280705 ПБ_заочное ЭиЭ - Кафедра ТОЭ

1
2
Содержание
1 Цели и задачи освоения дисциплины………………….......................................
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО.......……………..............................
3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины..........................
4 Содержание и структура дисциплины (модуля)....……....……..........................
4.1 Содержание разделов дисциплины....................................................................
4.2 Структура дисциплины.......................................................................................
4.3 Лабораторные работы......………………………………………........................
4.4 Практические занятия (семинары)....…….......………………………..............
4.5 Самостоятельное изучение разделов дисциплины…………......….................
4.6 Расчетно-графическая работа………………………………………………….
5 Образовательные технологии................................................................................
5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые
в аудиторных
занятиях.................................................................................
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости
и промежуточной аттестации...........................................................................
7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)..............................
7.1 Основная литература……………......……….......……………….....................
7.2 Дополнительная литература…………….....…………………………………..
7.3 Интернет-ресурсы................................................................................................
7.4 Методические указания к лабораторным занятиям .........................................
7.5 Методические указания к практическим занятиям .........................................
7.6 Методические указания к выполнению расчетно-графических работ и
другим видам самостоятельной работы...................................................................
7.7 Программное обеспечение современных информационнокоммуникационных технологий ..................................................................
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины………………….............
Лист согласования рабочей программы дисциплины…..…………………..........
Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины …………………..
3
4
4
4
6
6
7
9
9
10
10
11
11
11
13
13
13
13
13
14
14
14
15
17
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины: формирование понимания физических
явлений и закономерностей, присущих электрическим (электронным)
элементам и устройствам и их влияния на пожарную безопасность.
Задачи дисциплины: рассмотрение основных закономерностей
функционирования
электротехнических
и
электронных
изделий,
используемых в средствах технологического оснащения технологических
процессов и приборах контроля физических величин.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина относится к дисциплинам базовой части учебного цикла –
С3 Профессиональный цикл. Предшествующими курсами, на которых
непосредственно базируется дисциплина «Электротехника и электроника»
являются:
• Физика - разделы: электричество и магнетизм;
• Математика - аналитическая геометрия и линейная алгебра,
дифференциальное и интегральное исчисления; численные методы;
функции комплексного переменного;
• Информатика – пакеты прикладных программ;
• Материаловедение и технология материалов - свойства
электротехнических материалов;
• Начертательная геометрия. Инженерная графика – правила
оформления конструкторской документации в соответствии с
ЕСКД.
Вместе с тем курс «Электротехника и электроника» является
основополагающим для изучения дисциплин:
• пожарная безопасность электроустановок;
• автоматизированные системы управления и связь;
• пожарная безопасность технологических процессов.
3. Требования
дисциплины
к
результатам
освоения
содержания
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов
следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по
специальности 280705 – Пожарная безопасность:
4
профессиональных (ПК):
способностью применять на практике расчеты деталей и узлов
механизмов,
расчеты
отдельных
систем
(электрических,
гидравлических, механических, тепловых) устройств (ПК-5).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
• научные и организационные основы электробезопасности
производственных процессов и устойчивости производств в
чрезвычайных ситуациях;
• перспективы развития электротехники технологии повышения
безопасности и устойчивости современных производств с учетом
мировых тенденций научно-технического прогресса и устойчивого
развития цивилизации;
• принципы и методы проведения экспертизы производственной
электробезопасности;
• назначение, область применения и принципы функционирования
электрических машин, цепей и электронных схем.
Уметь:
• использовать принципы построения, анализа и эксплуатации
электрических сетей, электрооборудования и промышленных
электронных приборов;
• методы измерений различных технических величин в производстве;
• пользоваться нормативно- технической и правовой документацией
по вопросам электробезопасности;
• пользоваться современными электроизмерительными приборами
контроля.
Владеть:
• прикладными программами для имитационного моделирования
электротехнических устройств.
Приобрести опыт деятельности:
• использования современных измерительных систем для анализа
происходящих процессов выполнения простейших электрических и
электромагнитных расчетов;
• проведения экспертиз электробезопасности проектов, предприятий,
и технических систем.
5
4. Содержание и структура дисциплины (модуля)
4.1 Содержание разделов дисциплины
№
Наименование
раздела
раздела
1
2
1
Содержание раздела
текущего
контроля
3
Основные законы электрических и
Основные
цепей.
Основные
законы теории магнитных
понятия
и
определения.
цепей
Идеализированные элементы и их
математическое
моделирование,
свойства и характеристики.
2
Методы анализа
резистивных
цепей
постоянного
тока
3
Анализ
установившегося
режима в цепях
синусоидального
тока
4
Трехфазные
цепи
5
Магнитные цепи
6
Электрические
машины
и
аппараты.
Форма
Анализ
резистивных
цепей
методами
эквивалентного
преобразования. Расчет сложных
цепей постоянного тока с помощью
законов
Кирхгофа.
Баланс
мощностей. Двухполюсники.
Резистивный,
емкостной
и
индуктивный
элементы
цепей
синусоидального тока. Законы
Кирхгофа в комплексной форме.
Линейные
цепи
однофазного
синусоидального тока. Анализ
электрических цепей в частотной
области. Частотные характеристики
устройств.
Основные понятия и определения.
Трехфазная система ЭДС, способы
соединения
фаз.
Мощность
трехфазных цепей.
Магнитные цепи с постоянными
магнитными потоками. Магнитные
цепи
переменных
магнитных
потоков.
Трансформаторы.
Асинхронные
машины. Машины постоянного
тока. Управление электроприводом.
4
Т
РГР
ЛР
РГР
Т
ЛР, Т
6
7
Электрические
измерения
Электроизмерительные приборы и
методы измерения электрических
величин.
Основные
понятия.
Метрологические характеристики
средств измерений.
Т
8
Элементная база
современной
электроники.
Электронные
устройства
на
дискретных
элементах
Основные
понятия.
Полупроводниковые
диода,
транзисторы,
тиристоры
и
элементы
оптоэлектроники:
основные
свойства
и
характеристики.
Силовые электронные устройства и
вторичные
источники
электропитания.
Типовые
транзисторные каскады и узлы:
усилители, импульсные устройства,
электронные
генераторы,
мультивибраторы.
Т
В графе 4 приводятся планируемые формы текущего контроля:
защита лабораторной работы (ЛР), выполнение курсового проекта (КП),
курсовой работы (КР), расчетно-графической работы (РГР), домашнего
задания (ДЗ) написание реферата (Р), эссе (Э), коллоквиум (К), рубежный
контроль (РК), тестирование (Т) и т.д.
4.2 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы
(144 часа).
Таблица 1 – Содержание разделов и формы текущего контроля
Вид работы
Трудоемкость, часов
5 семестр
Всего
Общая трудоемкость
144
144
16
16
Аудиторная работа:
Лекции (Л)
4
4
Практические занятия (ПЗ)
4
4
Лабораторные работы (ЛР)
8
8
92
92
Самостоятельная работа:
1
Курсовая работа (КР)
Расчетно-графическая работа (РГР)
9
9
1
На курсовой проект (работу) выделяется не менее одной зачетной единицы трудоемкости (36 часов)
7
Вид работы
Реферат (Р)
Эссе (Э)
Самостоятельное изучение разделов
Контрольная работа (К)2
Самоподготовка (проработка и повторение
лекционного материала и материала
учебников и учебных пособий, подготовка
к лабораторным и практическим занятиям,
коллоквиумам, рубежному контролю и
т.д.),
Подготовка и сдача зачета
Подготовка и сдача экзамена3
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
2
3
Трудоемкость, часов
5 семестр
Всего
33
33
50
50
36
Экзамен
36
Только для заочной формы обучения
При наличии экзамена по дисциплине
8
Таблица 2 – Разделы дисциплины
№
раздела
Наименование разделов
Количество часов
Аудиторная Внеработа
ауд.
Всего
работа
Л ПЗ ЛР
СР
11
1 10
4
Основные законы теории цепей
Методы анализа резистивных цепей
постоянного тока
Анализ установившегося режима в
цепях синусоидального тока
Трехфазные цепи
5
Магнитные цепи
11
-
1
-
10
6
Электрические машины и аппараты.
18
1
1
4
12
7
Электрические измерения
Элементная
база
современной
электроники.
Электронные
устройства на дискретных элементах
Итого:
10
-
-
-
10
11
-
1
-
10
99
4
4
8
83
1
2
3
8
11
1
-
-
10
14
1
-
4
9
13
-
1
-
12
4.3 Лабораторные работы
Таблица 3 – Наименование лабораторных работ
№
№
Наименование лабораторных работ
ЛР раздела
1
3
2
6
Исследование неразветвленной электрической цепи
переменного тока
Исследование характеристик трехфазного
асинхронного двигателя
Кол-во
часов
4
4
4.4 Практические занятия
Таблица 4 – Наименование практических занятий
№
№
Тема
занятия раздела
Расчет трехфазных цепей
1
4
Расчет магнитных цепей
2
5
Кол-во
часов
1
1
9
№
№
занятия раздела
3
6
4
8
Кол-во
часов
Тема
Расчет характеристик силовых трансформаторов.
Расчет характеристик электрических машин
постоянного тока.
Расчет характеристик асинхронных двигателей.
Расчет полупроводниковых выпрямителей
параметрических стабилизаторов напряжения
и
1
1
4.5 Самостоятельное изучение разделов дисциплины
Таблица 5 – Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение студентами
№
Кол-во
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
раздела
часов
Метод наложения и принцип взаимности.
1-2
10
Двухполюсники.
3
Колебания энергии и мощность в электрических цепях
переменного тока. Резонансные явления в цепях
однофазного синусоидального тока. Повышение
коэффициента мощности.
5
4
Аварийные режимы в трехфазных электрических цепях.
5
5
Магнитные цепи постоянного и переменного тока.
Особенности трехфазных трансформаторов. Генераторы
постоянного тока. Управление электроприводом.
Измерение токов, напряжений, сопротивлений,
мощности и энергии.
10
6
7
8
5
10
Трёхфазные выпрямители. Импульсные стабилизаторы
напряжения. Импульсные устройства.
5
Итого:
50
4.6 Расчетно-графическая работа
Таблица 6 – Наименование тем расчетно-графической работы
№
Задачи расчетно-графической
работы
1.
Расчет цепи постоянного тока.
2.
Расчет
трехфазной
цепи
симметричными
несимметричными нагрузками.
Форма представления
результатов решения задач
Раздел пояснительной записки
(объемом не более 5 стр.)
с Раздел пояснительной записки
и (объемом не более 5 стр.)
Затраты
времени
(час.)
4,5
4,5
10
5. Образовательные технологии
Для достижения наиболее эффективных результатов освоения
дисциплины при реализации различных видов учебной работы применяются
информационные технологии (использование компьютерных тестирующих
средств оценки уровня знаний обучаемых, использование мультимедийного
сопровождения лекций, электронных мультимедийных учебных пособий и
др.) и интерактивные методы и технологии обучения, с учетом содержания
дисциплины и видов занятий, предусмотренных учебным планом.
5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые
в аудиторных занятиях
Таблица 7 – Распределение интерактивных технологий по видам занятий
Вид занятия
Используемые интерактивные
Количество
Семестр
образовательные
технологии
(Л, ПР, ЛР)
часов
4
Л
Лекция-визуализация
ПР
Технология
взаимодействия
Опережающая
работа
ЛР
2
коллективного
2
самостоятельная
4
Итого:
6.
Оценочные средства для текущего
успеваемости и промежуточной аттестации
8
контроля
Оценка уровня освоения дисциплины осуществляется в виде текущего,
рубежного и промежуточного контроля успеваемости студентов
университета, и на основе критериев оценки уровня освоения дисциплины.
11
№
п/п
1
Вид
контроля
Текущий
контроль
Форма
контроля
Тестирование
2
Рубежный
контроль
Защита
лабораторных
работ
Выполнение
РГР работы
3
Промежуточный Экзамен
контроль
по
дисциплине
Фонды
оценочных средств
Комплект
тестовых
заданий
по
разделу
«Основы
теории
электрических цепей»
Комплект
тестовых
заданий
по
разделу
«Магнитные цепи»
Комплект
тестовых
заданий
по
разделу
«Электрические машины и
аппараты»
Комплект
тестовых
заданий
по
разделу
«Электрические
измерения»
Комплект
тестовых
заданий
по
разделу
«Дискретно-аналоговые
устройства»
Форма
отчета
по
лабораторной работе.
Варианты заданий к РГР
«Расчет
электрических
цепей»
Вопросы
к
экзамену,
комплект
тестовых
заданий по дисциплине
Место
размещения
УМК
по
дисциплине
УМК
по
дисциплине, МУ
по выполнению
лабораторных
работ
УМК
по
дисциплине. МУ
по выполнению
РГР
УМК
по
дисциплине
12
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
(модуля)
7.1 Основная литература.
2. Белов Н. В. Электротехника и основы электроники [Электронный
ресурс]: учебное пособие / Н. В. Белов, Ю. С. Волков - Санкт-Петербург:
Лань, 2012 - 432 с. (http://e.lanbook.com)
3. Епифанов А. П. Электрические машины [Электронный ресурс]:
учебник / А. П. Епифанов - Санкт-Петербург: Лань, 2006 - 272 с.
(http://e.lanbook.com)
4. Иванов И. И. Электротехника и основы электроники [Электронный
ресурс]: [учебник] / И. И. Иванов, Г. И. Соловьев, В. Я. Фролов - СанктПетербург: Лань, 2012 - 736 с. (http://e.lanbook.com)
7.2 Дополнительная литература
Не предлагается.
7.3 Интернет-ресурсы
На
сайте
библиотеки
http://library.ugatu.ac.ru/
в
разделе
«Информационные ресурсы», подраздел «Доступ к БД» размещены ссылки
на интернет-ресурсы.
Учебно-методические разработки кафедры размещены на сайте
кафедры ТОЭ http://toe.ugatu.ac.ru. и в электронной коллекции
образовательных ресурсов УГАТУ http://www.library.ugatu.ac.ru.
7.4 Методические указания к лабораторным занятиям
1. Электрические цепи. Электрические машины. Лабораторный
практикум по дисциплинам «Электротехника и электроника» и «Общая
электротехника и электроника»/ Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост. Р.В.
Ахмадеев, И.В. Вавилова, Т.М. Крымская, О.В. Мельничук. – Уфа, 2012. - 66
с.
2. Ахмадеев Р.В., Крымская Т.М., Мельничук О.В. Электроника.
Лабораторный практикум.: учебное электронное издание локального доступа
(© 2012 Уфимский государственный авиационный технический университет.
Регистрационное свидетельство обязательного федерального экземпляра
электронного издания №27143; номер государственной регистрации
обязательного экземпляра электронного издания – 0321202375)
13
7.5 Методические указания к практическим занятиям
Электротехника. Практикум по дисциплинам «Электротехника и
электроника» и «Общая электротехника и электроника»/ Уфимск. гос. авиац.
техн. ун-т; Сост. Р.В. Ахмадеев, И.В. Вавилова, Т.М. Крымская,
О.В. Мельничук. – Уфа, 2012. - 32 с.
7.6 Методические указания к выполнению расчетно-графических
работ и другим видам самостоятельной работы.
1. Электрические цепи, электромагнитные устройства: Методические
указания к выполнению расчетно-графических работ по дисциплине
«Электротехника и электроника» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Р. В.
Ахмадеев, И. В. Вавилова, П. А. Грахов, Т. М. Крымская Р. Г. Фаррахов. Уфа, 2012. – 64 с.
7.7 Программное обеспечение современных информационнокоммуникационных технологий
− Windows XP Pro Rus (Операционная система). Держатель лицензии –
ФГБОУ УГАТУ;
− MS Office 2003, 2007 (Работа с документами). Держатель лицензии –
ФГБОУ УГАТУ;
− MS Windows Server 2003 (Операционная система). Держатель лицензии
– ФГБОУ УГАТУ;
− MicroCap 9.0 (Прикладное ПО). Демо-версия (ограниченная).
Распространяется свободно.
− Интернет-система дистанционного обучения по электротехнике «ЭДО»
Интернет-система дистанционного обучения по электротехнике «ЭДО»
интегрирована в сайт кафедры ТОЭ http://toe.ugatu.ac.ru.
Элементы Интернет системы «ЭДО» входят в "Каталог программ,
рекомендованных научно-методическим советом по электротехнике и
электронике Министерства образования и науки Российской федерации".
Интернет-система дистанционного обучения электротехнике «ЭДО»
предоставляет следующие средства усвоения дисциплины:
− доступ к учебным программам всех дисциплин, читаемых на кафедре
ТОЭ;
− гипертекстовый доступ к электронным версиям учебных пособий,
методических указаний и сборников задач, разработанных
преподавателями кафедры ТОЭ;
14
− возможность
автоматизированной
проверки
студентами
индивидуальных заданий в рамках решения расчетно-графических и
курсовых работ, контрольных и домашних заданий;
− возможность студентам получить контекстную подсказку при решении
индивидуальных заданий;
− возможность преподавателю отслеживать ход выполнения студентами
индивидуальных заданий в режиме реального времени с помощью
электронного журнала.
Гипертекстовый доступ обеспечен к электронным версиям учебнометодических изданий кафедры с 2002 – 2012 г.г., а также к электронным
версиям учебно-методических разработок, переданных в редакционноиздательский отдел:
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Материально-техническое оснащение кафедры достаточно для
качественного проведения учебного процесса и научных исследований.
В распоряжении кафедры имеется 12 аудиторий, в том числе
2 лекционные аудитории, оснащенные мультимедийным оборудованием,
6 специализированных лабораторий, 1 компьютерный класс, оснащенный
мультимедийным оборудованием, современными компьютерами, серверами,
и 3 учебно- и научно-исследовательских.
1. Лекционные аудитории для проведения лекционных и практических
занятий:
− ауд. 4-216 – лекционная аудитория площадью 47 кв. м, на 48 посадочных
мест, оснащена компьютером, проектором, экраном, меловой доской и
оборудована кондиционером;
− ауд. 4-319 –лекционная аудитория площадью 40 кв. м, на 48 посадочных
мест, оснащена интерактивной доской и проектором, меловой доской, при
проведении лекционных и практических занятий предусмотрено
использование ноутбука;
2. Специализированные лаборатории для проведения лабораторных
работ:
− ауд. 4-218 – лаборатория электротехники и электроники площадью
46,6 кв. м,
оснащена
4-мя
стандартными
электротехническими
лабораторными стендами на 12 рабочих мест, а также 18-ю посадочными
местами для работы в режиме лекционных и практических занятий,
оборудована кондиционером; (лаб. стенды ЛЭС-2 – 4 шт.);
15
− ауд. 4-227 – лаборатория электротехники и электроники площадью
47,3 кв. м,
оснащена
5-ю
стандартными
электротехническими
лабораторными стендами на 15 рабочих мест, а также 24-мя посадочными
местами для работы в режиме лекционных и практических занятий; (лаб.
стенды; (лаб. стенды «Квазар» - 5 шт.).
3.
Компьютерный класс, где проводятся виртуальные лабораторные
работы на макетах, и где студенты могут выполнять курсовые и расчетнографические работы, курсовые проекты, проверять правильность выполнения
задания в автоматическом режиме, используя Интернет систему «ЭДО»:
− ауд. 4-223 – площадью 70 кв. м, оснащен современным мультимедийным
оборудованием (проектором, экраном) и доской для записи
фломастерами, 15-ю современными компьютерами, 2-мя серверами. Все
компьютеры находятся в локальной сети. Имеется выход в Интернет.
4.
Научно-исследовательские
и
учебно-исследовательские
лаборатории общей площадью 41,8 кв. м, где студенты могут заниматься
научной работой по тематике НИОКР кафедры.
Каждая аудитория имеет технический паспорт, в котором отмечены все
характеристики помещения и размещенное оборудование. Общая площадь
помещений, закрепленных за кафедрой, – 788 кв.м., в том числе учебных
аудиторий – 545 кв.м. Общая стоимость оборудования, закрепленного за
кафедрой, – 7746,639 тыс.руб.
16