3 семестр / План лекций по ОЭиЭ
.docСамостоятельная работа студентов, кроме подготовки к аудиторным занятиям, включает выполнение расчётного домашнего задания на втором семестре обучения и курсовой работы на третьем семестре обучения.
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА
2.1. Основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей
Электромагнитное поле как вид материи; интегральные и дифференциальные соотношения между основными величинами, характеризующими поле. Определение электрической и магнитной цепей. Расчётные схемы цепей и характеристики их элементов. Основные законы электрических и магнитных цепей: законы Кирхгофа, закон непрерывности магнитного потока и закон полного тока.
2.2. Линейные электрические цепи постоянного тока
Закон Ома для участка цепи. Потенциальная диаграмма. Реальные источники электрической энергии. Схемы их замещения. Расчёт цепей с одним источником при смешанном соединении резистивных элементов; метод эквивалентных преобразований. Методика расчёта разветвлённых цепей с несколькими источниками по законам Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Метод наложения и принцип взаимности. Метод эквивалентного генератора. Энергетические соотношения в резистивных электрических цепях; баланс мощностей.
2.3. Электрические цепи синусоидального тока
Основные параметры, характеристики и формы представления синусоидальных функций. Векторные диаграммы токов и напряжений. Синусоидальный ток в элементах схем замещения электрической цепи: сопротивлении, индуктивности, ёмкости. Символический метод расчёта цепей синусоидального тока. Закон Ома в комплексной форме; комплексное сопротивление, комплексная проводимость. Законы Кирхгофа в комплексной форме. Методы анализа цепи с двухполюсными элементами. Мощность в цепи синусоидального тока; баланс мощностей; коэффициент мощности. Частотные характеристики электрических цепей. Резонансные явления. Цепи с взаимной индуктивностью. Цепи с многополюсными элементами; основные уравнения передачи и параметры четырёхполюсников.
2.4. Трёхфазные цепи
Элементы трёхфазных цепей. Принцип действия трёхфазного генератора; соединение фаз генератора звездой и треугольником. Трёхпроводная и четырёхпроводная цепи. Фазные и линейные напряжения и токи; связь между фазными и линейными величинами. Симметричный режим трёхфазной цепи; соединения нагрузки звездой и треугольником. Методика расчёта симметричных систем. Мощность в трёхфазной цепи. Понятие о несимметричных режимах в трёхпроводной и четырёхпроводной цепях; назначение нейтрального провода.
2.5. Электрические цепи при периодических несинусоидальных воздействиях
Представление периодических несинусоидальных функций в виде ряда Фурье. Спектр амплитуд и фаз. Методика расчёта цепей с источниками несинусоидальных напряжений и токов. Максимальные, действующие и средние значения несинусоидальных напряжений и токов; коэффициенты, характеризующие их форму. Мощность в цепи несинусоидального тока.
2.6. Переходные процессы в электрических цепях
Переходный и установившийся режимы. Законы коммутации. Определение начальных условий. Основы классического метода расчёта. Переходные процессы в цепях первого и второго порядка. Операторный метод расчёта переходных процессов. Преобразование Лапласа. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Расчёт цепей при непериодических воздействиях.
2.7. Нелинейные электрические цепи и методы их анализа
Нелинейные элементы и их характеристики. Графические методы расчёта цепей с нелинейными резистивными элементами. Аналитическое представление вольт-амперных характеристик. Методы расчета нелинейных резистивных цепей переменного тока. Прохождение синусоидального сигнала через нелинейную цепь. Расчет нелинейных цепей в переходном режиме.
2.8. Магнитные цепи
Электромагнитные устройства. Ферромагнитные материалы и их характеристики. Вебер-амперная характеристика магнитной цепи. Закон Ома и законы Кирхгофа для магнитной цепи. Методика расчёта неразветвлённых неоднородных магнитных цепей при постоянном магнитном потоке; прямая и обратная задачи. Расчёт разветвлённых магнитных цепей. Магнитные цепи переменных магнитных потоков. Катушка с ферромагнитным сердечником при синусоидальном напряжении на зажимах. Связь между напряжением и магнитным потоком при определённых допущениях. Графики мгновенных значений магнитного потока и тока. Эквивалентный синусоидальный ток. Схема замещения и векторная диаграмма катушки с ферромагнитным сердечником.
2.9. Дискретные (цифровые) цепи и их характеристики
Определение дискретных (цифровых) цепей. Аналитическое описание дискретных цепей. Структурные схемы и характеристики дискретных цепей.
3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
№ п/п |
№ раздела программы |
Тема лабораторной работы |
1 |
2 |
3 |
1 |
2.1 |
- Исследование зависимости между током и напряжением в элементах схем замещения электрической цепи |
2 |
2.2 |
Исследование характеристик реальных источников напряжения и тока |
3 |
2.3 |
- Исследование пассивных цепей при синусоидальном воздействии на постоянной частоте |
4 |
2.3 |
Исследование частотных характеристик простейших двухполюсников |
5 |
2.3 |
- Исследование резонансных явлений в последовательном и параллельном колебательных контурах |
6 |
2.3 |
- Исследование цепей с индуктивно-связанными элементами |
7 |
2.3 |
- Исследование четырёхполюсников |
8 |
2.4 |
- Исследование трёхфазных цепей |