ТЕРМОДИНАМИКА;doc

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
5
6
6
7
9
10
10
11
11
11
12
13
13
13
13
13
13
14
14
15
17
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины:
- формирование у студентов системы знаний в области теории
электромагнитных процессов, а также создание основы электротехнического
образования и базы для восприятия и изучения совокупности средств,
способов и методов человеческой деятельности, направленных на
исследование, разработку и применение электротехнических, электронных
устройств и систем, а также подготовка специалистов, знающих
современную элементную базу типовых электрических и электронных
устройств, основ элементной базы ЭВМ;
- обеспечение теоретической и практической подготовки бакалавра в области
электротехники; развитие технического мышления; приобретение знаний,
необходимых для изучения специальных дисциплин, связанных с
эксплуатацией, построением, расчетом и анализом электрических и
электронных устройств.
Задачи:
• Изучение методов анализа и расчета линейных и нелинейных
электрических и магнитных цепей при различных входных
воздействиях;
• Изучение методов расчета переходных процессов в электрических
цепях.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина относится к дисциплинам базовой части учебного цикла –
Б3 Базовая часть. Предшествующими курсами, на которых непосредственно
базируется дисциплина «Электротехника» 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;
• Инженерная графика – правила оформления конструкторской
документации в соответствии с ЕСКД.
Вместе с тем курс «Электротехника» является основополагающим для
изучения дисциплин:
• ЭВМ и периферийные устройства;
• Сети и телекоммуникации.
4
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
направлению подготовки 230100 – Информатика и вычислительная техника:
а) профессиональных (ПК):
• Обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять
постановку и выполнять эксперименты по проверке их
корректности и эффективности (ПК-6);
б) общекультурных (ОК)
• умением использовать правовые нормативные документы в своей
деятельности (ОК-5).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
• фундаментальные законы электрических и магнитных цепей;
• основные методы анализа и расчета токов и напряжений при
стационарных и переходных процессах в электрических цепях;
Уметь:
• выполнять расчет токов и напряжений в электрических цепях при
постоянном и синусоидальном воздействии в установившемся
режиме и переходных процессах;
Владеть:
• современными
методами
и
средствами
проектирования
функциональных узлов ЭВМ;
• программами автоматизированного анализа электронных схем;
Приобрести опыт деятельности:
• синтеза и анализа схем ЭВМ.
5
4. Содержание и структура дисциплины (модуля)
4.1 Содержание разделов дисциплины
№
Наименование
раздела
раздела
1
2
1
2
3
Содержание раздела
Форма
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.
4
ЛР, Т
Анализ
резистивных
цепей
методами
эквивалентного
преобразования. Расчет сложных
цепей постоянного тока с помощью
законов
Кирхгофа.
Баланс
мощностей. Двухполюсники.
Резистивный,
емкостной
и
Анализ
индуктивный
элементы
цепей
установившегося
режима в цепях синусоидального тока. Законы
синусоидального Кирхгофа в комплексной форме.
Линейные
цепи
однофазного
тока
синусоидального тока. Анализ
электрических цепей в частотной
области. Частотные характеристики
устройств.
РГР
Методы анализа
резистивных
цепей
постоянного
тока
ЛР, Т
4
Возникновение
переходных
Переходные
процессы
в процессов. Законы коммутации.
Методы
анализа
переходных
линейных
процессов
в
линейных
электрических
электрических цепях.
цепях
РГР, ЛР
5
Многополюсные Основные
определения
и
цепи
классификация
четырехполюсников.
Системы
уравнений
пассивного
четырехполюсника. Передаточные
функции
и
частотные
характеристики
ЛР
6
четырехполюсников.
6
Магнитные цепи Основные
величины,
характеризующие магнитное поле.
Методы расчета магнитных цепей
как
цепей
с
нелинейными
элементами. Прямая и обратная
задачи.
ЛР
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 зачетных единицы
(144 часа).
Таблица 1 – Содержание разделов и формы текущего контроля
Вид работы
Трудоемкость, часов
3 семестр
Всего
Общая трудоемкость
144
144
52
52
Аудиторная работа:
Лекции (Л)
20
20
Практические занятия (ПЗ)
12
12
Лабораторные работы (ЛР)
20
20
56
56
Самостоятельная работа:
1
Курсовая работа (КР)
Расчетно-графическая работа (РГР)
15
15
Реферат (Р)
Эссе (Э)
Самостоятельное изучение разделов
20
20
2
Контрольная работа (К)
-
1
2
На курсовой проект (работу) выделяется не менее одной зачетной единицы трудоемкости (36 часов)
Только для заочной формы обучения
7
Вид работы
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)
3
Трудоемкость, часов
3 семестр
Всего
21
21
36
Экзамен
36
Экзамен
При наличии экзамена по дисциплине
8
Таблица 2 – Разделы дисциплины, изучаемые в 3 семестре
№
раздела
Наименование разделов
Количество часов
Аудиторная
Внеработа
ауд.
Всего
работа
Л ПЗ ЛР
СР
3
5
2 -
5
Основные законы теории цепей
Методы анализа резистивных цепей
постоянного тока
Анализ установившегося режима в
цепях синусоидального тока
Переходные процессы в линейных
электрических цепях
Многополюсные цепи
6
Магнитные цепи
13
2
2
4
5
Итого:
93
20 12
20
41
1
2
3
4
13
2
2
4
5
22
5
2
4
11
25
6
4
4
11
15
3
2
4
6
4.3 Лабораторные работы
Таблица 3 – Наименование лабораторных работ
№
№
Наименование лабораторных работ
ЛР раздела
1
1
2
3
3
4
4
5
5
6
Изучение аналитических методов расчета цепей и
их экспериментальная проверка
Исследование неразветвленной электрической цепи
переменного тока
Исследование переходных процессов при разряде
конденсатора на резистор и индуктивную катушку
Исследование пассивного четырехполюсника
Магнитные цепи с переменной магнитодвижущей
силой
Кол-во
часов
4
4
4
4
4
9
4.4 Практические занятия
Таблица 4 – Наименование практических занятий
№
№
Кол-во
Тема
занятия раздела
часов
Расчет линейных электрических цепей
1
2
2
постоянного тока
Расчет электрических цепей однофазного
2
3
2
синусоидального тока
Расчет
переходных процессов в линейных
3
4
2
электрических цепях классическим методом
Расчет
переходных процессов в линейных
4
5
2
электрических цепях операторным методом
Расчет четырехполюсников
5
5
2
6
6
Расчет магнитных цепей
2
4.5 Самостоятельное изучение разделов дисциплины
Таблица 5 – Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение студентами
№
Кол-во
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
раздела
часов
1
Электрические цепи постоянного тока.
2
2
Метод наложения и принцип взаимности.
Двухполюсники.
2
3
Колебания энергии и мощность в электрических цепях
переменного тока. Резонансные явления в цепях
однофазного синусоидального тока. Повышение
коэффициента мощности.
4
4
Классический и операторный методы расчета
переходных процессов. Применение интеграла Дюамеля
к расчету переходных процессов.
4
5
Многополюсные цепи.
4
6
Магнитные цепи постоянного и переменного тока.
4
Итого:
20
10
4.6 Расчетно-графическая работа
Таблица 6 – Наименование тем расчетно-графической работы
№
Задачи расчетно-графической
работы
1.
Расчет цепи постоянного тока.
2.
Расчет переходных
линейных цепях.
процессов
Форма представления
результатов решения задач
Раздел пояснительной записки
(объемом не более 5 стр.)
в Раздел пояснительной записки
(объемом не более 10 стр.)
Затраты
времени
(час.)
7,5
7,5
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
2
ПР
Технология
коллективного
взаимодействия
Опережающая
самостоятельная
работа
Лекция-визуализация
2
ЛР
5
Л
ПР
ЛР
Итого:
Технология
взаимодействия
Опережающая
работа
Технология
взаимодействия
4
2
коллективного
2
самостоятельная
4
коллективного
4
20
11
6. Оценочные средства для текущего
успеваемости и промежуточной аттестации
контроля
Оценка уровня освоения дисциплины осуществляется в виде текущего,
рубежного и промежуточного контроля успеваемости студентов
университета, и на основе критериев оценки уровня освоения дисциплины.
№
п/п
1
Вид
контроля
Текущий
контроль
Форма
контроля
Тестирование
Фонды
Место
оценочных средств
размещения
Комплект
тестовых УМК
по
заданий
по
разделу дисциплине
«Электрические
цепи
постоянного тока»
Комплект
тестовых
заданий
по
разделу
«Электрические
цепи
однофазного переменного
тока»
2
Рубежный
контроль
Защита
лабораторных
работ
Форма
отчета
лабораторной работе.
3
4
Выполнение
РГР работы
Промежуточный Экзамен
контроль
по
дисциплине
по УМК
по
дисциплине, МУ
по выполнению
лабораторных
работ
Варианты заданий к РГР УМК
по
«Расчет
электрических дисциплине. МУ
цепей»
по выполнению
«Расчет переходных
РГР
процессов в линейных
цепях»
Вопросы
к
экзамену, УМК
по
комплект
тестовых дисциплине
заданий по дисциплине
12
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля)
Для квалификации (степени) «бакалавр»
7.1 Основная литература
1. 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)
2. 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
http://library.ugatu.ac.ru/
в
разделе
На
сайте
библиотеки
«Информационные ресурсы», подраздел «Доступ к БД» размещены ссылки
на интернет-ресурсы.
7.4 Методические указания к лабораторным занятиям
1. Исследование электрических цепей: Лабораторный практикум по
дисциплинам «Электротехника», «Общая электротехника», «Электротехника
и электроника», «Общая электротехника и электроника», «Дополнительные
главы электротехники и электроники», «Спецглавы электричества» и
«Основы теории цепей» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: П.А. Грахов,
Т.М. Крайнова,
В.С. Лукманов,
Л.С. Медведева,
Е.В.Парфенов,
И.Е. Чечулина. – Уфа, 2012. – 66 с.
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.
13
7.6 Методические указания к выполнению расчетно-графических
работ и другим видам самостоятельной работы.
1. Расчет линейных электрических цепей: Методические указания к
выполнению
расчетно-графических
работ
по
дисциплинам
«Электротехника»,
«Электротехника
и
электроника»,
«Общая
электротехника», «Общая электротехника и электроника», «Дополнительные
главы электротехники и электроники» и «Спецглавы электричества»/
Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: В.С. Лукманов, И.Е. Чечулина, А.Р.
Фатхиев, Е.В. Ларионова, Р.М. Кузнецова. – Уфа, 2012. – 35с.
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-системы дистанционного обучения по электротехнике
«ЭДО»
Интернет-системы 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;
− 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;
14
− 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;
2. Специализированные лаборатории для проведения лабораторных
работ:
− ауд. 4-225 – лаборатория теоретических основ электротехники площадью
104,6 кв. м, оснащена 15-ю стандартными электротехническими
лабораторными стендами 45 рабочих мест и 33-мя посадочными местами
для работы в режиме лекционных и практических занятий, интерактивной
доской, проектором, при проведении занятий предусмотрено
использование ноотбука; (лаб. стенды ЛЭС-2 – 10 шт., БИС-Р – 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.
15
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