Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Череповецкий государственный университет

Инженерно-технический институт

Кафедра электроэнергетики и электротехники

Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Общая электротехника и электроника» для студентов заочной формы обучения.

Специальности:

Череповец

2011

Рассмотрено на заседании кафедры электропривода и электротехники

Протокол № от

Одобрено редакционной комиссией института металлургии и химии

Протокол № от

Составители: Кудрявцева А.К., Матвеева О.Л., Динерштейн О.А., Новикова Н.А.

Рецензенты

Научный редактор

Предисловие

В соответствии с учебным планом курс «Общая электротехника и электроника» предусматривает чтение лекций (как правило, в ограниченном объеме и только по основным разделам), практические занятия для закрепления необ­ходимых вопросов и лабораторный практикум. Перечень тематики изучаемого материала и список лабораторных работ изложен в рабочей программе. Одним из основных видов занятий по курсу является выполнение контрольных работ. Предлагаемые задания охватывают весь основной материал курса и соответст­вуют программе. Целью контрольных работ является окончательная проверка усвоения студентами соответствующих разделов курса.

1. Общие методические указания

1.1. Рабочая программа Курса «Общая электротехника и электроника»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ

Электрическая энергия, ее особенности и области применения. Роль элек­тротехники и электроники в современном производстве. Развитие электротех­ники как науки. Значение электротехнической подготовки для инженеров не­электротехнических специальностей. Содержание и структура курса. Методи­ка организации процесса обучения.

Линейные электрические цепи постоянного тока. Основные понятия и оп­ределения. Источники и приемники электрической энергии. Параметры эле­ментов электроцепей. Схемы замещения. Выбор положительных направлений ЭДС, напряжений и токов. Режимы работы источника энергии. Холостой ход, короткое замыкание, согласованный режим работы источника.

Методы анализа однофазных линейных электрических цепей. Применение к анализу законов Ома и Кирхгофа. Анализ цепей методом эквивалентных преобразователей. Метод контурных токов. Метод узловых напряжений. Анализ цепей методом эквивалентного активного двухполюсника.

Линейные электрические цепи синусоидального тока. Однофазные цепи. Достоинства переменного тока. Генерирование переменного тока. Мгновен­ные, амплитудные, действующие значения синусоидально-изменяющихся ве­личин. Начальная фаза. Сдвиг фаз. Изображение синусоидальных величин с помощью векторов. Метод векторных диаграмм.

Комплексное изображение синусоидального тока. Комплексные сопротивление и проводимость. Комплексное сопротивление. Комплексная проводимость. Треугольник напряжений, треугольник сопротивлений.

Энергетические характеристики электрических цепей синусоидального тока. Мгновенная мощность цепи с RL и С элементами. Активная, реактивная, полная мощность. Выражение мощности в комплексной форме.

Резонансные свойства электрических цепей синусоидального тока. Резонанс токов. Резонанс напряжений.

Понятие о расчете сложных цепей символическим методом.

Трехфазные линейные электрические цепи Принцип построения трехфазных линейных электрических цепей. Фазные и линейные величины. Схемы соединения трехфазных цепей. Соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами. Мощность трехфазной цепи. Анализ схем трехфазных электрических цепей.

Магнитные цепи и электромагнитные устройства Основы теории магнетизма. Основные физические величины и соотношения. Магнитные свойства ферромагнитных материалов. Магнитные цепи постоянного тока. Особенности физических процессов в магнитных цепях переменного тока.

Физические основы построения и работы простейших электромагнитных устройств. Свойства магнитопровода с регулируемым зазором. Физические основы построения ферромагнитных стабилизаторов. Принцип работы электромагнитных механизмов. Электромагнитные реле.

Трансформаторы. Общие сведения о трансформаторах напряжений. Принцип работы однофазных трансформаторов.

Режимы работы трансформаторов. Опыт холостого хода трансформатора. Опыт короткого замыкания. Внешняя характеристика и КПД трансформатора.

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Электронные приборы. Электроника и ее роль в современном, произ­водстве. Принцип действия полупроводникового диода, его характеристики. Понятие о стабилитроне. Принцип действия, характеристики и назначение биполярного и полевого транзисторов. Тиристоры, принцип действия, назначение и характеристики.

Электронные устройства. Выпрямители. Электрические схемы и прин­ципы работы однофазных и трехфазных выпрямителей. Понятие об управ­ляемых выпрямителях. Электрические сглаживающие фильтры.

Усилители. Определение, классификация и основные параметры усилите­лей. Общие принципы работы электронных усилителей, динамические характеристики.

Классы усиления. Практические схемы, назначение элементов. Особен­ности усилителей постоянного тока. Операционные усилители и их при­менение.

Импульсные устройства. Интегрирующие и дифференцирующие цепи. Транзисторный ключ. Симметричный триггер, применение. Электронные ге­нераторы с самовозбуждением. Мультивибратор. Понятие о преобразо­вательных устройствах

Цифровая электроника. Введение в цифровую электронику. Общие сведения о цифровых сигналах. Основные операции и элементы алгебры логики. Комбинационные устройства: шифраторы, дешифраторы, мультиплексеры, демультиплексеры, сумматоры.

Последовательностные устройства. Триггеры: RC триггеры на элементах "ИЛИ-НЕ", "И-НЕ"; синхронные триггеры; Т-триггеры; I-K триггеры; D триггеры.

Двоичные счетчики импульсов на сумму и на разность. Понятие о реверсивных счетчиках. Принцип построения декадного счетчика.

Параллельные и последовательные регистры.

Цифровые преобразователи. Общие сведения. Цифро-аналоговые и аналаго-цифровые преобразователи.

Программируемые цифровые устройства. Оперативное запоминающее устройство. Арифметико-логическое устройство. Упрощенная структурная схема микропроцессора.