Оглавление

1. Введение

1.1. Предмет " Электротехника и промышленная электроника" и его задачи

«Электротехника и промышленная электроника» является общепрофессиональной учебной дисциплиной для студентов, обучающихся по специальности Ядерная и радиационная безопасность.

Цель данного курса состоит в том, чтобы обеспечить теоретическую и практическую подготовку инженеров по специальности «Ядерная и радиационная безопасность» в области электротехники, электроники, электрических измерений, электробезопасности и эксплуатации современного электрооборудования атомных электростанций в такой степени, что бы они могли выбирать необходимые электротехнические, электронные, электроизмерительные устройства, уметь их правильно эксплуатировать и составлять совместно с инженерами-электриками технические задания на разработку электронных частей автоматизированных установок для управления производственными процессами, а также правильно и технически грамотно решать вопросы экономии материальных и энергетических ресурсов.

Задачи дисциплины

Формирование четких представлений о принципах действия электронных устройств, позволяющих участвовать в работе по эксплуатации электронных устройств в плодотворном контакте со специалистами в области промышленной электроники; овладение знаниями по принципам действия аналоговых, цифровых и преобразовательных устройств, а также их использованию в электротехнических, электромеханических и энергетических установках;

• выработка умения оценивать технико-экономическую эффективность применения электронных устройств и определять их основные параметры$

• квалифицированно формулировать задания на разработку электронной аппаратуры и оценивать ее совместимость с другими устройствами.

Электротехника – область науки и техники, которая занимается анализом и практическим использованием для нужд промышленного производства всех физических явлений, связанных с электрическими и магнитными полями. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века.

В настоящее время электротехника включает в себя электроэнергетику, электронику, системы управления, обработку сигналов и связь.

Электроэнергетика – наука о выработке, передаче и использовании (потреблении) электроэнергии, а также о разработке устройств для этих целей. К таким устройствам относят: трансформаторы, электрические генераторы, электродвигатели, низковольтную аппаратуру и электронику для управления силовыми приводами.

Электроника – область науки и техники, в которой изучаются физические явления в полупроводниковых и электровакуумных приборах (Физическая электроника), электрические характеристики и параметры этих приборов, а также свойства устройств и систем с их использованием (Техническая электроника). Иначе говоря, электроника изучает электронные приборы и устройства, принцип действия которых основан на взаимодействии заряженных частиц с электромагнитными полями и используется для преобразования электромагнитной энергии (например, для передачи, обработки и хранения информации).

Промышленная электроника – прикладная область знаний, рассматривающая использование электровакуумных, полупроводниковых приборов и микроэлектронных устройств в различных областях промышленности.

Промышленная электроника затрагивает вопросы разработки и тестирования электронных цепей, в которых в качестве компонентов используются резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды и транзисторы с целью получения заданной функциональности. Резонансный контур, который позволяет отфильтровывать все радио сигналы кроме заданной станции является одним из примеров таких цепей.

До изобретения в 1959 году интегральных схем, цепь собиралась из отдельных компонентов. Эти схемы были ограничены в быстродействии, требовали много энергии и места. Однако, они всё ещё находят применение во многих устройствах. Для сравнения интегральные схемы включают в себя огромное количество (зачастую миллионы) крошечных компонентов, в основном транзисторов, которые умещаются на небольшом чипе, размером с монетку. Это сделало возможным появление мощных компьютеров и других электронных устройств, которые мы можем видеть сегодня.

Системы автоматического управления – адачами автоматических систем управления (и автоматизации в целом) является моделирование различных динамических систем и разработка систем управления, которые заставляют работать динамические системы нужным образом. Для создания таких устройств могут использоваться электрические схемы, процессоры цифровой обработки сигналов, микроконтроллеры и программируемые логические контроллеры. Системы управления имеют широкую область применения от систем, встраиваемых в энергетические установки (например на коммерческих авиалайнерах), автоматов постоянной скорости (имеющихся во множестве современных автомобилей) и ЧПУ в станках до систем управления на базе промышленных ПК в автоматизации промышленного производства.

Обработка сигналов – область науки и техники, в которой осуществляется восстановление, разделение информационных потоков, подавление шумов, сжатие данных, фильтрация, усиление сигналами. Например, приём сигнала на фоне шума описывается в виде процедуры фильтрации сигнала посредством фильтра, при этом ставится задача максимально ослабить шумы и помехи, и минимально исказить принимаемый сигнал.

По своей природе с могут быть как аналоговыми, так и цифровыми. Существует множество направлений обработки сигналов, зависящие от их природы. Для аналоговых сигналов используется аналоговая обработка с помощью аналоговых схем. Она может включать усиление и фильтрацию, модуляцию и демодуляцию. Для цифровых сигналов используется цифровая обработка с помощью цифровых схем.

Связь – передача сигналов (информации) на расстояние. В зависимости от того, какие сигналы используются для передачи информации, различают аналоговую и цифровую связь. Аналоговая связь – это передача непрерывных сообщений (например, звука или речи). Цифровая связь – это передача информации в дискретной форме (цифровом виде). В настоящее время цифровая связь вытесняет.