ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф.УШАКОВА»
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА ИМЕНИ Г.Я.СЕДОВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Общая электротехника и электроника»
26.05.05 – Б1.О.17 – 2024 г.
ИВТ им. Г.Я. Седова – филиал
ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Общая электротехника и электроника»
26.05.05 – Б1.О.17 – 2024 г.
СТРАНИЦА СТАТУСА ДОКУМЕНТА
Директор ИВТ им. Г.Я. Седова – филиала ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова»
А.В. Ющенко
СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА (СМК)
СИСТЕМА СТАНДАРТОВ КАЧЕСТВА (ССК)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Общая электротехника и электроника»
шифр и полное наименование
Рабочая программа дисциплины «Общая электротехника и электроника» составлена с учетом требований Международной Конвенции ПДНВ-78 с поправками, ФГОС «Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - специалитет по специальности 26.05.05 Судовождение (приказ Минобрнауки России от 15.03.2018 г. № 191)», учебного плана по специальности «26.05.05 Судовождение», а также в соответствии с требованиями и положениями СМК/ССК Института.
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании Математика, естественнонаучные и общепрофессиональные дисциплины, протокол № от г.
указать должность, наименование организации работодателя, ФИО, дату
Получено положительное заключение
Составитель(и) программы:
Специалист по УМР УМУ Института
1 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы.
В результате освоения основной профессиональной образовательной программы специалитета (бакалавриата), обучающийся должен овладеть следующими результатами обучения по дисциплине «Общая электротехника и электроника»:
Код и наименование компетенции
Планируемые результаты обучения по дисциплине
Код и наименование индикатора достижения компетенции
Знать:
- основные разделы электротехники и электроники, роль этих дисциплин в развитии современной навигационной техники и методов судовождения;
- электрические приборы и измерения, микропроцессорные средства измерения;
- принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности разрабатываемых и используемых основных электротехнических устройств;
- стандарты, технические условия и другие руководящие документы по использованию электроприборов и работе с электрооборудованием.
Уметь:
Владеть:
ОПК-2.1 Знает основные законы естественнонаучных дисциплин, связанные с профессиональной деятельностью
Знать:
Уметь:
- производить измерения электрических величин;
- включать электротехнические приборы, аппараты, машины, управлять ими и контролировать их эффективную и безопасную работу;
- оценивать техническое состояние судовых механизмов;
- осуществлять мероприятия по предотвращению производственного травматизма, в том числе от поражения электрическим током.
Владеть:
ОПК-2 Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, аналитические методы в профессиональной деятельности
ОПК-2.2 Умеет применять основные законы естественнонаучных дисциплин, связанные с профессиональной деятельностью
Знать:
Уметь:
Владеть:
- понятиями и законами теории электрических цепей и электромагнитного поля;
- теоретическими знаниями по основам эксплуатации судовых электрических машин и преобразователей, применению элементов электронных систем контроля и управления судовыми энергетическими установками, устройствами и системами;
- методами проведения электрических измерений в профессиональной деятельности.
ОПК-2 Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, аналитические методы в профессиональной деятельности
ОПК-2.3 Владеет навыками применения основных законов естественнонаучных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью
2 Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина входит в обязательную часть учебного плана и изучается на 2 курсе в 3 семестре.
Дисциплина «Общая электротехника и электроника» базируется на знаниях, полученных при изучении таких дисциплин, как
- Начертательная геометрия и инженерная графика
- Геодезия и инженерные изыскания
Знания, умения и практический опыт, приобретенные студентами в результате изучения данной дисциплины, позволят успешно освоить другие дисциплины учебного плана:
- Морская радиосвязь и телекоммуникации
- Выполнение и защита выпускной квалификационной работы
3 Объем дисциплины и виды учебных занятий
Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 час.
Учебные занятия с преподавателем, всего
Консультации (групповые), всего
Промежуточная аттестация:
Общая трудоемкость дисциплины
4 Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества часов, видов учебных занятий и самостоятельной работы
Наименование разделов и тем дисциплины
Вид занятий (лекция (урок), семинар, практическое занятие, лабораторное занятие, курсовое проектирование (работа), самостоятельная работа), содержание занятия
Код компетенции ФГОС и/или Код компетентности Кодекса ПДНВ (согласно ОПОП)
Раздел 1. Электрические и магнитные цепи
Тема 1. Линейные электрические цепи постоянного тока
Лекционные занятия:
Электротехнические устройства постоянного тока и области их применения. Условные графические обозначения электротехнических устройств постоянного тока. Элементы электрических цепей. Источники и приемники электрической энергии. Схемы замещения электротехнических устройств постоянного тока. Резистивные элементы, источники ЭДС, их свойства и характеристики. Пассивные и активные двухполюсники и их схемы замещения. Режимы работы активных двухполюсников. Законы Ома, Джоуля-Ленца. Понятие о простой и сложной электрических цепях. Методы законов Кирхгофа и контурных токов для расчета сложных цепей.
Практическая работа 1. Линейные электрические цепи постоянного тока
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 2. Однофазные линейные цепи
Лекционные занятия:
Значение переменного синусоидального тока в электротехнике, генерация синусоидальной ЭДС. Основные параметры, характеризующие синусоидальную величину: период, частота, начальная фаза, сдвиг фаз, мгновенное, максимальное (амплитудное), действующее и среднее значения.
Представление синусоидальных величин графически, аналитически, вращающимися векторами и комплексными числами. Электрические устройства переменного тока: резисторы, индуктивные катушки, конденсаторы. Стандартные графические обозначения на электрических схемах. Области применения в судовой электротехнике. Параметры (активное сопротивление, индуктивность, емкость) идеальных элементов. Цепи, содержащие только резистор, индуктивную катушку или конденсатор.
Фазовые соотношения между токами и напряжениями. Векторные диаграммы. Мощность, потребляемая цепью. Уравнение электрического состояния для неразветвленной цепи.
Практическая работа 2. Однофазные линейные цепи
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Лекционные занятия:
Элементы трехфазных цепей. Принцип получения трехфазной ЭДС.
Преимущества трехфазной системы распределения электроэнергии перед однофазной. Соединение элементов трехфазной цепи “звездой” и ”треугольником”. Фазные и линейные напряжения и токи. Векторные диаграммы. Мощность трехфазной цепи. Коэффициент мощности трехфазных симметричных приемников и способы его повышения. Вращающееся магнитное поле трехфазной системы.
Практическая работа 3. Трехфазные цепи
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 4. Нелинейные электрические цепи
Лекционные занятия:
Определение нелинейной электрической цепи, нелинейные элементы, их классификация, применение в судовых энергетических установках. Анализ нелинейных электрических цепей постоянного тока. Анализ электрических цепей переменного тока с полупроводниковыми диодами. Выпрямители.
Практическая работа 4. Нелинейные электрические цепи
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 5. Магнитные цепи постоянного тока
Лекционные занятия:
Понятие о магнитной цепи. Примеры магнитных цепей.
Расчет неразветвленной магнитной цепи, магнитное сопротивление, магнитодвижущая сила (МДС).
Аналогия магнитной цепи с электрической цепью. Магнитное напряжение. Прямая и обратная задачи расчета магнитной цепи.
Практическая работа 5. Магнитные цепи постоянного тока
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 6. Электрические измерения, приборы и измерительные информационные системы
Лекционные занятия:
Электроизмерительные приборы.
Приборы непосредственной оценки: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и ферродинамические.
Общие сведения о светолучевых и электронных осциллографах. Измерительные мосты постоянного и переменного тока. Измерение тока, напряжения, сопротивления, мощности и энергии. Основные положения об электрических измерениях неэлектрических величин.
Практическая работа 6. Электрические измерения, приборы и измерительные информационные системы
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Электрические измерения, приборы и измерительные информационные системы
Самостоятельная работа:
Подготовка к лекциям, практическим занятиям, подбор материала, его анализ и систематизация
Раздел 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
Тема 7. Электромагнитные устройства
Лекционные занятия:
Электромагнитные устройства постоянного тока: подъемные электромагниты, контакторы, реле и т.д. Их назначение, принцип действия. Электромагнитные устройства переменного тока: дроссели, контакторы, магнитные пускатели, реле и т.д.
Их назначение и принцип действия. Трансформаторы. Назначение, области применения и устройство. Принцип действия однофазного трансформатора. Режимы холостого хода, нагрузки и короткого замыкания. Векторные диаграммы. Потери энергии в трансформаторе. Коэффициент полезного действия. Трехфазные трансформаторы, автотрансформаторы. Эксплуатация судовых трансформаторов. Рабочие характеристики трансформаторов.
Практическая работа 7. Электромагнитные устройства
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 8. Трехфазные асинхронные машины
Лекционные занятия:
Устройство трехфазной асинхронной машины и области применения. Конструкция фазного и короткозамкнутого роторов.
Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Частота вращения ротора, скольжение. Зависимость частоты, величины ЭДС и тока в фазе обмотки ротора от скольжения. Преобразование энергии в двигателе. Свойство саморегулирования. Электромагнитный момент и механическая характеристика двигателя. Рабочие характеристики. Эксплуатация судовых асинхронных двигателей. Пуск, регулирование частоты вращения, реверс, остановка
Практическая работа 8. Трехфазные асинхронные машины
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 9. Назначение и области применения синхронных машин
Лекционные занятия:
Устройство синхронной машины.
Принцип действия синхронного генератора. Режимы работы. Работа синхронного генератора в автономном режиме. Реакция статора (якоря) при различных нагрузках. Внешние и регулировочные характеристики. Эксплуатация судовых синхронных генераторов. Пуск, регулирование активной и реактивной мощностей, остановка.
Практическая работа 9. Назначение и области применения синхронных машин
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 10. Машины постоянного тока
Лекционные занятия:
Назначение и области применения машин постоянного тока на судах. Устройство, коллектор и его назначение. Работа машины в режиме генератора. Работа машины в режиме двигателя. Электродвижущая сила якоря. Электромагнитный момент машины. Способы возбуждения. Искрение на коллекторе. Основные характеристики.
Эксплуатация судовых электрических машин постоянного тока.
Пуск, регулирование, реверс, остановка.
Практическая работа 10. Машины постоянного тока
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Машины постоянного и переменного тока
Самостоятельная работа:
Подготовка к лекциям, практическим занятиям, подбор материала, его анализ и систематизация
Тема 11. Элементная база современных электронных устройств
Лекционные занятия:
Резисторы, конденсаторы и индуктивности. Полупроводниковые диоды и транзисторы. Биполярный транзистор. Принцип действия.
Схемы включения транзистора с ОЭ, ОБ и ОК. Фотоэлектронные приборы и оптроны. Тиристоры.
Практическая работа 11. Элементная база современных электронных устройств
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 12. Источники вторичного электропитания
Лекционные занятия:
Схемы электронных преобразователей. Выпрямители, принцип действия, основные виды схем Однополупериодный выпрямитель. Двухполупериодный выпрямитель. Мостовая схема выпрямителя. Сглаживающие фильтры.
Практическая работа 12. Источники вторичного электропитания
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 13. Усилители электрических сигналов
Лекционные занятия:
Усилители синусоидальных сигналов. Усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером. Классификация усилителей.
Практическая работа 13. Усилители электрических сигналов
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 14. Импульсные и автогенераторные устройства
Лекционные занятия:
Генераторы синусоидальных сигналов.
Генераторы импульсов.
Практическая работа 14. Импульсные и автогенераторные устройства
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Тема 15. Основы цифровой электроники
Лекционные занятия:
Логические схемы.
Практическая работа 15. Основы цифровой электроники
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Лекционные занятия:Основные сведения. Виды триггеров. Их классификация и определения. Принципы построения триггеров. Интегральные микросхемы триггеров. Параметры интегральные микросхемы триггеров.
Практическая работа 16. Основы цифровой электроники
Практические занятия:Изучение материала, выполнение необходимых расчетов, подготовка к защите работы.
Элементная база современных электронных устройств. Усилители электрических сигналов. Импульсные и автогенераторные устройства.
Самостоятельная работа:
Подготовка к лекциям, практическим занятиям, подбор материала, его анализ и систематизация.
5 Фонд оценочных материалов для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине
Фонд оценочных материалов по дисциплине «Общая электротехника и электроника» приведен в обязательном приложении к рабочей программе.
6 Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины
1. П. В. Ермуратский, Г. П. Лычкина, Ю. Б. Минкин Электротехника и электроника [Электронный ресурс]:. - Профобразование, 2019. - – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/88013.html
6.2 Дополнительная литература
1. Э.В.Кузнецов Электротехника и электроника в 3 т. Том 1. Электрические и магнитные цепи:Учебник и практикум для СПО . - Юрайт, 2020. -
2. В.И. Аблязов Электротехника и электроника [Электронный ресурс]:Учебное пособие. - Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2018. - – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/83317.html
1. В. Ю. Плиско Электротехника. Практикум [Электронный ресурс]:Учебное пособие. - Республиканский институт профессионального образования (РИПО), 2017. - – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/84934.html
3. Аблязов В. И. Электротехника и электроника:учебное пособие. - , 2018. -
6.2 Дополнительная литература
2. Киселев В. И., Кузнецов Э. В., Копылов А. И., Лунин, В.П. Электротехника и электроника в 3 т. Том 2. Электромагнитные устройства и электрические машины:Учебник и практикум для среднего профессионального образования. - , 2019. -
3. Кузнецов Э.В., Куликова Е.А., Культиасов П.С., Лунин В.П. Электротехника и электроника в 3 т. Том 3. Основы электроники и электрические измерения:Учебник и практикум для среднего профессионального образования. - , 2019. -
4. Е. Д. Носкова Электротехника [Электронный ресурс]:методические рекомендации по проведению лабораторных работ для студентов технических специальностей. - Ай Пи Эр Медиа, 2018. - – Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/70290.html
4. А. В. Ситников Электротехника и электроника [Электронный ресурс]:учебник. - Москва : КУРС, 2024. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/144900.html
6.2 Дополнительная литература
5. Анисимова М.С., Попова И.С. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]:курс лекций. - Москва : Издательский Дом МИСиС, 2019. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/98934.html
6. Гуляев В.Г. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]:. - Нижний Новгород : Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСВ, 2019. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/107405.html
7. В. Н. Осколков Общая электротехника и электроника [Электронный ресурс]:учебное пособие. - Пермь : Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2017. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/110283.html
2. С. Е. Меньшенин Электротехника и электроника. Применение программы «Electronics Workbench» при расчете линейных электрических цепей постоянного тока [Электронный ресурс]:учебное пособие для СПО. - Саратов, Москва : Профобразование, Ай Пи Ар Медиа, 2024. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/141486.html
3. Гордеев-Бургвиц М.А. Общая электротехника и электроника [Электронный ресурс]:учебное пособие. - Москва : МИСИ-МГСУ, Ай Пи Ар Медиа, ЭБС АСВ, 2024. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/140491.html
4. А. Б. Власов Задачи и методы их решения по курсу «Электротехника и электроника» [Электронный ресурс]:учебное пособие. - Москва, Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/143601.html
5. Корнеев П.Е., Махов А.А., Французова Л.С. Электротехника и электроника [Электронный ресурс]:учебное пособие для выполнения расчетно-графических работ. - Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2023. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/128555.html
6. В. Г. Макаров, И. Р. Хайруллин, И. Г. Цвенгер, А. В. Толмачева Электротехника и электроника. Электрические цепи постоянного и переменного тока [Электронный ресурс]:учебно-методическое пособие. - Казань : Издательство КНИТУ, 2020. - – Режим доступа: https://www.iprbookshop.ru/121093.html
7 Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины
Наименование информационного ресурса
Ссылка на информационный ресурс
Электронная библиотечная система IPRBooks
http://www.iprbookshop.ru
8 Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине
Номер специализированных аудиторий,
кабинетов, лабораторий, тренажеров и пр.
Перечень основного оборудования
9 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
Образовательные технологии Учебный процесс при преподавании курса основывается на использовании традиционных, инновационных и информационных образовательных технологий. Традиционные образовательные технологии представлены лекциями и семинарскими (практическими) занятиями. Инновационные образовательные технологии используются в виде широкого применения активных и интерактивных форм проведения занятий. Информационные образовательные технологии реализуются путем активизации самостоятельной работы студентов в электронной информационно-образовательной среде (ЭИОС).
Дисциплина может быть реализована частично или полностью с использованием ЭИОС Института (ЭО и ДОТ). Аудиторные занятия и другие формы контактной работы обучающихся с преподавателем могут проводиться с использованием платформ Microsoft Teams, в том числе, в режиме онлайн-лекций и онлайн-семинаров.
Рекомендации по освоению лекционного материала, подготовке к лекциям
Лекции (урок) являются одним из видов учебной деятельности обучающихся при освоении образовательной программы среднего профессионального образования. В ходе лекций преподаватель излагает и разъясняет основные, наиболее сложные понятия темы, тенденции развития, а также связанные с ней теоретические и практические проблемы, дает рекомендации и указания на подготовку к практическим занятиям и самостоятельной работе.
Рекомендации по подготовке к практическим занятиям
Проведение практических занятий должно быть направлено на углубление и закрепление знаний, полученных на лекциях и в процессе самостоятельной работы. Проведение практических занятий направлено на формирование навыков и умений самостоятельного применения полученных знаний в практической деятельности. Практическое задание начинается со вступительного слова преподавателя, формулирующего цель занятия и характеризующего его основную проблематику. Преподаватель задает вопросы по теме занятия, заслушиваются ответы обучающихся. Поощряется выдвижение и обсуждение альтернативных мнений.
Практические занятия предполагают решение практических заданий.
В целях контроля подготовленности обучающихся преподаватель в ходе занятий осуществляет текущий контроль знаний путем проведения устных опросов, контрольно-практического задания, тестовых заданий.
Рекомендации по организации самостоятельной работы
Самостоятельная работа включает изучение учебной, учебно-методической литературы, поиск в сети Интернет публикаций по актуальным вопросам, связанным с проблематикой дисциплины; освоение теоретического материала; подготовку к практическим занятиям, подготовку к экзамену.
Завершается изучение дисциплины экзаменом / зачетом.
При подготовке к экзамену/зачету необходимо ориентироваться на конспекты лекций, рабочую программу дисциплины, рекомендуемую литературу, Интернет-ресурсы. Нужно знать, понимать смысл основных понятий и терминов и уметь его разъяснять; демонстрировать формируемые в результате освоения дисциплины общепрофессиональные и профессиональные компетенции.