Пояснения к изучаемым вопросам

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Ордена Трудового Красного Знамени

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

___________________________________________________________

Кафедра

Теории электрических цепей

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

Основы электротехники и электроники

«Электротехника»

«Методы анализа стационарных и динамических процессов

в электрических цепях»

Методические указания и контрольные задания

Для студентов ЗОТФ 2 курса

Направление 09.03.02 - Информационные системы и технологии

Москва 2018

Методические указания и контрольные задания к

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ по дисциплине

Основы электротехники и электроники

«Электротехника»

«Методы анализа стационарных и динамических процессов

в электрических цепях»

Для студентов ЗОТФ 2 курса

Направление 09.03.02 - Информационные системы и технологии

Составители: Е.Д. Григорьева, кандидат технических наук, доцент

              В.Б. Крейнделин, доктор технических наук, профессор

Приводится программа курса, необходимая литература, задания на контрольную работу. Даны методические указания для изучения дисциплины и выполнения контрольной работы.

Издание утверждено на заседании кафедры ТЭЦ

Протокол № 4 от 11 декабря 2017 г.

Рецензент: В.И. Ганин, кандидат технических наук, доцент

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ

 «Электротехника» является первой дисциплиной, в которой студенты изучают основы построения, преобразования и расчета электрических цепей. Она находится на стыке дисциплин, обеспечивающих базовую и специальную подготовку студентов. Изучая эту дисциплину, студенты впервые знакомятся с принципами функционирования, методами анализа и расчета рассматриваемых электрических цепей. Приобретённые студентами знания и навыки необходимы как для грамотной эксплуатации инфокоммуникационной аппаратуры, так и для разработки устройств, связанных с передачей и обработкой сигналов, а также обеспечением информационной безопасности.

Главной задачей изучения электротехники является обеспечение целостного представления студентов о проявлении электромагнитного поля в электрических цепях, составляющих основу различных устройств.

Задачи дисциплины:

· изучение методов расчета и анализаэлектрических цепей;

· изучение основных электротехнических устройств;

· освоение методов подготовки и проведения экспериментальных исследований электротехнических устройств;

· ознакомление с методами компьютерного моделирования электромагнитных процессов в электротехнических устройствах.

«Электротехника» изучается студентами ЗОТФ на 2 курсе (в 4 семестре).

Студент до вызова на сессию изучает по рекомендуемой литературе разделы курса «Электротехника», перечисленные ниже. Все разделы курса могут быть самостоятельно изучены по учебникам и учебным пособиям [1-9]. Освоить материал курса без решения достаточно большого числа задач невозможно. Поэтому студент должен разобрать приведённые в [1,8,9] решения типовых задач и отмеченные задачи решить самостоятельно.

После изучения разделов курса студент должен выполнить контрольную работу. Выполнение студентом контрольной работы облегчается, если для расчётов и построения графиков будет использоваться одно из стандартных компьютерных приложений: MathCad, Mathematica или другие.

В центр обработки контрольных работ (ЦОКР) должна быть выслана по почте или передана на проверку студентом лично выполненная курсовая работа (требования к оформлению приведены в разделе 3.1 настоящих методических указаний).

Отрецензированная контрольная работа может получить оценку «зачтено» или «не зачтено». В первом случае студент должен исправить все отмеченные рецензентом ошибки. Во втором случае работу надо переделать и снова сдать в ЦОКР на рецензирование. Контрольная работа, в которой выполнены необходимые исправления по замечаниям рецензента, предъявляется на зачётном занятии.

Лабораторные работы выполняются на персональном компьютере с применением системы схемотехнического моделирования Micro-Cap по расписанию аудиторных занятий учебных групп. Необходимо подготовиться к выполнению лабораторных работ, изучив теоретический материал каждой лабораторной работы по литературе [7], имеющейся в библиотеке МТУСИ.

По дисциплине «Электротехника» проводятся следующие виды аудиторных учебных занятий в 4 семестре обучения:

- лекции (8 часов); практические занятия (6 часов); лабораторные работы (6 часов).

Самостоятельная работа студента заключается в выполнении контрольной работы, подготовке к аудиторным занятиями и подготовке к экзамену [1,8,9].

Виды контроля: защита лабораторных работ, экзамен.

На занятиях и на экзамене надо иметь калькулятор или ноутбук.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

   1. Соболев В. Н. Теория электрических цепей./ Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2014. – 502 с.: ил.

2. Соболев В.Н. Теория электрических цепей [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов/ Соболев В.Н.— Электрон. текстовые данные.— М.: Горячая линия - Телеком, 2014. — 502 c. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/25088.— ЭБС «IPRbooks».

3. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей. - М.: Радио и связь, 2013. – 596 с.

4. Бакалов В.П. Основы теории цепей [Электронный ресурс]: учебное пособие для вузов/ Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. — Электрон. текстовые данные.— М.: Горячая линия - Телеком, 2013.— 596 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/37197.— ЭБС «IPRbooks».

5. Смирнов Н.И., Фриск В.В. Теория электрических цепей: конспект лекций. Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2016.

6. Григорьева Е.Д., Семенова Т.Н. Электротехника для направлений 09.03.01, 09.03.02, 10.03.01, 15.03.04, 27.03.04.  — Электрон. текстовые данные. — М.: МТУСИ, 64 с.

7. Фриск В.В., Логвинов В.В. Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемные устройства систем мобильной и стационарной радиосвязи, теория электрических цепей. /Лабораторный практикум – II на персональном компьютере. – М.: СОЛОН-Пресс, 2011. – 480 с.: ил.

8. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Высшая школа, 1990. - 544 с.

9. Дмитриев В.Н., Зелинский М.М., Семенова Т.Н., Урядников Ю.Ф., Шашков М.С.; под ред. Ю.Ф. Урядникова Основы теории цепей: тестовое оценивание учебных достижений и качества подготовки \ Учебное пособие.– М.: Горячая линия – Телеком, 2006.– 240с.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА

2.1.  Основные понятия и законы электротехники.

Основные изучаемые вопросы

1. Понятия: электрическая цепь, схема электрической цепи, источник энергии, приёмник энергии.

2. Понятия: электрический ток, электрический потенциал, напряжение, электродвижущая сила (э.д.с.), мощность, энергия.

3. Идеализированные элементы электрических цепей: резистивные, индуктивные и емкостные элементы, операционные усилители. Связь между напряжением и током в основных элементах электрической цепи. Реальные пассивные элементы (резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы) и их схемы замещения.

4. Топологические понятия: ветвь, узел, контур, граф; последовательное, параллельное, смешанное соединения двухполюсных элементов.

5. Классификация элементов: источники и приёмники энергии. Идеализированные независимые активные элементы: источник напряжения, источник тока; схемы замещения реальных независимых активных элементов.

Пояснения к изучаемым вопросам

Все изучаемые вопросы изложены в [1, 3, 5, 8] в наилучшем соотношении информативности и компактности представлении материала и в других пояснениях не нуждаются.

Обратите внимание на принятые условные обозначения:

e(t) или e, i(t) или i, u(t) или u, v(t) или v - мгновенные значения переменных э.д.с., тока, напряжения, потенциала;

E, I, U, V – постоянные значения э.д.с., тока, напряжения, потенциала.

2.2. Линейные электрические цепи постоянного тока.

Основные изучаемые вопросы

1. Закон Ома для участка цепи, не содержащего источник и содержащего источники энергии.

2. Законы Кирхгофа.

3. Эквивалентные преобразования схем электрических цепей.

4. Преобразование участков цепей при наличии источников энергии.

5. Методы расчёта цепей:

- метод, использующий уравнения по 1 и 2 законам Кирхгофа;

- метод контурных токов;

- метод узловых напряжений;

- метод наложения;

- метод эквивалентного источника напряжения (или тока).

6. Баланс мощностей.