3.2. Практические и семинарские занятия

Раздел

Тема занятия

Литература

Число

часов

1

Электротехника

17

1.2

Расчет цепей постоянного тока с помощью законов Ома и Кирхгофа

3, 4, 5, 8

2

1.2

Расчет цепей МКТ

3, 4, 5, 8

1

1.2

Расчет цепей МУП

3, 4, 5, 8

1

1.3

Расчет цепей гармонического тока.

3, 4, 5, 8

3

1.5

Трехфазные цепи. Трехфазные системы ЭДС

3, 4, 5, 8

2

1.7

Переходные процессы

3, 4, 5, 8

5

1.7

Расчет переходных процессов операторным методом.

3, 4, 5, 8

2

1.8

Расчет нелинейных цепей.

3, 4, 5, 8

1

2

Электроника

17

2.1

Полупроводниковые диоды

1, 2, 5, 6

2

2.1

Биполярные транзисторы

1, 2, 5, 6

2

2.1

Полевые транзисторы

1, 2, 5, 6

2

2.1

Оптоэлектронные приборы

1, 2, 5, 6

2

2.2

Усилительные устройства

1, 2, 5, 6

4

2.3

Источники питания

1, 2, 5, 6

2

2.5

Полупроводниковые логические элементы

1, 2, 5, 6

2

2.6

Электрические измерения и приборы




1

Итого: 34


^ 3.3. Лабораторный практикум


Разделы

Тема лабораторной работы

Текущий рейтинг-контроль

(неделя)

^ Число часов

1.2

Линейные электрические цепи постоянного тока

4

2

1.3

Линейные электрические цепи переменного тока

8

4

1.5

Трёхфазные цепи. Трёхфазные системы ЭДС

12

2

1.6

Четырёхполюсники




3

1.7

Переходные процессы




4

1.8

Нелинейные элементы

16

2

2.1

Полупроводниковые диоды

3

6

2.1

Биполярные транзисторы

8

2

2.1

Полевые транзисторы




2

2.2

Усилительные устройства

12

4

2.3

Источники вторичного питания

15

3

Итого: 34

^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля



Разделы

Форма контроля

(промежуточный рейтинг-контроль)


Неделя

1.2

Тестовое задание

1.6

1.2

Домашнее задание

1.9

1.3

Домашнее задание

1.14

2.1

Тестовое задание

2.6

2.1

Домашнее задание

2.9

1.8

Контрольная работа

2.14


^ 3.6. Самостоятельная работа

Разделы

Тема

Число часов

Литература

Форма

контроля

Неделя


1

Электротехника —57 часов




1.2

Эквивалентные преобразователи цепей

8

3,4,5,8

ДЗ

9

1.2

Расчет цепей постоянного тока с помощью закона Ома

8

3,4,5,8

ДЗ

9

1.3

Расчет цепей постоянного тока с помощью закона Кирхгофа

8

3,4,5,8

ДЗ

9

1.2

Расчет цепей МКТ

4

3,4,5,8

ДЗ

13

1.2

Расчет цепей МУП

4

3,4,5,8

ДЗ

13

1.2

Расчет цепей МЭГ

4

3,4,5,8

ДЗ

15

1.2

Расчет цепей МН

4

3,4,5,8

ДЗ

15

1.4

Расчет цепей гармонического тока

5

3,4,5,8







1.5

Трехфазные цепи

4

3,4,5,8

Лаб.работа

16

1.7

Расчет переходных процессов классическим методом

4

3,4,5,8

Лаб.работа

16

1.8

Нелинейные цепи

4

3,4,5,8

Лаб.работа

16

2

Электроника — 57 часов




2.1

Полупроводники, p-n переход

6

1,2,5,6

ДЗ

9

2.1

Полупроводниковые диоды

6

1,2,5,6

ДЗ

15

2.1

Биполярные транзисторы

4

1,2,5,6

ДЗ

15

2.1

Полевые транзисторы

6

1,2,5,6

ДЗ

15

2.2

Усилительные приборы

8

1,2,5,6

ДЗ

15

2.3

Источники вторичного питания

5

1,2,5,6

Лаб.работа

16

2.5

Логические элементы

6

1,2,5,6

Опрос

10

2.5

Комбинационные схемы

8

1,2,5,6

Опрос

12

2.5

Последовательные цифровые устройства

8

1,2,5,6

Опрос

15



^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Касаткин А.С. Электроника: Учебное пособие для ВУЗов – М.: Энергоатомиздат, 2001. (библ.)

2. Лачин В.И., Совелов Н.С. Электроника: Учебное пособие – Ростов н/Д.: изд-во «Феникс», 2001. (библ.)

3. Бессонов А.А. Теоретические основы электротехники. - М.: Высш.шк., 1978. (библ.)

Борисов М.Ю., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985. (библ.)

4. Электротехника. / Под ред. В.Г.Герасимова. - М.: Высшая школа, 1985. (библ.)

5. Гусев В.Г., Гусев Ю.М.. Электроника: Учебное пособие для приборостроит. специальностей вузов. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высшая школа, 1991. (библ.)

6. Основы промышленной электроники. /Под ред. В.Г.Герасимова. М.: Высшая школа, 1986. (библ.)

7. Шебес М.Р. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Выс­шая школа, 1982. (библ.)


^ 4.1.2. Дополнительная литература


1. Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций – СПБ.: «КОРОНА», 2003.

2. Павлов В.Н., Ногин В.Н.: Схемотехника аналоговых устройств.- Москва, «Телеком». 2001.


^ 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Контролирующие и расчетные программы

Кинофильмы

Слайды

Плакаты.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


  1. Лаборатории:

    • электротехники,

    • основ электрических цепей,

    • электроники;

2. Специализированные стенды и макеты;


3. Приборы:



programma-disciplini-naimenovanie-disciplini-etika-v-ekonomike-i-upravlenii-specialnost-ekonomika-shshshsh-050-ob-shifr-nazvanie.html
programma-disciplini-nalogooblozhenie-i-nalogovaya-politika-dlya-napravleniya-080500-62-menedzhment-dlya-naprvleniya-080507-65-menedzhment-organizacij-podgotovki-bakalavra-specialista.html
programma-disciplini-nalogovaya-sistema-rf-dlya-napravleniyaspecialnosti-080100-68-ekonomika080105-65-finansi-i-kredit-080109-65-buhgalterskij-uchet-analiz-i-audit-kurs-tretij-chetvertij.html
programma-disciplini-nalogovie-sistemi-rossii-i-razvitih-stran-dlya-specialnosti-08102-65-mirovaya-ekonomika-podgotovki-specialista-avtor-st-pr-dolgova-i-n-rekomendovana-sekciej-ums.html
programma-disciplini-nalogovoe-planirovanie.html
programma-disciplini-nalogovoe-pravo-rossii-dlya-napravleniya-030500-68-yurisprudenciya-podgotovki-magistra-rekomendovano-sekciej-ums.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tehnicheskij-proekt-sks-poyasnitelnaya-zapiska-2201-000000-003-pz-rukovoditel-st-prep-spicina-i-a-konsultant.html
  • literature.bystrickaya.ru/direktor-kotelnoj-kvalifikacionnij-spravochnik-dolzhnostej-rukovoditelej-specialistov-i-drugih-sluzhashih.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/poyasnitelnaya-zapiska-k-uchebnomu-planu-programma-188750-poselok-plodovoe-priozerskij-rajon.html
  • tests.bystrickaya.ru/konkurs-turali-habarlandiru-barli-konkurs-atisushilarina-arnalan-orta-blktlk-talaptari.html
  • doklad.bystrickaya.ru/virusi-i-bakteriiproblema-spida.html
  • report.bystrickaya.ru/instrukciya-uchastnikam-razmesheniya-zakaza-6-razdel-3-zayavka-na-uchastie-v-konkurse-7-stranica-4.html
  • shkola.bystrickaya.ru/tvorcheskij-put-lparfenova.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tablica-316-metodicheskie-ukazaniya-normirovanie-rashodov-toplivno-energeticheskih-resursov-pri-proizvodstve-teplovoj.html
  • control.bystrickaya.ru/chelyabinskaya-oblastnaya-fizkulturno-sportivnaya-obshestvennaya-organizaciya-federaciya-tancevalnogo-sporta-chofsoo-fts.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-35-kod-da-vinchi-den-braun-perevod-s-anglijskogo-n-rejn-ocr-klim.html
  • crib.bystrickaya.ru/izvestiya-izvestiya-avtor-ne-ukazan-19032008-048-str-8-gosduma-rf-monitoring-smi-19-marta-2008-g.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/povoroti-na-meste-dvizhenie-stroevim-i-pohodnim-shagom-povoroti-v-dvizhenii.html
  • doklad.bystrickaya.ru/upravlencheskie-resheniya-chast-8.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/kurs-ekologicheskoe-izmerenie-mirovoj-politiki-prednaznachen-dlya-studentov-magistraturi-po-napravleniyu-mezhdunarodnie-otnosheniya-programma-mirovaya-politika.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zakonoproekt-o-snizhenii-gosfinansirovaniya-kapremonta-zhilya-prinyat-gosdumoj-v-i-chtenii.html
  • knigi.bystrickaya.ru/slava-bogu-obogativshemu-velikuyu-rossiyu-stranica-14.html
  • composition.bystrickaya.ru/oplata-truda-sdelshikam-po-sdelnim-rascenkam-planirovanie-na-predpriyatii-metodicheskie-rekomendacii-po-vipolneniyu.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodi-programmirovaniya-sistem-tehnicheskogo-zreniya-realnogo-vremeni-05-13-11-matematicheskoe-i-programmnoe-obespechenie-vichislitelnih-mashin-kompleksov-i-kompyuternih-setej.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/poryadok-sozdaniya-menedzhment.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/polozhenie-o-vipusknoj-kvalifikacionnoj-rabote-studentov-obuchayushihsya-po-programmam-podgotovki-bakalavrov-i-specialistov-dalee-po-tekstu-polozhenie-ustanavliva.html
  • literatura.bystrickaya.ru/sovmestno-s-elenoj-minilbaevoj-stranica-12.html
  • gramota.bystrickaya.ru/xiii-chasovie-poyasa1-uchebno-metodicheskie-materiali-po-organizacii-aktivnih-form-obucheniya.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/rol-i-analiz-animacionnih-programm-sredizemnomorskih-otelej-turcii.html
  • books.bystrickaya.ru/chem-chashe-tem-luchshe-osmeltes-preuspet.html
  • universitet.bystrickaya.ru/teoreticheskaya-grammatika-anglijskogo-yazika-stranica-14.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/korporativnaya-kultura-aktualnie-problemi-sovremennoj-praktiki.html
  • doklad.bystrickaya.ru/vigotskij-l-s-v-92-psihologiya-razvitiya-cheloveka-stranica-5.html
  • universitet.bystrickaya.ru/strahovanie-v-ssha-chast-2.html
  • vospitanie.bystrickaya.ru/zakonomernosti-slozhnost-vichislitelnij-eksperiment-nelinejnost.html
  • education.bystrickaya.ru/20-aprelya-2010-aprel.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/poyasneniya-k-zapolneniyu-poyasnitelnaya-zapiska-1-mesto-kursa-v-professionalnoj-podgotovke-vipusknika-cel-i-zadachi.html
  • studies.bystrickaya.ru/kouching-v-voprosah-i-otvetah.html
  • crib.bystrickaya.ru/kazahstanskij-filial-mgu-protiv-matematiki-kazahstana-i-dazhe-protiv-mgu-chto-proishodit.html
  • doklad.bystrickaya.ru/v-m-sergeev-ekonomika-znanij-rol-obrazovaniya-i-nauki-v-sovremennom-mire.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zanyatie-2-problemi-kvalifikacii-prestuplenij-protiv-sobstvennosti-ne-yavlyayushihsya-hisheniyami.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.