8. Материально–техническое обеспечение дисциплины

8.1. Специализированная лаборатория со стендами для проведения лабораторных работ.

8.2. Компьютерный класс кафедры ЭС и ЭЭ для выполнения РГР.

8.3.Библиотека с необходимой учебной и научной литературой.

. 3.Методические рекомендации (материалы) преподавателям

Преподавание дисциплины осуществляется в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования.

Целью методических рекомендацийявляется повышение эффективности теоретических и практических занятий вследствие более четкой их организации преподавателем, создания целевых установок по каждой теме, систематизация материала по курсу, взаимосвязи тем курса, полного материального и методического обеспечения образовательного процесса.

Средства обеспечения освоения дисциплины.

При изучении дисциплины рекомендуется использовать следующие средства:

- рекомендуемую основную и дополнительную литературу;

- методические указания и пособия;

- контрольные задания для закрепления теоретического материала;

- электронные версии учебников и методических указаний для выполнения практических работ.

Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

Для максимального усвоения дисциплины рекомендуется изложение лекционного материала с элементами обсуждения.

Для максимального усвоения дисциплины рекомендуется письменный опрос (тестирование) студентов по материалам лекций и практических работ. Подборка вопросов для тестирования осуществляется на основе изученного теоретического материала. Такой подход позволяет повысить мотивацию студентов при конспектировании лекционного материала.

Для освоения навыков поисковой и исследовательской деятельности студент пишет контрольную работу или реферат по выбранной теме.

Требования к лекции:

- научность и информативность (современный научный уровень), доказательность и аргументированность, наличие достаточного количества ярких, убедительных примеров, фактов, обоснований, документов и научных доказательств;

- активизация мышления слушателей, постановка вопросов для размышления, четкая структура и логика раскрытия последовательно излагаемых вопросов;

- разъяснение вновь вводимых терминов и названий, формулирование главных мыслей и положений, подчеркивание выводов, повторение их;

- эмоциональность формы изложения, доступный и ясный язык.

Преподаватель должен помогать студентам и следить, все ли они понимают, успевают. Средство, помогающие конспектированию, - акцентированное изложение материала лекции, т. е. выделение голосом, интонацией, повторением наиболее важной, существенной информации, использование пауз, записи на доске, демонстрации иллюстративного материала, строгое соблюдение регламента занятий.

Искусство лектора помогает хорошей организации работы студентов на лекции. Содержание, четкость структуры лекции, применение приемов поддержания внимания - все это активизируетмышление и работоспособность, способствует установлению педагогического контакта, вызывает у студентов эмоциональный отклик, воспитывает навыки трудолюбия, формирует интерес к предмету.

После каждого лекционного и практического занятия сделать соответствующую запись в журналах учета посещаемости занятий студентами, выяснить у старост учебных групп причины отсутствия студентов на занятиях. Проводить групповые и индивидуальные консультации студентов по вопросам, возникающим у студентов в ходе их подготовки к текущей и промежуточной аттестации по учебной дисциплине, рекомендовать в помощь учебные и другие материалы, а также справочную литературу.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (УКАЗАНИЯ) СТУДЕНТАМ по изучению дисциплины и по всем видам работы студента

4.1.Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов

Цель: Дать чёткие инструкции по выполнению различных видов самостоятельной работы, рекомендации по построению режима работы, возможности консультирования у преподавателя. Указаны критерии оценивания СРС и перспективы использования накопленных материалов. Приобретенные практические навыки помогают студентам в работе, позволяют проявить себя с первых дней, более успешно усовершенствовать профессиональные умения и навыки в дальнейшем, а также способствуют более уверенному принятию самостоятельных решений.

Рекомендации по рациональной организации самостоятельной работы:

Что нужно знать студенту? Одна из важнейших задач - научить студента самостоятельно учиться не только в ВУЗе, но и в дальнейшем всю жизнь.

Во время учебы в ВУЗе закладывается лишь фундамент знаний по избранной специальности (направлению подготовки).

Студент в процессе обучения должен не только освоить учебную программу, но и приобрести навыки самостоятельной работы. Студенту предоставляется возможность работать во время учебы более самостоятельно, чем учащимся в средней школе. Студент должен уметь планировать и выполнять свою работу. Удельный вес самостоятельной работы составляет по времени 30% от всего времени изучаемого предмета. Это отражено в учебных планах и графиках учебного процесса, с которым каждый студент может ознакомиться у заведующего кафедрой или у преподавателя дисциплины..

Главное в период обучения своей специальности - это научиться методам самостоятельного умственного труда, сознательно развивать свои творческие способности и овладевать навыками творческой работы. Для этого необходимо строго соблюдать дисциплину учебы и поведения. Четкое планирование своего рабочего времени и отдыха является необходимым условием для успешной самостоятельной работы. В основу его нужно положить рабочие программы изучаемых в семестре дисциплин (имеются у заведующего кафедрой, в методическом кабинете и у преподавателя. Рекомендуется не только ознакомиться с этими документами, но и изучить их.

Ежедневной учебной работе студенту следует уделять 9-10 часов своего времени, т.е. при 6 часах аудиторных занятий самостоятельной работе необходимо отводить 3-4 часа.

Каждому студенту следует составлять еженедельный и семестровый планы работы, а также план на каждый рабочий день. С вечера всегда надо распределять работу на завтра. В конце каждого дня целесообразно подводить итог работы: тщательно проверить, все ли выполнено по намеченному плану, не было ли каких-либо отступлений, а если были, по какой причине это произошло. Нужно осуществлять самоконтроль, который является необходимым условием успешной учебы. Если что-то осталось невыполненным, необходимо изыскать время для завершения этой части работы, не уменьшая объема недельного плана

Работа на лекции: На лекциях студенты получают самые необходимые данные, во многом дополняющие учебники (иногда даже их заменяющие с последними достижениями науки). Умение сосредоточенно слушать лекции, активно, творчески воспринимать излагаемые сведения является непременным условием их глубокого и прочного усвоения, а также развития умственных способностей. Слушание и запись лекций - сложные виды вузовской работы. Внимательное слушание и конспектирование лекций предполагает интенсивную умственную деятельность студента. Слушая лекции, надо отвлечься при этом от посторонних мыслей и думать только о том, что излагает преподаватель. Краткие записи лекций, конспектирование их помогает усвоить материал.

Внимание человека неустойчиво. Требуются волевые усилия, чтобы оно было

сосредоточенным. Конспект является полезным тогда, когда записано самое существенное, основное. Это должно быть сделано самим студентом. Не надо стремиться записать дословно всю лекцию. Такое "конспектирование" приносит больше вреда, чем пользы. Некоторые студенты просят иногда лектора "читать помедленнее". Но лекция не может превратиться в лекцию-диктовку. Это очень вредная тенденция, ибо в этом случае студент механически записывает большое количество услышанных сведений, не размышляя над ними.

Запись лекций рекомендуется вести по возможности собственными формулировками. Желательно запись осуществлять на одной странице, а следующую оставлять для проработки учебного материала самостоятельно в домашних условиях. Конспект лучше подразделять на пункты, параграфы, соблюдая красную строку. Принципиальные места, определения, формулы следует сопровождать замечаниями: "важно", "особо важно", "хорошо запомнить" и т.п. Работая над конспектом лекций, всегда используй не только учебник, но и ту литературу, которую дополнительно рекомендовал лектор. Именно такая серьезная, кропотливая работа с лекционным материалом позволит глубоко овладеть знаниями.

4.2. Методические рекомендации к лабораторным работам, подготовка и порядок работы, требования к оформлению отчета

Все лабораторные работы выполняются на лабораторных стендах «ЭВ-4», в ауд. 144 согласно методическим указаниям «Электротехника и основы электроники» Методические указания к лабораторным работам для студентов заочной, вечерней и дневной форм обучения всех специальностей КТИРПХ часть 1 «Электрические цепи» 1990 г.; часть.2 «Электроника, электромагнитные устройства, переходные процессы1986 г.; часть 3 «Электрические машины» 1986 г..г.

4.2.1. Перед началом работы необходимо тщательно изучить и подробно ознакомиться со схемой и содержанием предстоящей лабораторной работы.

4.2.2. Начертить принципиальную схему работы в тетради. Продумать, каким образом производить коммутацию между узлами схем, разобраться в их назначении, уяснить работу схемы и ее элементов. После этого вычертить монтажную схему с указанием мест подключения перемычек или составить таблицу соединений, согласно которой будет производиться коммутация элементов аппаратов.

4.2.3. Сборку схемы производить только при отключенной питающей сети. После окончания сборки схемы тщательно проверить правильность соединений в соответствии с рисунками, прилагаемых к лабораторным работам. Убедиться в отсутствии коротких замыканий в монтаже схемы. После чего обратиться к преподавателю за разрешением на проведение лабораторной работы.

Содержание отчета к каждой лабораторной работе приведено в 7.1.2 [8]. Отчет по лабораторной работе следует выполнять в соответствии с требованием к оформлению текстовых учебных документов: лабораторных работ, РГР, курсовых работ и проектов, дипломных проектов 7.1.2 [9].

4.3 Методические указания к выполнению РГР

Исходные данные

Каждый студент в соответствии со своим вариантом для электрической схемы, представленной на рисунке и по заданным в таблице сопротивлениям и ЭДС, должен выполнить следующее:

1) составить систему уравнений, необходимых для определения токов по первому и второму законам Кирхгофа;

2) найти все токи, пользуясь методом контурных токов;

3) определить показание вольтметра и составить баланс мощностей;

4) построить в масштабе потенциальную диаграмму для внешнего контура.

Вари ант	Рис.	R1 Ом	R2 Ом	R3 Ом	R4 Ом	R5 Ом	R6 Ом	R7 Ом	R8 Ом	E1 В	E2 В	E3 В
1	1	40	65	15	15	20	40	80	45	100	85	50
2	2	15	80	40	80	50	15	25	40	90	65	95
3	3	45	70	45	70	40	40	10	30	50	90	85
4	4	65	65	70	50	15	45	40	45	95	80	90
5	5	40	40	25	20	10	40	20	20	65	70	70
6	6	50	45	80	40	30	45	70	50	85	55	85
7	7	20	80	10	10	40	20	80	45	90	115	75
8	8	15	70	90	40	45	85	25	40	80	100	65
9	1	45	10	50	50	80	65	15	40	60	55	90
10	2	10	30	95	45	20	90	10	50	70	50	85
11	3	40	20	65	40	10	80	60	25	80	95	95
12	4	65	50	85	30	70	70	40	45	85	85	90
13	5	45	45	90	45	25	55	45	65	75	80	70
14	6	25	40	80	20	40	15	80	40	65	75	85
15	7	30	40	60	50	80	10	20	45	75	90	75
16	8	80	20	70	45	25	55	10	20	110	60	55
17	1	15	55	80	40	10	65	70	40	85	95	50
18	2	65	40	85	40	40	80	25	45	90	65	60
19	3	20	15	75	50	20	95	80	60	85	80	85
20	4	45	40	65	25	70	80	10	10	70	70	90
21	5	40	45	75	45	80	75	15	65	60	50	85
22	6	10	40	10	65	40	90	80	40	95	65	70
23	7	80	45	50	30	80	60	20	65	80	95	60
24	8	45	20	15	15	25	85	10	70	65	50	95
25	1	15	75	25	45	25	20	45	65	75	90	80
26	2	40	45	45	80	80	45	60	10	90	85	65
27	3	65	50	80	20	25	40	10	25	85	80	75
28	4	40	30	50	40	10	30	65	80	70	95	90
29	5	45	10	10	65	40	45	40	40	60	65	85
30	6	20	15	30	80	20	20	65	45	65	75	70
31	7	40	70	40	50	70	50	70	20	95	80	60
32	8	45	65	45	25	80	45	65	40	90	55	65
33	1	60	70	20	15	25	80	45	80	80	95	95
34	2	10	80	45	10	15	25	40	25	70	65	90
35	3	65	45	40	30	10	10	30	10	55	80	50
36	4	40	45	45	65	60	40	45	40	115	95	95
37	5	65	40	30	65	40	20	85	20	100	65	65
38	6	70	30	10	25	45	70	50	70	55	85	85
39	7	65	10	20	20	70	80	45	80	65	90	90
40	8	10	15	40	15	15	25	40	25	80	80	80
41	1	25	25	30	45	25	45	20	40	95	60	60
42	2	80	20	65	70	80	45	70	45	80	70	95
43	3	50	15	50	45	25	40	80	60	75	80	85
44	4	45	65	30	40	10	30	25	10	100	85	90
45	5	30	80	40	10	40	45	15	65	85	75	70
46	6	15	45	40	40	20	20	10	40	115	65	85
47	7	40	40	40	45	70	50	60	65	65	75	75
48	8	20	10	70	25	80	45	40	70	90	110	65
49	1	45	15	80	15	25	40	45	65	120	50	90
50	2	30	40	65	80	40	35	80	45	50	90	85

4.3.1 Последовательность выполнения РГР

Рассмотрим в качестве примера расчет двухконтурной цепи, приведенной ниже на рисунке 9.

1. Изобразим схему без подключения вольтметра (см. рисунок 10).

2. Выберем независимые контуры, и зададим в них направление контурных токов. Направление контурных токов целесообразно для всех контуров выбрать одинаковым, например, по часовой стрелке. В нашей схеме имеется два независимых контура. Контурные токи обозначим I_I и I_II.

3. Для каждого контура запишем уравнения по второму закону Кирхгофа. Для собственных сопротивлений падение напряжения в уравнениях следует записывать со знаком «+». Для общих сопротивлений – со знаком «–».

Для контура Iсобственное сопротивление равно (R₁+R₂+R₃+R₄), для контураIIсобственное сопротивление равно (R4+R5+R6). Взаимные сопротивления контуровIиIIодинаковы и равныR₄. Учитывая изложенное, уравнения по второму закону Кирхгофа, составленные по методу контурных токов, имеют следующий вид

E₁+E₂=(R₁+R₂+R₃+R₄)·I_I–R₄·I_IIпервый контур,

–E₂= (R₄+R₅+R₆)·I_II–R₄·I_Iвторой контур.

4. Запишем в матричном виде приведенные уравнения. Для нашей схемы уравнения имеют следующий вид

Преимущество предложенного выбора направления контурных токов заключается в наглядности проверки правильности записи контурных уравнений. В этом случае на главной диагонали матрицы сопротивлений все элементы должны быть со знаком «+», а на вспомогательных диагоналях – со знаком «–».

5. Далее, необходимо в средеMathcadрешить это матричное уравнение и определить контурные токиI_IиI_II.

6. Задаем условно положительные направления токов (I1, I2, I3) в ветвях (см. рисунок 10).

7.Определяем токи в ветвях, используя следующее правило. Если в ветви протекает один контурный ток, и направление тока в ветви совпадает с направлением контурного тока, то принимают Iв=Iк. Если направления токов не совпадают, тоIв= –Iк. Если в ветви протекают несколько контурных токов, то ток ветви равен их алгебраической сумме. В нашем случае

I1=I_I,I2=–I_I+I_II,I3=–I_II.

8. Проверяем правильность решения задачи используя баланс мощности, который можно сформулировать так: алгебраическая сумма мощностей генераторов, должна равняться арифметической сумме мощностей, потребляемой нагрузкой (сопротивлениями). Если в результате расчета мощность генератора отрицательна, то это означает, что генератор работает в качестве двигателя и не генерирует мощность, а потребляет ее от других генераторов. Знак мощности генератора записываем со знаком «+», если направление ЭДС генератора совпадает с условно положительным направлением тока в ветви, где находится ЭДС. В нашем случае баланс мощности записывается так:

Е₁·I1–E₂·I2=I1²·(R₁+R₂+R₃)+I2²·R₄+I3²·(R₅+R₆).

4.3.2 Решения задачи в среде Mathcad

Исходные данные

Матрица сопротивлений

Матрица ЭДС

Контурные токи

,

где R^-1матрица обратная матрице R.

Токи в ветвях

Суммарная мощность генераторов

Мощность нагрузки

Сравнивая значения мощности генераторов убеждаемся в правильности решения задачи.

9. Построение потенциальной диаграммы

Потенциальная диаграмма представляет собой график зависимости потенциала точек схемы от сопротивлений и эдс. При построении потенциальной диаграммы обычно одной из точек электрической цепи присваивают потенциал равным нулю. Потенциалы остальных точек находят используя следующие правила. При переходе через ЭДС в направлении стрелки потенциал скачком увеличивается на значение ЭДС. В противном случае – уменьшается на величину ЭДС. При переходе через сопротивление в направлении тока ветви, потенциал новой точки записывается следующим образом:

где –потенциал предыдущей точки;

–потенциал новой точки.;

I·R –падение напряжения на сопротивлении R ветви.

Если переход через сопротивление выполняется против направления тока, то падение напряжения на сопротивлении записывается со знаком «+».

Перед построением потенциальной диаграммы следует выбрать масштаб по оси сопротивлений и оси потенциалов. Масштаб сопротивлений определим как частное от деления размера графика по оси сопротивлений на суммарное сопротивление по внешнему контуру. Для определения масштаба по оси потенциалов необходимо предварительно рассчитать потенциалы всех точек и найти максимальное значение по положительной и отрицательной осям. Затем, задавшись размером графика по оси потенциалов, рассчитать масштаб. В нашем случае потенциалы точек равны:

φ_a=0 B, φ_b=-11,74 B, φ_с=-19,56 B, φ_d=10.435 B, φ _e=11.3 B, φ _f=15.65 B.

Наибольшие значения по оси потенциалов равны 19,56 B и 15.65 B.

Выбираем размер графика по оси R и f равным 10 см Тогда

где суммарное сопротивление по внешнему контуру

Ниже на рисунке приведена потенциальная диаграмма для рассматриваемого примера

Рисунок 11 Потенциальная диаграмма по внешнему контуру для рисунка 10

5. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных (текущих) и итоговой аттестации по дисциплине

5.1 График промежуточных (текущих) аттестаций и контроля выполнения студентом учебной программы в учебном семестре

№ п/п	ФИО студента	График промежуточных (текущих) аттестаций и контроля выполнения студентом учебной программы в учебном семестре
		Месяцы
		сентябрь			октябрь				ноябрь			декабрь
		№ л/р			№ л/р			промежуточная аттестация	№ л/р			промежуточная аттестация	№ л/р	зачет
		1	2	3	4	5	6		7	8	9		10

Контроль текущей успеваемости осуществляется по выполнению, оформлению и защите лабораторных работ и расчетно–графической работы.